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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein verbrennungskraftgetriebenes
Werkzeug, wie beispielsweise ein verbrennungskraftgetriebenes Befestigungsmitteleintreibwerkzeug
zum Eintreiben von Befestigungsmitteln, wie beispielsweise Nägel, in
ein Werkstück.
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Verbrennungskraftgetriebene
Werkzeuge sind nach dem Stand der Technik bekannt und beispielsweise
in den
japanischen Patentpublikationen (B2)
Nrn. HEI-1-34753 ,
HEI-4-48589 ,
HEI-3-25307 ,
HEI-4-11337 und
SHO-64-9149 beschrieben.
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Abweichend
von druckluftgetriebenen Werkzeugen, bei denen Druckluft als Antriebsquelle
verwendet wird, benötigt
das verbrennungskraftgetriebene Werkzeug keinen Kompressor und ist
folglich leichter zu einer Baustelle oder dergleichen zu transportieren.
Ferner kann das verbrennungskraftgetriebene Werkzeug zweckdienlicherweise
mit einer inneren Kraftquelle, beispielsweise einer Batterie, versehen
werden, so dass das Werkzeug in jeder Umgebung verwendet werden
kann, ohne dass eine kommerzielle Energiequelle erforderlich ist.
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Allgemein
besteht das verbrennungskraftgetriebene Werkzeug aus Metallbauteilen,
beispielsweise einem Zylinder, Gummibauteilen, beispielsweise einem
Schutzbauteil, und Kunststoffteilen, wie beispielsweise einem Gehäuse. Wenn
mit kurzen Abschnitten Vorgänge
des Eintreibens von Befestigungsmitteln nacheinander durchgeführt werden, wird
die durch die Verbrennung erzeugte Wärme teilweise abgeführt, wenn
ein Gebläse
die Spülung durchführt, so
dass das Auspuffgas in der Verbrennungskammer aus dieser ausgespült werden
kann und diese wird teilweise durch die Metallbauteile, insbesondere
durch den Zylinder und einen Brennkammerrahmen absorbiert. Die Temperatur
dieser Metallbauteile nimmt fortschreitend zu und schließlich werden
diese überhitzt.
Wenn der Zylinder und der Brennkammerrahmen hohe Temperaturen erreichen, ist
das in der Brennkammer verbleibende Gas nicht ausreichend abgekühlt, so
dass das thermische Vakuum in der Brennkammer nicht erzielt werden
kann. Folglich tritt eine Verzöge rung
beim Rückführen des Kolbens
in die Ausgangsposition auf, nachdem das Eintreiben eines Befestigungsmittels
durchgeführt wurde.
Aufgrund dieser Verzögerung
wird die Zyklusgeschwindigkeit zum Vollenden des Eintreibens des Befestigungsmittels
mit einem Schuss gesenkt und somit wird der Arbeitswirkungsgrad
verschlechtert.
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Falls
der Eintreibvorgang der Befestigungsmittel fortgesetzt wird, werden
das Gehäuse
und der nahe dem Brennkammerrahmen angeordnete Handgriff und der
Zylinder ebenfalls aufgeheizt. Die den Handgriff greifende Bedienungsperson
kann nicht in der Lage sein, das Eintreiben der Befestigungsmittel fortzusetzen.
Falls dies der Fall ist, wird der Arbeitswirkungsgrad weiter verschlechtert.
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Der
Dichtbauteil, welcher aus Gummi hergestellt ist und zum Abdichten
der Brennkammer verwendet wird, kann thermisch beschädigt sein
und die Fähigkeit
des Abdichtens mit dem Dichtteil kann nicht aufrechterhalten werden.
In diesem Falle gelangt die Brennkammer in Verbindung mit der Außenatmosphäre und entzündliches,
in die Brennkammer eingeführtes
Gas wird nicht gezündet.
Dann kann der Eintreibvorgang der Befestigungsmittel nicht länger fortgesetzt
werden, selbst falls der Abzugsschalter angeschaltet wird. Das Gehäuse, welches
aus Plastik hergestellt ist, kann ebenfalls beschädigt oder
durch die Wärme
verformt werden. Falls der Dichtteil und/oder das Gehäuse beschädigt werden,
muss das Werkzeug auseinander genommen werden und ein beschädigter Bauteil
durch einen neuen Bauteil ersetzt werden.
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Die
EP-A-1459850 beschreibt
ein verbrennungskraftgetriebenes Werkzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1, welches zusätzlich
eine Vermeidungseinheit aufweist, die eine Zündung verhindert, falls die
erfasste Temperatur einen voreingesteilten Wert überschreitet.
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Anbetracht
des Obenstehenden ist es ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung,
eine thermische Beschädigung
eines Dichtteils und/oder eines Gehäuses eines verbrennungskraftgetriebenen Werkzeugs
zu verhindern, um dadurch die Lebensdauer der Werkzeugs zu verlängern.
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Es
ist ein weiterer Gegenstand vorliegender Erfindung, ein verbrennungskraftgetriebenes
Werkzeug vorzuschlagen, bei dem der Arbeitswirkungsgrad ohne Verschlechterung
der Betätigbarkeit
des Werkzeugs verbessert wird.
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Gemäß einem
ersten Gesichtspunkt der Erfindung wird ein verbrennungskraftgetriebenes
Werkzeug mit sämtlichen
Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen.
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Um
obige und andere Gegenstände
zu erreichen, umfasst ein verbrennungskraftgetriebenes Werkzeug
nach der vorliegenden Erfindung ein Gehäuse, einen Kopf, einen Handgriff,
einen Zylinder, einen Kolben, einen Brennkammerrahmen, einen Schubhebel,
eine Zündkerze,
einen Abzugsschalter, eine Eintreibklinge, einen Temperatursensor
und einen Anschlag. Das Gehäuse
weist erste und zweite Endabschnitte auf. Der Kopf ist an dem ersten
Endabschnitt des Gehäuses
vorgesehen. Der Handgriff geht von dem Gehäuse aus. Der Zylinder ist fest
in dem Gehäuse
angeordnet. Der Kolben ist beweglich in dem Zylinder gelagert. Der
Brennkammerrahmen ist in dem Gehäuse
längs des
Zylinders beweglich angeordnet. Eine Brennkammer ist durch den Kopf, den
Zylinder, den Kolben und den Brennkammerrahmen gebildet, wenn der
Brennkammerrahmen in Anlage an dem Kopf ist.
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Die
Brennkammer nimmt eine gasförmige Mischung
vorhandener Luft in der Brennkammer und darin eingespritzten Brennstoff
auf. Der Schubhebel in dem zweiten Endabschnitt des Gehäuses montiert und
mit dem Brennkammerrahmen gekuppelt. Der Schubhebel ist in das Gehäuse hinein
beweglich und bewirkt, dass sich das Brennkammerrahmen gemeinsam
mit dem Schubhebel bewegt, wenn der Schubhebel gegen das Werkstück gedrückt ist.
Die Zündkerze
ist in der Brennkammer angeordnet und erzeugt einen Funken zur Verbrennung
der gasförmigen
Mischung in der Brennkammer. Der Kolben wird durch die Verbrennung
in der Brennkammer angetrieben. Der Abzugsschalter ist an dem Handgriff
vorgesehen und erzeugt den Funken in der Zündkerze, wenn er betätigt wird.
Die Eintreibklinge ist einstückig mit
dem Kolben ausgebildet, um ein Befestigungsmittel einzutreiben.
Der Temperatursensor ist vorgesehen, um eine Temperatur mindes tens
eines gewählten
Abschnitts innerhalb des Gehäuses
oder des Handgriffs zu erfassen. Der Anschlag ist betätigbar, um
eine Position des Schubhebels einzustellen, welcher von einer ersten
Position in eine zweite Position verschoben wird, wenn die durch
den Temperatursensor erfasste Temperatur höher ist als ein kritischer Wert.
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Der
Schubhebel ist von dem Kopf weiter entfernt, wenn der Schubhebel
in der zweiten Position befindlich ist, als wenn der Schubhebel
in seiner ersten Position befindlich ist.
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Der
Anschlag ist wahlweise zwischen der ersten und der zweiten Position
bewegbar.
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Es
ist bevorzugt, den Temperatursensor an dem Brennkammerrahmen anzuordnen.
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Es
ist ferner bevorzugt, den Anschlag durch einen elektromagnetischen
Solenoid zu betätigen.
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Der
Temperatursensor kann ein Thermistor, ein Thermoelement oder ein
Bimetall sein.
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Die
einzelnen Merkmale und Vorteile der Erfindung sowie weitere Gegenstände ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden
Zeichnungen, in welchen
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1 eine
senkrechte Schnittansicht ist, welche einen Niedrigtemperaturzustand
eines verbrennungskraftgetriebenen Befestigungsmitteleintreibwerkzeugs
entsprechend einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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2 eine
senkrechte Schnittansicht ist, die einen Hochtemperaturzustand des
verbrennungskraftgetriebenen Befestigungsmitteleintreibwerkzeugs
gemäß der Ausführungsform
nach der Erfindung veranschaulicht, und
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3 ein
Blockdiagramm einer Schaltung zum Betrieb eines Gebläses, eines
Anschlags und einer Zündkerze
des verbrennungskraftgetriebenen Befestigungsmitteleintreibwerkzeugs
gemäß der Ausführungsform
nach der Erfindung ist.
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Ein
verbrennungskraftgetriebenes Befestigungsmitteleintreibwerkzeug
nach einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen beschrieben.
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Das
Folgende ist eine allgemeine Beschreibung eines repräsentativen
verbrennungskraftgetriebenen Befestigungsmitteleintreibwerkzeugs,
bei welchem die vorliegende Erfindung angewandt wird. Das verbrennungskraftgetriebene
Befestigungsmitteleintreibwerkzeug treibt Befestigungsmittel, wie beispielsweise
Nägel,
Nieten, Klammern oder dergleichen, ein. In der folgenden Beschreibung
werden Nägel
als Beispiel der Befestigungsmittel verwendet. Im Folgenden werden
durchgehend in der Beschreibung die Ausdrücke „aufwärts", „abwärts", „oberer", „unterer", „oberhalb", „unterhalb", „darunter" und der dergleichen
unter der Annahme verwendet, dass das verbrennungskraftgetriebene
Befestigungsmitteleintreibwerkzeug in einer Ausrichtung angeordnet
ist, in welcher es verwendet wird und wie dies in den 1 und 2 dargestellt
ist.
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Die 1 und 2 sind
senkrechte Schnittansichten, welche ein verbrennungskraftgetriebenes Befestigungsmitteleintreibwerkzeug 1 und
insbesondere ein Nageleintreibwerkzeug zeigen. Die Bauteile und
der Betrieb des Nageleintreibwerkzeugs werden unten unter Bezugnahme
auf die 1 und 2 beschrieben.
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Wie
in 1 gezeigt, enthält das Nageleintreibwerkzeug 1 ein
Gehäuse
mit langgestreckter Form. Das Gehäuse umfasst ein Hauptgehäuse 2A und
ein Untergehäuse 2B,
wobei das Untergehäuse 2B mit
dem Hauptgehäuse 2A in
Längsrichtung
des Hauptgehäuses 2A verbunden
ist. Das Hauptgehäuse 2A und
das Untergehäuse 2B sind
einstückig
miteinander verbunden, um ein Rahmenwerk des Befestigungsmitteleintreibwerkzeugs 1 zu
bilden.
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Ein
Kopfdeckel 4 ist an dem Oberende des Hauptgehäues 2A angebracht.
Eine Ansaugöffnung (nicht
dargestellt) ist in dem Kopfdeckel 4 ausgebildet und eine
Auspufföffnung
(nicht dargestellt) ist in dem unteren Abschnitt des Hauptgehäuses 2A ausgebildet.
Ein Gaszylinder 5, welcher ein brennbares Gas (Flüssiggas)
speichert, ist abnehmbar in dem Untergehäuse 2B aufgenommen.
Ein mit einem Abzugsschalter 6 versehener Handgriff 7 ist
an dem Untergehäuse 2B befestigt.
Ein Magazin 8 und ein Enddeckel 9 sind unterhalb
des Hauptgehäuses 2A und
des Untergehäuses 2B montiert.
Das Magazin 8 ist mit einer Vielzahl von Nägeln gefüllt. Der
Enddeckel 9 führt die
von dem Magazin 8 zugeführten
Nägel und
stellt die Nägel
nacheinander in eine vorbestimmte Position unterhalb eines Kolbens 25.
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Das
Hauptgehäuse 2A nimmt
darin einen Schubhebel 10, einen Verbindungsteil 12,
einen Zylinder 20, den Kolben 25, eine Eintreibklinge 28,
welche vom Kolben 25 ausgeht, ein Gebläse 14, einen Motor 3,
eine Zündkerze 15,
einen Brennkammerrahmen 11 und eine Kopfkappe 13 auf.
Der Schubhebel 10 steht nach unten von dem untersten Teil
des Hauptgehäuses 2A vor
und ist in diesem senkrecht beweglich gelagert. Der Schubhebel 10 ist
mit dem Verbindungsteil 12 gekuppelt, welches an dem Brennkammerrahmen 11 befestigt
ist. Eine Feder 37 drückt
den Brennkammerrahmen 11 in der Zeichnung nach unten, d.
h. in einer Richtung zum Eintreiben des Nagels. Folglich kann der
Brennkammerrahmen 11 sich axial bezüglich des Hauptgehäuses 2A bewegen.
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Wenn
der Schubhebel 11 gegen ein Werkstück B, beispielsweise einem
Holzmaterial, gedrückt wird,
wirkt der Schubhebel 10 gegen die Druckkraft der Feder 37.
Der obere Abschnitt des Schubhebels 10 zieht sich in das
Hauptgehäuse 2A zurück und der Brennkammerrahmen 11 bewegt
sich oberhalb des Zylinders 20 und bildet eine Brennkammer 26.
Insbesondere ist die Brennkammer 26 ein Raum, welcher durch
den Brennkammerrahmen 11, die Kopfkappe 13 und
den Kolben 25 umschlossen ist, in welchem eine Mischung
aus brennbarem Gas und Luft verbrannt wird. Um eine hermetisch abgedichtete Brennkammer 26 zu
bilden, ist ein erster Dichtungsteil 19, wie beispielsweise
ein O-Ring, an dem unteren Ende der Kopfkappe 13 vorgesehen.
Ferner ist ein zweiter Dichtteil 24, wie beispiels weise
ein O-Ring, an dem oberen Abschnitt des Zylinders 20 vorgesehen,
um den Raum zwischen dem unteren Innenumfang des Brennkammerrahmens 11 und dem
oberen Außenumfang
des Zylinders abzudichten. Dieser Raum wird erzeugt, wenn der Brennkammerrahmen 11 zur
Anlage an der Kopfkappe 13 gebracht wird.
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Die
Kopfkappe 13 ist an dem Oberende des Hauptgehäuses 2A befestigt.
Die Brennkammer 26 nimmt das Gebläse 14 auf, welches
durch den Motor 3 gedreht werden kann, der fest an der
Kopfkappe 13 montiert ist sowie die Zündkerze 15 zum Erzeugen eines
Funkens, wenn der Abzugsschalter 6 betätigt wird.
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Das
Hauptgehäuse 2A nimmt
ferner einen Kopfschalter 16 (siehe 3) und einen
Temperatursensor 29 auf. Der Kopfschalter 16 ist
vorgesehen, um eine oberste Hubendposition des Brennkammerrahmens 11 zu
erfassen, wenn das Befestigungsmitteleintreibwerkzeug 1 gegen
das Werkstück
W gedrückt
wird. Der Kopfschalter 16 wird eingeschaltet, wenn der
Schubhebel 10 in eine vorbestimmte Position angehoben ist,
so dass die Drehung des Motors 3 und des Gebläses 14 begonnen
wird. Der Temperatursensor 29, beispielsweise ein Thermistor,
Thermoelement oder Bimetall, ist an der Außenwand des Brennkammerrahmens 11 befestigt,
um die Temperatur des Brennkammerrahmens 11 zu erfassen.
Der Temperatursensor 29 kann an der Außenwand des Handgriffs 7 oder
irgendeinem anderen Platz angeordnet sein, wo die Temperatur die
Neigung zeigt, anzusteigen, wenn Nageleintreibvorgänge wiederholt durchgeführt werden.
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Die
Kopfkappe 13 weist eine Handgriffsseite auf, in welcher
ein Brennstoffeinspritzkanal 17 vorgesehen ist, durch welchen
brennbares Gas hindurchgelangen kann. Ein Ende des Brennstoffeinspritzkanals 17 dient
als Einspritzöffnung 18,
welche sich an der unteren Oberfläche der Kopfkappe 13 öffnet. Ein anderes
Ende des Brennstoffeinspritzkanals 17 ist mit dem Gaszylinderverbindungsabschnitt
verbunden, welcher mit dem Gaszylinder 5 in Verbindung steht.
Die Einspritzöffnung 18 spritzt
brennbares Gas in die Brennkammer 26 von dem Gaszylinder 5 ein, welcher
dieses brennbare Gas (Flüssiggas)
speichert.
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Unterhalb
des Zylinders 20 sind ein Auspuffloch 21, ein
Rückschlagventil 22 zum Öffnen und Schließen des
Auspufflochs 21 und der Stoßfänger 23 angeordnet,
gegen welchen der Kolben 25 anschlägt. Das Auspuffloch 21 steht
in Verbindung mit der im unteren Abschnitt des Hauptgehäuses 2A vorgesehenen
Auspufföffnung.
Ein Auspufflochdeckel 38 ist vorgesehen, um das Auspuffloch 21 abzudecken
und dient dazu, die Strömungsrichtung
des Auspuffgases zu ändern.
Insbesondere wird mit dem Auspufflochdeckel 38 das Auspuffgas
aus dem Auspuffloch 21 geführt, um in Axialrichtung des
Zylinders 20 zu strömen.
Wenn sich der Kolben 25 plötzlich zu seinem unteren Totpunkt
bewegt, um den Nagel einzutreiben, und mit dem Stoßfänger 23 zusammenstößt, verformt
sich der Stoßfänger 23,
um überschüssige Energie
in dem Kolben 25 zu absorbieren.
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Der
Kolben 25 ist gleitbar und hin und her beweglich in dem
Zylinder 20 vorgesehen. Der Kolben 25 teilt den
Innenraum des Zylinders 20 in einen oberen Raum oberhalb
des Kolbens 25 und einen unteren Raum unterhalb des Kolbens 25.
Die Eintreibklinge 28 erstreckt sich nach unten von einer
Seite des Kolbens 25 zum Enddeckel 9, wobei die
Seite an dem Zylinderraum unterhalb des Kolbens 25 befindlich
ist. Die Eintreibklinge 28 ist koaxial zur Nagelsetzposition
in dem Enddeckel 9 angeordnet, so dass die Eintreibklinge 28 gegen
den Nagel während
des Bewegens des Kolbens 25 in Richtung seines unteren
Totpunktes anschlagen kann. Wenn sich der Kolben 25 zu
seinem unteren Totpunkt bewegt, schlägt der Kolben 25 gegen
den Stoßfänger 23 und
wird durch diesen angehalten. In diesem Falle absorbiert der Stoßfänger 23 eine überschüssige Energie
vom Kolben 25.
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Wenn
das Oberende des Brennkammerrahmens 12 an der Kopfkappe 13 anliegt,
bilden die Kopfkappe 13, der Brennkammerrahmen 11 und
der obere Zylinderraum oberhalb des Kolbens 25 eine Brennkammer 26.
Wenn der Brennkammerrahmen 11 von der Kopfkappe 13 getrennt
ist, wird ein erster Strömungsdurchgang
S1 in Verbindung mit der Atmosphäre
zwischen der Kopfkappe 13 und dem oberen Endabschnitt des
Brennkammerrahmens 11 bereitgestellt und ein zweiter Strömungsweg
S2 in Verbindung mit dem ersten Strömungsweg S1 wird zwischen dem
unteren Endabschnitt des Brennkammerrahmens 11 und dem
oberen Endabschnitt des Zylinders 20 bereitgestellt. Diese
Strömungswege
S1, S2 ermögli chen
es, dass ein Verbrennungsgas und frische Luft längs der äußeren Umfangsfläche des
Zylinders 20 zu fließen,
um die Mischung aus Verbrennungsgas und Luft durch die Auspufföffnung des
Gehäuses 2 auszustoßen. Ferner
ist die oben beschriebene Ansaugöffnung
für die
Zufuhr von frischer Luft in die Brennkammer 26 und das
Auspuffloch 21 zum Ausstoßen der in der Brennkammer 26 erzeugten Auspuffgase
vorgesehen. Flügel 27 sind
ferner um den Innenumfang der Brennkammer 26 als Rippen vorgesehen,
welche radial nach innen vorstehen.
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Das
Gebläse 14 und
die Zündkerze 15 sind in
der Brennkammer 26 vorgesehen und die Einspritzöffnung 18 ist
zur Brennkammer 26 offen. Eine Drehung des Gebläses 14 erfüllt die
folgenden drei Funktionen. Erstens rührt das Gebläse 14 die
Luft um und mischt sie mit dem brennbaren Gas, solange der Brennkammerrahmen 11 in
Anlage an dem Zylinderkopf 13 bleibt. Zweitens, nachdem
das gemischte Gas gezündet
wurde, ruft das Gebläse 14 eine
turbulente Verbrennung des Luft-Brennstoffgemisches hervor und unterstützt somit
die Verbrennung der Luft-Brennstoffmischung in der Brennkammer 26. Drittens
führt das
Gebläse 14 ein
Spülen
durch, so dass das Auspuffgas in der Brennkammer 26 ausgespült werden
kann und führt
ferner eine Kühlung
des Brennkammerrahmens 11 und des Zylinders 20 aus, wenn
sich der Brennkammerrahmen 11 von dem Zylinderkopf 13 weg
bewegt wird und wenn die ersten und zweiten Strömungswege S1, S2 bereitgestellt werden.
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Ein
ellipsenförmiger
Anschlag 61 ist schwenkbar beweglich auf einer Achse 62 vorgesehen,
die von der unteren Endseitenfläche
des Verbindungsteils 12 vorsteht, mit welchem der Schubhebel 10 und
der Brennkammerrahmen 11 gekuppelt sind. Der Verbindungsteil 12,
welcher mittels der Schraubendruckfeder 37 nach unten gedrückt wird,
befindet sich normalerweise in Anlage an dem Anschlag 61 und
hält somit
den Verbindungsteil 12 in seiner untersten Position. Das
heißt,
der Anschlag 61 dient zum Positionieren des Schubhebels 10 und
des Brennkammerrahmens 11.
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In
einem Zustand, wenn das Werkzeug 1 nicht gegen das Werkstück W gedrückt wird,
wird der Anschlag 61 in einer Position gehalten, so dass
der erste Strö mungsweg
S1 eine Kanalhöhe
Lc aufweist. Der Anschlag 61 ist sowohl an einen Temperatursensor 29 als
auch an einen Temperaturschaltersteuerkreis 45 (siehe 3)
angeschlossen und wird beispielsweise durch einen elektromagnetischen
Solenoid (nicht dargestellt) schwenkend bewegt.
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Wenn
die Temperatur des Brennkammerrahmens 11 unterhalb eines
kritischen Werts liegt, wird die Kanalhöhe des ersten Strömungsweges
S1 bei Lc gehalten, während,
wenn die Temperatur des Brennkammerrahmens 11 höher als
der kritische Wert ist, die Kanalhöhe des ersten Strömungsweges S1
bei Lh (siehe 2) größer als Lc gehalten wird. Oberhalb
des kritischen Temperaturwertes können die Gummidichtteile 19 und 24 thermisch
verformt oder beschädigt
werden und ein thermisches Vakuum ausreichender Höhe kann
nicht geschaffen werden.
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3 ist
ein Blockdiagramm der Schaltung zum Steuern des Gebläses 14,
des Anschlags 61 und der Zündkerze 15. Der Abzugsschalter 6 und
der Kopfschalter 16 sind mit den Eingangsanschlüssen einer
ersten ODER-Schaltung 41 verbunden. Die erste ODER-Schaltung 51 weist
einen Ausgangsanschluss auf, welcher an einem ersten Eingangsanschluss
einer zweiten OR-Schaltung 42 angeschlossen ist. Die zweite
ODER-Schaltung 42 weist einen Ausgangsanschluss auf, welcher
an eine Gebläseantriebsschaltung 43 zum
Drehen des Gebläses 14 mit dem
Motor 3 angeschlossen ist. Folglich, wenn mindestens der
Abzugsschalter 6 oder der Kopfschalter 16 angeschaltet
ist, wird die Gebläseantriebsschaltung 43 erregt,
um das Drehen des Motors 3 und des daran angeschlossenen
Gebläses 14 zu
beginnen.
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Ein
Gebläsezeitgeber 44 ist
zwischen dem Ausgangsanschluss der ersten ODER-Schaltung 41 und einem zweiten
Eingangsanschluss der zweiten ODER-Schaltung 42 angeschlossen.
Der Gebläsezeitgeber 44 wird
aktiviert, wenn sowohl der Abzugsschalter 6 als auch der
Kopfschalter 16 ausgeschaltet sind. Der Gebläsezeitgeber 44 beendet
die Drehungen des Gebläses 14 nach
Verstreichen einer vorbestimmten Zeitspanne seit Aktivierung des
Gebläsezeitgebers 44.
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Der
Temperatursensor 29 ist ebenfalls an den Ausgangsanschluss
der ersten OR-Schaltung 41 angeschlossen.
Folglich führt
der Temperatursensor 29 den Vorgang der Temperaturerfassung
durch, wenn mindestens der Abzugsschalter 6 oder der Kopfschalter 16 angeschaltet
ist. Die Temperaturschaltersteuerschaltung 45 ist an den
Temperatursensor 29 angeschlossen, um ein Temperatursignal von
dem Temperatursensor 29 zu empfangen. Der Ausgang der Temperaturschaltersteuerschaltung 45 ist
an einen Eingangsanschluss einer UND-Schaltung 46 angeschlossen.
Ein weiterer Eingangsanschluss der UND-Schaltung 46 ist
an den Ausgangsanschluss der zweiten ODER-Schaltung 42 angeschlossen.
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Wenn
die durch den Temperatursensor 29 niedriger ist als der
kritische Wert, wird die Anschlagsantriebsschaltung 16 nicht
betrieben, so dass der Anschlag 61 in einer vorbestimmten
OBEN-Position gehalten ist. Folglich wird der Brennkammerrahmen 13,
welcher mit dem Schubhebel 11 durch den Verbindungsteil 12 gekuppelt
ist, in einer normalen Position gehalten, in welcher die Kanalhöhe des ersten
Strömungsweges
S1 bei Lc gehalten wird. Andererseits, wenn die durch den Temperatursensor
erfasste Temperatur den kritischen Wert überschreitet, gibt die Temperaturschaltersteuerschaltung 45 ein Signal
an das UND-Gatter aus, um dieses in Betrieb zu setzen. Als Ergebnis
treibt die Anschlagsantriebsschaltung 60 den Anschlag 61 an,
um diesen in eine vorbestimmte UNTEN-Position zu bewegen. Die Bewegung
des Anschlags 61 in die vorbestimmte UNTEN-Position bewirkt
eine Positionierung des Brennkammerrahmens 11 in eine Position
niedriger als die Normalposition. Folglich wird die Kanalhöhe des ersten
Strömungsweges
S1 bei Lh gehalten, wie dies in 2 veranschaulicht
ist.
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Eine
zweite UND-Schaltung 48 weist zwei Eingangsanschlüsse auf,
welche an den Abzugsschalter 6 und den Kopfschalter 16 angeschlossen sind.
Der Ausgang der zweiten UND-Schaltung 48 ist an eine Zündkerzenantriebsschaltung 50 angeschlossen
und die Antriebsschaltung 50 ihrerseits ist an die Zündkerze 16 angeschlossen.
Folglich, wenn sowohl der Abzugsschalter 6 als auch der
Kopfschalter 16 angeschaltet sind, wird ein EIN-Signal
an die Zündkerzenantriebsschaltung 50 ausgegeben
und zündet
dadurch die Zündkerze 16.
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Als
nächstes
wird der Betrieb des oben beschriebenen Befestigungsmitteleintreibwerkzeugs 1 beschrieben.
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In
einem statischen Zustand, in welchem das Werkzeug 1 nicht
angetrieben wird, wird der Anschlag 61 in der vorbestimmten
OBEN-Position, wie in 1 dargestellt, gehalten. In
diesem Zustand wird der Schubhebel 10 durch die Feder 37 gedrückt, um
weiter unten als das Unterende des Enddeckels 9 vorzustehen.
Der Verbindungsteil 12 befindet sich in Anlage an dem Anschlag 61 und
folglich ist der Brennkammerrahmen 11, welcher mit dem
Verbindungsteil 12 gekuppelt ist, in der vorbestimmten
oberen Position befindlich. Zu diesem Zeitpunkt ist ein Spalt zwischen
dem Oberende des Brennkammerrahmens 11 und dem Boden der
Kopfkappe 13 gebildet und ein weiterer Spalt ist zwischen
dem Brennkammerrahmen 11 und dem Oberende des Zylinders 20 ausgebildet.
Somit sind die ersten und zweiten Strömungswege S1 und S2 gebildet.
Die Kanalhöhe des
ersten Strömungsweges
S1 ist auf Lc eingestellt, wie in 1 veranschaulicht.
Zu diesem Zeitpunkt wird der Kolben 25 an seinem oberen
Totpunkt in dem Zylinder 20 gehalten.
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Falls
ein Benutzer den Handgriff 7 greift und das Ende des Schubhebels 10 gegen
ein Werkstück W
schiebt, bewegt sich, wenn das Befestigungsmitteleintreibwerkzeug 1 in
diesem Zustand befindlich ist, der Schubhebel 10 nach oben
gegen die entgegengerichtete Kraft der Feder 37, so dass
der Brennkammerrahmen 11, welcher mit dem Schubhebel 10 gekuppelt
ist, dazu gebracht wird, in seine obere Position anzusteigen. Das
Hochsteigen des Brennkammerrahmens 11 in dieser Position
schließt
die ersten und zweiten Strömungswege
S1 und S2 und bildet die Brennkammer 26, welche durch die
Dichtteile 19 und 24 hermetisch abgedichtet und
somit gegenüber der
Außenluft
abgeschlossen ist.
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Der
Gaszylinder 5 (Brennstoffzelle) wird in Richtung der Kopfkappe 13 mittels
eines Nockens (nicht dargestellt) entsprechend der Betätigung des Schubhebels 10 bewegt.
Danach wird eine Einspritzstange 39 des Gaszylinders 5 gegen
den in der Kopfkappe 13 ausgebildeten Gaszylinderverbindungsabschnitt
gedrückt,
so dass ein brennbares Gas durch die Einspritzöffnung 18 in die Brennkammer 26 eingespritzt
wird.
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Ferner,
wenn der Brennkammerrahmen 11 weiter zu seinem oberen Totpunkt
in Verbindung mit der Aufwärtsbewegung
des Schubhebels 10 angehoben wird, wird der Kopfschalter 16 eingeschaltet.
Die Antriebsschaltung 43 des Motors 3 wird dann
erregt und der Motor 3 treibt das Gebläse 14 zum Drehen an.
Gleichzeitig wird der Temperatursensor 29 eingeschaltet
und führt
eine Temperaturerfassungsoperation durch. Das in die Brennkammer 26 eingespritzte brennbare
Gas wird verwirbelt und mit Luft in der Brennkammer 26 durch
das Gebläse 14 vermischt, weiches
sich in der hermetisch abgedichteten Brennkammer 26 dreht
und dies in Zusammenarbeit mit den Flügeln 27, welche innen
in der Brennkammer 26 vorstehen. Hier ist das in dem Gaszylinder 5 gespeicherte
brennbare Gas ein unter Druck gesetztes Flüssiggas, welches in dem Gaszustand
beim Einspritzen in die Brennkammer 26 übergeht. Ein Messventil (nicht
dargestellt) ist auf dem Oberende des Gaszylinders 5 vorgesehen,
um die Menge des von dem Gaszylinder 5 durch die Einspritzöffnung 18 eingespritzten
Gases einzustellen.
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Nach
Drücken
des Schubhebels 10 gegen das Werkstück W erzeugt, falls der Benutzer
den Abzugsschalter 6, der an dem Handgriff 7 vorgesehen ist,
zieht, unabhängig
von der durch den Temperatursensor 29 erfassten Temperatur,
dann die Zündkerze 15 einen
Funken zum Zünden
und Verbrennen der gasförmigen
Mischung. Das verbrannte Gas expandiert, um den Kolben 25 nach
unten zu bewegen, und gegen den Nagel in dem Enddeckel 9 anzuschlagen.
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Nach
Anschlagen an den Nagel berührt
der Kolben 25 den Stoßfänger 23 und
das verbrannte Gas wird aus dem Zylinder über das Auspuffloch 29 ausgestoßen. Wie
oben beschrieben, ist das Rückschlagventil 22 in
dem Auspuffloch 21 angeordnet. Dieses Rückschlagventil wird geschlossen,
nachdem das Gas aus dem Zylinder 20 ausgestoßen wurde und
an dem Punkt, an welchem das Innere des Zylinders 20 und
die Brennkammer 26 atmosphärischen Druck erreicht haben.
Während
das in dem Zylinder 20 und dem Brennkammerrahmen 11 verbleibende Gas
soeben verbrannt wurde und bei hoher Temperatur befindlich ist,
wird die in dem verbrannten Gas enthaltene Wärme durch die Innenwände des
Zylinders 20 und des Brennkammerrahmens 11 und
durch die Flügel 27 und
dergleichen absorbiert, wodurch das Gas schnell abgekühlt wird.
Als Ergebnis fällt
der Druck in der Brennkammer 26 auf atmosphärischen Druck
oder darunter (thermisches Vakuum) ab und der Kolben 25 wird
in seinen ursprünglichen
oberen Totpunkt zurückgezogen.
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Bei
dieser Ausführungsform
bewegt sich der Brennkammerrahmen 11 nicht unmittelbar
nach der Verbrennung nach unten, um in positiver Weise das thermische
Vakuum in der Brennkammer 26 zu erzeugen und aufrechtzuerhalten.
Das heißt,
der Brennkammerrahmen 11 wird in dem oberen Totpunkt gehalten,
selbst falls das Unterende des Schubhebels 10 von dem Werkstück W aufgrund
der Reaktionskraft beim Aufschlagen auf den Nagel getrennt wird,
so dass die ersten und zweiten Strömungswege S1 und S2 nicht unmittelbar
nach der Verbrennung erzeugt werden. Zu diesem Zweck wird die Brennkammer 26 daran
gehindert, sich zur Atmosphäre
zu öffnen,
solange der Abzugsschalter 6 in seinem eingeschalteten
Zustand gehalten wird.
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Falls
der Benutzer anschließend
das Werkzeug 1 anhebt, um es vom Werkstück W zu trennen, und dann den
Abzugsschalter 6 los lässt
(schaltet den Abzugsschalter 6 aus), trennt sich der Schubhebel 10 von
dem Werkstück
W, so dass sich der Schubhebel 10 und der Brennkammerrahmen 11 durch
die Druckkraft der Feder 37 nach unten bewegen können und
in die in 1 gezeigte Position zurück kehren.
Die Abwärtsbewegung
des Brennkammerrahmens 11 erzeugt die ersten und zweiten
Strömungswege
S1 und S2. Zu diesem Zeitpunkt setzt des Gebläse 14 seine Drehung
für eine
vorgeschriebene Zeitspanne fort.
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In
dem in 1 gezeigten Zustand existieren die ersten und
zweiten Strömungswege
S1 und S2 oberhalb und unterhalb des Brennkammerrahmens 11,
so dass die Brennkammer 26 nicht hermetisch abgedichtet
ist. In diesem Zustand saugt das drehende Gebläse 14 Frischluft durch
einen Einlass, welcher in der Oberfläche des Hauptgehäuses 2A vorgesehen
ist und stößt Restgase
durch die Auslassöffnung,
die im Boden des Hauptgehäuses 2A vorgesehen
ist, aus, wie dies durch die Pfeile 65 bis 68 angedeutet
ist, und spült
somit Luft in die Verbrennungskammer 26. Danach kehrt das
Befestigungsmitteleintreibwerkzeug in seinen in 1 veranschaulichten Ausgangszustand
zurück.
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Entsprechend
dem Abschaltvorgang des Abzugsschalters 6 und der Abwärtsbewegung
des Brennkammerrahmens 11 wird der Kopfschalter 16 ausgeschaltet.
Danach wird der Zeitgeber 44 des Gebläses aktiviert und nach einer
vorbestimmten Zeitspanne seit Aktivierung des Gebläsezeitgebers 44 beendet
das Gebläse 14 seine
Drehung. Anders gesagt, wird die Drehung des Gebläses 14 nicht
beendet, selbst falls der Abzugsschalter 6 ausgeschaltet wird,
sondern wird für
eine vorbestimmte Zeitspanne fortgesetzt, nachdem der Kopfschalter 16 ausgeschaltet
wurde. Folglich kann die Luft in der Brennkammer 26 durch
die ersten und zweiten Strömungswege
S1 und S2 ausgespült
werden, indem frische Luft durch die Einlassöffnung angesaugt und restliche
Auspuffgase durch die Auslassöffnung
ausgestoßen
werden.
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Nach
wiederholten Eintreibvorgängen
von Nägeln
arbeitet die Anschlagsantriebsschaltung 60 nicht, soweit
kein Signal von der Temperaturschaltersteuerschaltung 45 vorhanden
ist. Somit wird der Anschlag 61 in der oberen Position
gehalten. Die Spül- und
Kühlvorgänge werden
mit der gleichen Menge Frischluft jedes Mal durchgeführt, wenn
der Nageleintreibvorgang ausgeführt
wird.
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Fortgesetzte
Nageleintreiboperationen führen
zu einem Temperaturanstieg in dem Brennkammerrahmen 11 und
dem Zylinder 20. Wenn die Temperatur des Brennkammerrahmens 11 höher wird
als der kritische Wert, gibt die Temperaturschaltersteuerschaltung 45 ein
Signal an die Anschlagsantriebsschaltung 60 durch die erste
UND-Schaltung 46 aus. Soweit sich das Gebläse 14 dreht,
wird der Anschlag 61 gesteuert, um in einer UNTEN-Position
zu sein. Zu diesem Zeitpunkt wird die Kanalhöhe des ersten Strömungsweges
S1 auf Lh eingestellt und die nachfolgende Nageleintreiboperation
wird durchgeführt, während diese
Kanalhöhe
des ersten Strömungsweges
S1 aufrecht erhalten bleibt. Da Lh größer ist als Lc, nimmt in dem
Zustand gemäß 2 im
Vergleich mit dem Zustand gemäß 1 die
Querschnittsfläche
des ersten Strömungsweges
S1 zu. Folglich wird in dem in
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2 gezeigten
Zustand die in die Brennkammer 26 eingeführte Frischluftmenge
erhöht,
wodurch die Kühlwirkung
an dem Brennkammerrahmen 11 und dem Zylinder 20 verbessert
wird. Es soll darauf hingewiesen werden, dass die Luftmenge proportional
zu einer Querschnittsfläche
des Kanals zunimmt, durch welchen die Luft strömt. Folglich müssen die
Nageleintreibsvorgänge
nicht zum Zwecke der Abkühlung
des Werkzeuges 1 unterbrochen werden, sondern können fortgesetzt
werden.
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Wenn
die erfasste Temperatur unter den kritischen Wert abfällt, wird
kein Signal von der Temperaturschaltersteuerschaltung 45 ausgegeben
und der Anschlag 61 kehrt in die ursprüngliche OBEN-Position zurück und die
Kanalhöhe
des ersten Strömungsweges
S1 kehrt zu Lc zurück.
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Wie
beschrieben, wird entsprechend der Ausführungsform der Erfindung die
Kanalhöhe
des ersten Strömungsweges
S1 von Lc zu Lh (Lc << Lh) geändert oder
umgekehrt, was von der Temperatur des Brennkammerrahmens 11 und/oder
des Zylinders 20 abhängt.
Obwohl es möglich
sein kann, die Kanalhöhe
des ersten Strömungsweges
S1 fest auf Lh einzustellen, ohne den Anschlag 61 zu verwenden,
ist diese Strategie nicht realistisch, da der Hub des Schubhebels 10 um
(Lh – Lc)
zunimmt. Der vergrößerte Hub
des Schubhebels 10 steht im Gegensatz zur Politik des leicht
zu Benutzens und zwingt den Benutzer, das Werkzeug über eine
größere Entfernung
gegen das Werkstück
W zu drücken.
Die vorliegende Erfindung hat eine Strategie übernommen, dem Benutzer nicht überflüssige Arbeit
aufzuerlegen, indem der Hub des Schubhebels auf eine richtige minimale
Länge eingestellt
wird, welche in Abhängigkeit
von der Temperatur des Brennkammerrahmens 11 oder des Zylinders 20 geändert werden
kann.
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Beispielsweise
ist, obwohl die Ausführungsform
das Befestigungsmitteleintreibwerkzeug beschreibt, bei welchem der
Abzugsschalter 6 jeweils, wenn eine Nageleintreiboperation
durchgeführt
wird, an- und ausgeschaltet wird, die Erfindung auf ein Befestigungsmitteleintreibwerkzeug
vom kontinuierlichen Typ anwendbar, bei welchem die Befestigungsmittel
kontinuierlich eingetrieben werden, indem der Abzugsschalter 6 in
einem eingeschalteten Zustand gehalten wird, und wiederholt die
Schieben- und Lösen-Vorgänge bezüglich des
Werkstücks
durchführt. Das
Blockdiagramm der Schaltung gemäß 3 ist ebenso
für Eintreibwerkzeuge
vom kontinuierlichen Typ anwendbar. Wenn mindestens der Kopfschalter 6 oder
der Abzugsschalter 6 eingeschaltet ist, beginnt das Gebläse 14 zu
drehen und die Temperatur des Brennkammerrahmens 11 oder
des Zylinders 20 kann erfasst werden. Entsprechend der
erfassten Temperatur wird die Kanalhöhe des ersten Strömungsweges
S1 mittels des Anschlags 61 festgelegt. Wegen des Betriebs
des Gebläsezeitgebers 44 wird diese
Kanalhöhe
beibehalten, selbst falls sowohl der Kopfschalter 16 als
auch der Abzugsschalter 6 ausgeschaltet werden.
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Ferner
beschreibt die Ausführungsform
eine Temperatursteuerung auf der Basis einer Temperatur, die an
einem speziellen Punkt erfasst wurde, wobei die Temperatursteuerung
auf der Basis einer Vielzahl von Temperaturerfassungen an verschiedenen Punkten
verwirklicht werden kann, wobei derartige Punkte nicht lediglich
am Brennkammerrahmen, sondern ebenfalls am Gehäuse oder anderen Abschnitten
liegen können.
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Obwohl
die Ausführungsform
den elektromagnetischen Solenoid als Mittel für den Antrieb des Anschlags 61 beschreibt,
kann der Anschlag aus einer Legierung mit Formgedächtnis hergestellt
werden, um ebenso als Temperatursensor zu arbeiten.