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Stand der
Technik
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Aufgabe der Erfindung
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Brennkraftbetriebenes
Setzgerät
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein brennkraftbetriebenes Setzgerät der im
Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art. Derartige Setzgeräte werden
mit gasförmigen
oder flüssigen
Brennstoffen, die vor der Verbrennung verdampft werden, betrieben.
Die Setzenergie für
ein Befestigungselement wird durch die Verbrennung eines Oxidationsmittel-Brenngasgemischs
in einer Brennkammer bereitgestellt und über einen Setzkolben jeweils
auf das zu setzende Befestigungselement übertragen. Das Oxidationsmittel
ist dabei z. B. Sauerstoff aus der Umgebungsluft. Für eine optimale
Energieausbeute ist es dabei wünschenswert,
dass die Verbrennung des Oxidationsmittel-Brennstoffgemischs in
einem turbulenten Strömungsregime
stattfindet.
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Aus
der
US 6 892 524 B1 ist
ein brennkraftbetriebenes Setzgerät bekannt, das eine Brennkammer
zur Verbrennung eines Luft-Brennstoffgemisches und einen in einem
Führungszylinder
geführten
Setzkolben aufweist, der durch einen infolge der Verbrennung des
Luft-Brennstoffgemisches erzeugten Arbeitsdruck antreibbar ist.
In der Brennkammer des Setzgerätes
ist eine mit Löchern
versehene Trennplatte angeordnet, die entlang der Längsachse der
Brennkammer zusammen mit einer weiteren Platte versetzbar ist und
die auch relativ zu dieser, die Brennkammerrückwand bildenden Platte, versetzbar ist.
Nach einem Anpressen des Setzgerätes
befinden sich die Trennplatte und die weitere Platte an dem dem
Setzkolben abgewandten axialen Ende der Brennkammer. Die Trennplatte
ist dabei gegen die Kraft eines Federelementes durch einen Klinkenmechanismus
an der weiteren Platte gehalten. Durch ein Betätigen des Auslöseschalters
wird der Klinkenmechanismus betätigt,
so dass die Trennplatte über
das Federelement von der anderen Platte abgehoben und einen bestimmten
Weg in die Brennkammer hineinbewegt wird, um diese in zwei Teilbrennkammern zu
unterteilen. Beide Teilbrennkammern stehen dann über die Löcher in der Trennplatte miteinander
in Verbindung.
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Von
Nachteil bei diesem Setzgerät
ist, dass ein derartiger Klinkenmechanismus viele Teile benötigt, die
miteinander in Wechselwirkung stehen und die dabei Reibung, Verschmutzung
und Toleranzen unterworfen sind. Dieses kann zu hohen Betätigungskräften oder
gar einem Versagen des Klinkenmechanismus führen.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt daher darin, ein Setzgerät der vorgenannten
Art zu entwickeln, das die vorgenannten Nachteile vermeidet.
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Die
erfindungsgemässe
Aufgabe wird durch ein Setzgerät
mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Demnach umfasst die Halteeinrichtung
magnetische Mittel zur Erzeugung einer Haltekraft für den plattenförmigen Körper, wobei Überwindungsmittel zum Überwinden
der Haltekraft der magnetischen Mittel vorgesehen sind. Über die
magnetischen Mittel ist das Halten des plattenförmigen Körpers verschleissfrei und ohne
grossen technischen Aufwand möglich.
Die Überwindungsmittel
können
dabei derart ausgebildet sein, dass die Haltekraft der magnetischen
Mittel durch sie aufgehoben wird, wie z. B. über zuschaltbare, gegensinnig
orientierte Magnete, oder aber sie sind derart ausgebildet, dass
sie eine Gegenkraft zu den magnetischen Mitteln auf den plattenförmigen Körper ausüben können, die
grösser ist,
als die Haltekraft der magnetischen Mittel.
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Vorteilhaft
sind die Überwindungsmittel über den
Auslöseschalter
aktivierbar. Hierdurch ist ein Lösen
des plattenförmigen
Körpers
kurz vor der Zündung
eines in der Brennkammer befindlichen Luft-Brennstoffgemisches möglich, wodurch
eine optimal grosse Turbulenz durch den sich bewegenden plattenförmigen Körper im
Vorlauf der Verbrennung erzeugt werden kann. Es könnte z.
B. am Auslöseschalter
ein Schieber angelenkt sein, der bei Betätigung des Auslöseschalters
den plattenförmigen
Körper
soweit von den magnetischen Mitteln abhebt, dass die Schubkraft
eines den plattenförmigen
Körper
beaufschlagenden Transportmittels, ausreicht um diesen durch die
Brennkammer zu bewegen.
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In
einer technisch gut umsetzbaren Ausgestaltung beinhalten die Überwindungsmittel
ein mit dem Auslöseschalter
gekoppeltes Riegelglied und einen Schubkörper, der über das Transportmittel beaufschlagbar
ist, wobei in einer Ausgangsstellung des Auslöseschalters das Riegelglied
den Schubkörper
verriegelt. Hierdurch wird der plattenförmigen Körper in seiner Stellung an
den magnetischen Mitteln nicht kraftbeaufschlagt und ist sicher
an diesen gehalten.
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Von
Vorteil ist es ferner, wenn das Transportmittel als Feder ausgebildet
ist, die über
ein Anpresselement gegenüber
dem Schubkörper
spannbar ist, wodurch die Lösung
technisch einfach umsetzbar ist.
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Alternativ
könnten
die Transportmittel auch Magnete umfassen, die so angeordnet sind,
dass sie sich abstossen. Die Magnete könnten dabei auch als Elektromagnete
ausgebildet sein.
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Vorteilhaft
wirkt der Schubkörper
mit einem an dem plattenförmigen
Körper
angreifenden Führungselement
zusammen, wodurch auf einfache Weise eine Entkopplung des Transportmittels
mit dem Schubkörper
von dem plattenförmigen
Körper
erzielt werden kann. Dadurch kann das Transportmittel, wie z. B.
die Feder, gegen den Schubkörper
vorgespannt werden, ohne direkt auf den plattenförmigen Körper einzuwirken.
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Günstigerweise
ist das Führungselement stabförmig ausgebildet
und wenigstens bereichsweise in einer ersten Führung am Führungszylinder verschieblich
geführt,
wodurch auf einfache Weise auch eine Führung des plattenförmigen Körpers erreicht wird.
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Vorteilhaft
ist der Schubkörper
stabförmig ausgebildet
und wenigstens bereichsweise in einer zweiten Führung am Anpresselement verschieblich geführt, wodurch
eine sichere Ausrichtung des Schubkörpers zum Führungselement und damit eine sichere
Kooperation beider Teile erreicht wird.
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Von
Vorteil ist es weiterhin wenn wenigstens zwei magnetische Mittel
zum Halten des plattenförmigen
Körpers
vorgesehen sind, wodurch die Haltekraft relativ gleichmässig auf
den plattenförmigen Körper wirkt.
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In
einer technisch einfach umsetzbaren und preisgünstig herstellbaren Lösung sind
die magnetischen Mittel Permanentmagnete.
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Weitere
Vorteile und Massnahmen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden
Beschreibung und den Zeichnungen. In den Zeichnungen ist die Erfindung
in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt.
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Es
zeigen:
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1 ein
erfindungsgemässes
Setzgerät
in seiner Ausgangsstellung im teilweisen Längsschnitt,
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2 das
Setzgerät
aus 1 in einer an einen Untergrund angepressten Stellung,
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3 das
Setzgerät
aus 1 in einer an einen Untergrund angepressten Stellung
bei betätigtem
Auslöseschalter.
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In
den 1 bis 3 ist das erfindungsgemässe brennkraftbetriebenes
Setzgerät 10 in
einem ersten Ausführungsbeispiel
dargestellt. Das Setzgerät 10 wird
mit einem Brenngas betrieben, welches in einem nicht zeichnerisch
wiedergegebenen Brennstoffreservoir in Form von Flüssiggas
bevorratet ist. Anstelle eines Brenngases kann auch ein verdampfbarer
Flüssigbrennstoff,
wie z. B. Alkohol oder Benzin, verwendet werden. Das Setzgerät 10 weist
ein in einem Gehäuse 11 angeordnetes
Setzwerk auf, mittels dessen ein in den Figuren nicht dargestelltes
Befestigungselement in einen Werkstück W eingetrieben werden kann,
wenn das Setzgerät 10 an
dieses angepresst und ausgelöst
wird. Zum Setzwerk gehören
unter anderem eine Brennkammer 14 für ein Oxidationsmittel-Brenngasgemisch,
ein Führungszylinder 12,
in dem ein Setzkolben 13 axial versetzbar gelagert ist
und eine sich an dem der Brennkammer 14 abgewandten Ende
des Führungszylinders 12 anschliessenden
Bolzenführung 25.
Die Bolzenführung 25 dient
dabei der Führung
eines Befestigungselementes, wie z. B. eines Bolzens oder eines
Nagels, und ist funktional gleichzeitig Teil einer Anpresseinrichtung
die weiter noch ein Anpresselement 26 beinhaltet, welches
mit der Bolzenführung
verbunden ist. Die Befestigungselemente können z. B. in einem Magazin 20 am
Setzgerät 10 bevorratet
sein. Die Bolzenführung 25 und
das Anpresselement 26 sind relativ zum Führungszylinder 12 axial
verschieblich und sind dazu versetzbar im Gehäuse 11 geführt, während der
Führungszylinder 12 gehäusefest
ist. Das Anpresselement 26 stützt sich dabei über ein
Federelement 40 an dem der Brennkammer 14 abgewandten
Ende des Führungszylinders 12 ab.
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Die
Brennkammer 14 ist in einer zylindrischen Brennkammerhülse 18 aufspannbar,
die an dem der Bolzenführung 25 abgewandten
anderen Ende des Führungszylinders 12 an
diesen angeformt ist. In der Brennkammerhülse 18 ist eine Brennkammerrückwand 19 verschieblich
geführt.
Diese Brennkammerrückwand 19 ist über wenigstens
ein senkrecht zu dieser angeordnetes, stangenförmiges Stellelement 29 mit
dem Anpresselement 26 vorzugsweise fest verbunden. Das
Stellelement 29 ist dabei durch eine erste Öffnung 39 in
einer Brennkammerwand 38 hindurch in die Brennkammer 14 hineingeführt. In
der in 1 dargestellten Ausgangsstellung des Setzgerätes 10,
in der die Brennkammer 14 kollabiert ist, liegt die Brennkammerrückwand 19 an
einem ersten Ende 15 der Brennkammer 14 (bezogen auf
den aufgespannten Zustand der Brennkammer 14) bzw. der
Brennkammerhülse 18.
Dieses erste Ende 15 ist dem Setzkolben 13 und
der Brennkammerwand 38 zugewandt. Zwischen der Brennkammerrückwand 19 und
dem Setzkolben 13 am ersten Ende 15 der Brennkammer 14 liegt
noch ein plattenförmiger
Körper 17,
der als Turbulenzerzeugungsmittel ausgebildet und von Öffnungen 47 durchsetzt
ist. Der plattenförmige
Körper 17 ist
dabei in der aus 1 ersichtlichen Ausgangsstellung
des Setzgerätes 10 über eine
Halteeinrichtung 30, die mehrere magnetische Mittel 3l beinhaltet,
an dem ersten Ende 15 der Brennkammer 14 bzw.
der Brennkammerhülse 18 gehalten.
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An
dem Gehäuse 11 ist
ein Handgriff 21 angeordnet, der einen Auslöseschalter 22 trägt, über den
ein Setzvorgang ausgelöst
und eine Zündeinrichtung 23,
wie z. B. eine Zündkerze
in der Brennkammer 14, aktiviert werden kann. Der Auslöseschalter 22 ist
schwenkbar an einem Lager 24 am Handgriff 21 angeordnet.
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In
einer zweiten Führung 36 am
Anpresselement 26 ist ein stabförmiger Schubkörper 32 verschieblich
gelagert, der sich gegen ein an einem Anschlag 37 am Anpresselement 26 abgestütztes Transportmittel 33,
welches als Feder, insbesondere als Schraubenfeder ausgebildet ist,
abstützt.
Der Schubkörper 32 und
das Transportmittel 33 bilden dabei Überwindungsmittel für die Haltekraft
der magnetischen Mittel 31. Der Schubkörper 32 liegt mit
einer Schubfläche 35 am
freien Ende eines stabförmigen
Führungselements 27 an,
welches an dem plattenförmigen
Körper 17 festgelegt
ist und rechtwinklig zu diesem verläuft. Diese Führungselement 27 ist zum
einen in einer ersten Führung 28 am
Führungszylinder 12 geführt und
ist zum anderen durch eine zweite Öffnung 49 in der Brennkammerwand 38 hindurch
in die Brennkammer 14 hineingeführt. Ein mit dem Auslöseschalter 22 gekoppeltes
Riegelglied 34, das ebenfalls Teil der Überwindungsmittel für die Haltekraft
der magnetischen Mittel 31 ist, liegt in der in 1 dargestellten
Ausgangsstellung in seiner Sperrstellung an der Schubfläche 35 des
Schubkörpers 32 an.
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In 2 wurde
das Setzgerät 10 mit
der Bolzenführung 25 an
ein Werkstück
W angepresst, wodurch diese in Richtung des ersten Pfeils 4l in
das Gehäuse 11 hineinbewegt
wurde, so dass der Abstand zwischen dem Führungszylinder 12 und
der Bolzenführung 25 verkürzt und
das Federmittel 40 komprimiert wurde. Über das mit der Bolzenführung 25 verbundene
Anpressmittel 26 und das Stellelement 29 wurde
dabei die Brennkammerrückwand 19 in
Richtung des zweiten Pfeils 42 zum zweiten Ende 16 der
Brennkammerhülse 18 bzw.
der Brennkammer 14 versetzt und die Brennkammer 14 dadurch aufgespannt.
Der plattenförmige
Körper 17 verbleibt in
dieser angepressten Stellung des Setzgerätes 10 weiter in seiner
Lage am ersten Ende 15 der Brennkammer 14, wo
er über
die magnetischen Mittel 31 gehalten ist. Das Transportmittel 33 wurde
zwischen dem Anschlag 37 am Anpresselement 26 und
der Abstützstelle
am Schubkörper 32 komprimiert,
der durch das Riegelglied 34 in seiner Lage blockiert ist. Beim
oder nach dem Aufspannen der Brennkammer 14 wurde in diese
ferner ein zündfähiges Luft-Brennstoffgemisch
eingebracht.
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In 3 wurde
nun der Auslöseschalter 22 betätigt und
in Richtung des dritten Pfeils 43 ein Stück weit
verschwenkt, so dass das Riegelglied 34 aus seiner Anlage
am Schubkörper 32 bzw.
dessen Schubfläche 35 herausgeschwenkt
wurde.
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Hierdurch
wurde nun der Schubkörper 32 durch
das als Feder ausgebildete vorgespannte Transportmittel 33 in
Richtung des vierten Pfeils 44 bewegt. Das Führungselement 27 wurde
dabei über die
Schubfläche 35 des
Schubkörpers 32 mit
einer Kraft beaufschlagt, die die kumulative Haltekraft der magnetischen
Mittel 31 überstieg,
so dass diese überwunden
wurde und der plattenförmige
Körper 17 von
den magnetischen Mitteln 31 gelöst und ebenfalls in Richtung
des vierten Pfeils 44 bewegt wurde. Durch diese Bewegung
des plattenförmigen
Körpers 17 durch
die mit dem Luft-Brennstoffgemisch gefüllte Brennkammer 14 wurde
das Luft-Brennstoffgemisch in eine turbulente Strömung versetzt. Über einen durch
die Zündeinrichtung 23 erzeugten
Funken 50 wurde das Luft-Brennstoffgemisch während oder nach
der Bewegung der plattenförmigen
Körpers 17 gezündet. Durch
die Verbrennungsenergie wurde dann der Setzkolben 13 in
Richtung des fünften
Pfeils 45 bewegt um ein Befestigungselement in das Werkstück W einzutreiben.
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Beim
Abheben des Setzgerätes
vom Werkstück
W wird die Brennkammerrückwand 19 über das von
dem Federelement 40 beaufschlagte Anpresselement 26 wieder
in seine Ausgangslage am ersten Ende 15 der Brennkammer 14 bzw.
der Brennkammerhülse 18 versetzt.
Bei diesem Zurücksetzen nimmt
die Brennkammerrückwand 19 auch
den plattenförmigen
Körper 17 mit
und überführt diesen
in seine Ausgangslage am ersten Ende 15, in der er wieder
von den magnetischen Mitteln 31 gehalten wird. Das Federelement 40 weist
dazu eine höhere Federkraft
als das Transportmittel 33 auf.
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Alternativ
zu der hier dargestellten Ausführungsform
könnte
die Brennkammerrückwand
auch fest am zweiten Ende der Brennkammerhülse angeordnet sein. Die Brennkammerhülse könnte dann entweder
gegenüber
dem Führungszylinder
verschieblich oder aber auch unbeweglich gegenüber diesem sein. Im letzteren
Fall wäre
dann lediglich noch der plattenförmige
Körper
gegenüber
dem Führungszylinder
und innerhalb der Brennkammer versetzbar zwischen dem ersten Ende
und dem zweiten Ende der Brennkammer.