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Die Erfindung betrifft ein Setzgerät zum Eintreiben eines Befestigungselements wie beispielsweise einen Nagel in einen Ankergrund aus beispielsweise Holz oder Beton mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Das Setzgerät ist vorzugsweise ein Schubgerät, möglich ist aber auch ein Schussgerät oder ein anderes Setzgerät.
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Ein Setzgerät zum Eintreiben eines Nagels in einen Ankergrund ist bekannt aus der Patentanmeldung
US 2021/0 146 517 A1 . Das bekannte Setzgerät weist eine Kolben-Zylinder-Einheit als Energiespeicher auf, deren Kolben mit einem Elektromotor über eine Seilwinde in einen Zylinder hinein bewegbar ist und dabei Luft im Zylinder komprimiert. Zum Eintreiben des Nagels in den Ankergrund wird ein Seil der Seilwinde von einer Seilrolle der Seilwinde gelöst, woraufhin die komprimierte Luft im Zylinder den Kolben aus dem Zylinder heraus verschiebt, wobei der Kolben den Nagel axial in einer Eintreibrichtung bewegt.
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Aufgabe der Erfindung ist, einen Elektromotor einer Zugmittelwinde zum Spannen eines Energiespeichers eines Setzgeräts zum Eintreiben eines Befestigungselements in einen Ankergrund beim Eintreiben des Befestigungselements in den Ankergrund vom Energiespeicher zu trennen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Setzgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Setzgerät weist einen Treiber zum Eintreiben eines Befestigungselements in einen Ankergrund aus beispielsweise Holz oder Beton auf. Der Treiber ist entlang einer Setzachse des Setzgeräts beweglich. Das Setzwerkezug weist zudem einen spannbaren Energiespeicher zum Bewegen des Treibers entlang der Setzachse von einer hinteren Endstellung in einer Eintreibrichtung in eine vordere Endstellung, und eine Spanneinrichtung zum Spannen des Energiespeichers, auf.
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Die Spanneinrichtung weist eine Zugmittelwinde mit einer Zugmittelrolle und einem auf die Zugmittelrolle aufwickelbaren Zugmittel auf, mit der der Energiespeicher spannbar ist.
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Zum Antrieb der Zugmittelrolle weist die Zugmittelwinde beziehungsweise die Spanneinrichtung einen Elektromotor auf.
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Das Befestigungselement ist beispielsweise ein Nagel.
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Als „Treiber“ wird ein Element des erfindungsgemäßen Setzgeräts bezeichnet, das zum Eintreiben des Befestigungselements in den Ankergrund von dem gespannten Energiespeicher entlang der Setzachse in der Eintreibrichtung bewegt wird und das Befestigungselement entlang der Setzachse in der Eintreibrichtung bewegt. Der Treiber kann auch eine aus mehreren Bauteilen bestehende Baugruppe sein oder aufweisen. Er ist also das Element, das zum Eintreiben des Befestigungselements in den Ankergrund eine Energie oder Bewegung des Energiespeichers auf das Befestigungselement überträgt und dieses in der Eintreibrichtung beaufschlagt oder bewegt.
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Der Energiespeicher speichert eine Energie zum Eintreiben des Befestigungselements in den Ankergrund in grundsätzlich beliebiger Form und überträgt die Energie zum Eintreiben des Befestigungselements zumindest teilweise auf den Treiber, wobei der Energiespeicher selbst oder ein Wandler die gespeicherte Energie in eine Bewegung, also in kinetische Energie wandelt, sofern der Energiespeicher die Energie nicht als kinetische Energie speichert. Ein Einspeichern von Energie in den Energiespeicher wird hier als „Spannen“ und eine Entladung oder Übertragung von Energie aus dem Energiespeicher auf den Treiber als „Entspannen“ des Energiespeichers bezeichnet. Der Energiespeicher kann beim Eintreiben des Befestigungselements in den Ankergrund vollständig entspannt werden. Insbesondere wird der Energiespeicher beim Eintreiben des Befestigungselements in den Ankergrund teilweise entspannt und bleibt am Ende des Eintreibens vorgespannt.
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Der Energiespeicher ist oder weist beispielsweise ein Federelement, insbesondere eine Schraubendruckfeder oder eine Kolben-Zylinder-Einheit als Gasdruckfeder auf. Ein Federelement oder eine Schraubendruckfeder werden mechanisch gespannt. Zum Spannen der Kolben-Zylinder-Einheit wird ein Kolben in einen Zylinder der Kolben-Zylinder-Einheit verschoben derart, dass ein in dem Zylinder enthaltenes Gas komprimiert wird. Andere Energiespeicher sind möglich.
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Die Zugmittelwinde ist insbesondere eine Seilwinde mit einem Seil als Zugmittel. Es sind allerdings auch Zugmittelwinden mit beispielsweise einem Gurt, einem Riemen, einem Band, einer Kette oder einem anderen auf eine Zugmittelrolle aufwickelbaren Zugmittel möglich. Die Zugmittelrolle ist beispielsweise ein Seilrad beziehungsweise Zugmittelrad, auf das das Zugmittel schneckenlinienförmig, oder eine Seiltrommel beziehungsweise Zugmitteltrommel, auf die das Zugmittel schraubenlinienförmig aufwickelbar ist, oder ein Kettenrad. Unter einem „Aufwickeln“ soll auch ein Umlaufen des Zugmittels um die Zugmittelrolle um weniger als eine vollständige Windung, also weniger als 360°, beispielsweise 180°, oder auch mehr als eine vollständige Windung verstanden werden, durch das bei einem Drehantrieb der Zugmittelrolle eine Zugkraft auf das Zugmittel ausgeübt wird.
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Erfindungsgemäß weist die Spanneinrichtung eine lösbare Kupplung auf, die in einem verbindenden Kupplungszustand den Elektromotor mit der Zugmittelrolle derart verbindet, dass die Zugmittelrolle mit dem Elektromotor drehend antreibbar ist, und die in einem gelösten Kupplungszustand die Zugmittelrolle von dem Elektromotor trennt, derart, dass die Zugmittelrolle unabhängig von dem Elektromotor drehbar ist. Zwischen dem Elektromotor und der Zugmittelrolle kann die Spanneinrichtung ein Untersetzungsgetriebe aufweisen, über das der Elektromotor die Zugmittelrolle antreibt. Die Kupplung kann zwischen dem Elektromotor und dem Untersetzungsgetriebe oder zwischen dem Untersetzungsgetriebe und der Zugmittelrolle oder auch innerhalb des Untersetzungsgetriebes angeordnet sein.
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Ein Vorteil der Erfindung ist, dass der Elektromotor beim Eintreiben des Befestigungselements in den Ankergrund von der Zugmittelrolle getrennt ist und deswegen nicht von dem Energiespeicher mitbewegt wird, wodurch beim Eintreiben des Befestigungselements in den Ankergrund keine Energie des Energiespeichers für einen Antrieb des Elektromotors verloren geht.
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Vorzugsweise ist die Kupplung selbsttätig lösend und trennt die Zugmittelrolle bei Erreichen der hinteren Endstellung des Treibers beim Spannen des Energiespeichers selbsttätig von dem Elektromotor.
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Vorzugsweise ist die Kupplung selbsttätig lastschaltend und trennt die Zugmittelrolle bei einer Drehmomententlastung von dem Elektromotor. Ein Drehmoment, das die Kupplung zum Spannen des Energiespeichers überträgt, hält die Kupplung beim Spannen des Energiespeichers in dem verbindenden Kupplungszustand. Wird die Kupplung derart entlastet, dass sie kein oder jedenfalls nur ein verringertes Drehmoment überträgt, gelangt sie selbsttätig in den gelösten Kupplungszustand. Mit „Iastschaltend“ ist gemeint, dass die Kupplung bei der Entlastung von dem Drehmoment selbsttätig von dem verbindenden Kupplungszustand in den gelösten Kupplungszustand gelangt. „Lastschaltend“ bedeutet hier also ein selbsttätiges Lösen der Kupplung bei einer Drehmomententlastung.
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Vorzugsweise gelangt die Kupplung bei Erreichen der vorderen Endstellung des Treibers selbsttätig in den verbindenden Kupplungszustand, derart, dass der Energiespeicher mit dem Elektromotor und der Zugmittelwinde zu einem erneuten Eintreiben eines Befestigungselements in den Ankergrund wieder gespannt werden kann.
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Zum selbsttätigen Schalten der Kupplung sieht eine Ausgestaltung ein Schraubgetriebe vor, das eine Drehung der Zugmittelrolle in eine Verschiebung wandelt, die die Kupplung in der vorderen Endstellung des Treibers in den verbindenden Kupplungszustand und/oder in der hinteren Endstellung des Treibers in den gelösten Kupplungszustand verbringt.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht ein Federelement zum Lösen der Kupplung, das heißt zum Verbringen der Kupplung in den gelösten Kupplungszustand vor, das beim Aufwickeln des Zugmittels auf die Zugmittelrolle zum Spannen des Energiespeichers von dem Schraubgetriebe im Sinne eines Lösens der Kupplung gespannt wird. Ein Drehmoment, welches die Kupplung beim Spannen des Energiespeichers auf die Zugmittelrolle der Zugmittelwinde überträgt, hält die Kupplung vorzugsweise durch einen Reibschluss innerhalb der Kupplung in Eingriff, das heißt in dem verbindenden Kupplungszustand. Wird die Kupplung in der hinteren Endstellung des Treibers von dem Drehmoment entlastet, löst das vom Schraubgetriebe gespannte Federelement die Kupplung, das heißt, es verbringt das vom Schraubgetriebe gespannte Federelement die Kupplung in den gelösten Kupplungszustand, wodurch die Zugmittelrolle der Zugmittelwinde von dem Elektromotor getrennt ist.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht ein Federelement zum Einrücken der Kupplung, das heißt zum Verbringen der Kupplung in den verbindenden Kupplungszustand vor, das beim Abwickeln des Zugmittels von der Zugmittelrolle von dem Schraubgetriebe im Sinne des Einrückens der Kupplung gespannt wird. Eine Schiebesperre verhindert das Einrücken der Kupplung bis der Treiber seine vordere Endstellung erreicht. In der vorderen Endstellung des Treibers wird die Schiebesperre gelöst, woraufhin das jetzt im Sinne des Einrückens der Kupplung gespannte Federelement die Kupplung einrückt, das heißt in den verbindenden Kupplungszustand verbringt. Die Zugmittelrolle kann jetzt von dem Elektromotor drehend angetrieben, das Zugmittel auf die Zugmittelrolle aufgewickelt und der Energiespeicher dadurch gespannt werden.
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Zum Lösen der Kupplung in der hinteren Endstellung des Treibers und zum Einrücken der Kupplung in der vorderen Endstellung des Treibers können verschiedene Federelemente oder dasselbe Federelement verwendet werden.
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Nach dem Spannen des Energiespeichers und insbesondere während oder nach dem Eintreiben des Befestigungselements in den Ankergrund wird das Zugmittel bei einer Ausgestaltung der Erfindung von einer Rückholfeder von der Zugmittelrolle abgewickelt, um den Energiespeicher anschließend durch Aufwickeln des Zugmittels auf die Zugmittelrolle zu spannen. Die Rückholfeder wird beim Aufwickeln des Zugmittels auf die Zugmittelrolle gespannt.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung weist eine Klauenkupplung als selbsttätig lösende, selbsttätig schaltende und/oder lastschaltende Kupplung auf.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung weist einen Freilauf als Rückdrehsperre für die Zugmittelwinde auf, der ein Abwickeln der Zugmittelwinde bei gespanntem Energiespeicher verhindert. Der als Rückdrehsperre für die Zugmittelwinde verwendete Freilauf ermöglicht, den Elektromotor zum Drehantrieb der Zugmittelwinde bei gespanntem Energiespeicher auszuschalten. Der als Rückdrehsperre verwendete Freilauf verhindert ein Abwickeln der Zugmittelwinde und hält den Energiespeicher über die Zugmittelwinde bis zu einem Auslösen eines Setzvorgangs des Setzgeräts gespannt. Vorgesehen ist, dass ein Benutzer des Setzgeräts den Setzvorgang manuell auslöst.
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Vorzugsweise sperrt der als Rückdrehsperre verwendete Freilauf des erfindungsgemäßen Setzgeräts die Zugmittelrolle bei gespanntem Energiespeicher gegen eine Drehung in einer der Spannrichtung entgegengesetzten Rückdrehrichtung, das heißt gegen ein Abwickeln des Zugmittels von der Zugmittelrolle bei gespanntem Energiespeicher. Möglich ist, dass der als Rückdrehsperre verwendete Freilauf die Zugmittelrolle auch während des Spannens des Energiespeichers oder immer gegen das Rückdrehen sperrt.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht einen Sperrklinkenfreilauf mit einem Klinkenrad und einer oder mehreren Sperrklinken als Freilauf, das heißt einen formschlüssigen Freilauf, vor. Möglich ist beispielsweise auch ein kraftschlüssiger beziehungsweise reibschlüssiger Freilauf wie beispielsweise ein (Klemm-)Rollen-Freilauf oder ein Klemmkörper-Freilauf.
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Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, Ausführungen und Ausgestaltungen der Erfindung, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in einer Figur gezeichneten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen oder gezeichneten Kombination, sondern auch in grundsätzlich beliebigen anderen Kombinationen oder aber einzeln verwendbar. Es sind Ausführungen der Erfindung möglich, die nicht alle Merkmale eines abhängigen Anspruchs aufweisen. Auch können einzelne Merkmale eines Anspruchs durch andere offenbarte Merkmale oder Merkmalskombinationen ersetzt werden. Ausführungen der Erfindung, die nicht alle Merkmale des Ausführungsbeispiels, sondern einen grundsätzlich beliebigen Teil der gekennzeichneten Merkmale des Ausführungsbeispiels aufweisen, sind möglich.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 einen vereinfachten und schematisierten Achsschnitt eines erfindungsgemäßen Setzgeräts;
- 2 eine perspektivische Darstellung einer Spanneinrichtung, eines Treibers und eines Energiespeichers des Setzgeräts aus 1 gemäß der Erfindung;
- 3 einen Teil der Spanneinrichtung aus 2 in perspektivischer Darstellung; und
- 4 eine andere Darstellung eines Teils der Spanneinrichtung aus 2.
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Das in 1 dargestellte, erfindungsgemäße Setzgerät 1 ist zum Eintreiben eines Befestigungselements 2, wie beispielsweise des hier dargestellten Nagels, in einen nicht dargestellten Ankergrund aus beispielsweise Holz oder Beton vorgesehen. Es weist eine Setzachse 3 und ein Gehäuse 4 auf, das die Setzachse 3 umschließt und das als zylindrisch mit einer kegelstumpfförmigen Verjüngung in Richtung eines vorderen Endes aufgefasst werden kann. Das Gehäuse 4 weist einen Handgriff 5 zu einem Halten des Setzgeräts 1 mit einer Hand auf. Der Handgriff 5 ist nahezu radial zur Setzachse 3 etwas hinter einer Längsmitte des Gehäuses 4 an dem Gehäuse 4 angeordnet.
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An einer Vorderseite des Handgriffs 5 weist das Setzgerät 1 einen Abzug 6 zum Auslösen eines Eintreibvorgangs, das heißt, zum Starten des Eintreibens des Befestigungselements 2 in den Ankergrund, auf. Der Abzug 6 ist ein beweglich an der Vorderseite des Handgriffs 5 angeordnetes Bedienelement des Setzgeräts 1, mit dem der Eintreibvorgang mit einem Finger, insbesondere einem Zeigerfinger einer den Handgriff 5 umgreifenden und das Setzgerät 1 dadurch haltenden Hand, auslösbar ist. Die Vorderseite des Handgriffs 5 weist in eine Eintreibrichtung 16 beziehungsweise in die Richtung, in der das Befestigungselement 2 beim Eintreiben in den Ankergrund aus dem Setzgerät 1 austritt.
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Nahe einem vorderen Ende des Gehäuses 4 weist das Setzgerät 1 ein Magazin 8 für die Befestigungselemente 2 auf, aus welchem die die Befestigungselemente 2 bildenden Nägel mittels einer Magazinfeder 9 vereinzelt koaxial auf die Setzachse 3 des Setzgeräts 1 gelangen.
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Koaxial zur Setzachse 3 ist in dem Gehäuse 4 eine Kolben-Zylinder-Einheit 10 angeordnet, deren Kolben 11 einen koaxialen Stößel 12 aufweist, der nach vorn, das heißt in Richtung des aus dem Magazin 8 auf die Setzachse 3 verbrachten, das Befestigungselement 2 bildenden Nagels absteht. Der Kolben 11 ist im Ausführungsbeispiel ein zylinderrohrförmiger und an seinem vorderen, den Stößel 12 aufweisenden Ende geschlossener Hohlkolben, der in einem Zylinder 13 der Kolben-Zylinder-Einheit 10 axial verschieblich ist. Der Zylinder 13 der Kolben-Zylinder-Einheit 10 ist koaxial und gehäusefest in dem Gehäuse 4 des Setzgeräts 1 angeordnet. Zusammen mit dem Stößel 12 bildet der Kolben 11 einen Treiber 14 des Setzgeräts 1 zum Eintreiben des Befestigungselements 2 in den nicht dargestellten Ankergrund.
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Die Kolben-Zylinder-Einheit 10 bildet einen spannbaren Energiespeicher 15 des erfindungsgemäßen Setzgeräts 1 zu einem Antreiben oder Bewegen des Treibers 14 in der Eintreibrichtung 16 entlang der Setzachse 3 zum Eintreiben des Befestigungselements 2 in den nicht dargestellten Ankergrund. Die Eintreibrichtung 16 ist wie eine ihr entgegengesetzte Spannrichtung 17 in 1 mit einem Pfeil dargestellt. Im Ausführungsbeispiel weist das Setzgerät 1 mit der Kolben-Zylinder-Einheit 10 eine Gasdruckfeder beziehungsweise einen pneumatischen oder Gasdruck-Energiespeicher als Energiespeicher 15 auf, der durch eine Verschiebung des Kolbens 11 in den Zylinder 13 hinein gespannt wird, wobei Luft oder Gas in dem Zylinder 13 komprimiert wird, dessen Druck zum Bewegen des Kolbens 11 zum Eintreiben des Befestigungselements 2 in den Ankergrund genutzt wird. Das Komprimieren der Luft oder des Gases in dem Zylinder 13 der Kolben-Zylinder-Einheit 10 wird hier als „Spannen“ des Energiespeichers 15 bezeichnet und kann allgemein auch als Einspeichern von Energie in den Energiespeicher 15 aufgefasst werden.
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Die Erfindung ist nicht auf die Kolben-Zylinder-Einheit 10 als Energiespeicher 15 beschränkt, sondern das erfindungsgemäße Setzgerät 1 kann auch einen anderen Energiespeicher, insbesondere eine ebenfalls koaxial zur Setzachse 3 angeordnete Schraubendruckfeder als spannbaren Energiespeicher aufweisen (nicht dargestellt).
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Zum Spannen des Energiespeichers 15, das heißt zum Einspeichern von Energie in den Energiespeicher 15, weist das erfindungsgemäße Setzgerät 1 eine Spanneinrichtung 18 auf, die in 2 dargestellt ist. Die Spanneinrichtung 18 spannt den Energiespeicher 15, indem sie den Kolben 11 in der der Eintreibrichtung 16 entgegengesetzten Spannrichtung 17 bewegt, wobei die Spanneinrichtung 18 den Kolben 11 in den Zylinder 13 hinein verschiebt und dabei die Luft oder das Gas in dem Zylinder 13 komprimiert und dadurch den Energiespeicher 15 spannt. Das wäre in gleicher Weise auch mit beispielsweise einer Schraubendruckfeder als Energiespeicher 15 möglich (nicht dargestellt). 2 zeigt die Spanneinrichtung 18 schräg seitlich von unten, das heißt, aus Richtung des Handgriffs 5. Zugmittelwinden 19 und ein Elektromotor 24 der Spanneinrichtung 18 befinden sich deswegen in 2 über der Kolben-Zylinder-Einheit 10, wogegen sie sich in 1 darunter, das heißt auf der Seite der Kolben-Zylinder-Einheit 10 befinden, auf der auch der Handgriff 5 angeordnet ist.
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Im Ausführungsbeispiel weist die Spanneinrichtung 18 zwei Zugmittelwinden 19 auf, deren Zugmittel 20 in zwei einander bezüglich der Setzachse 3 des Setzgeräts 1 gegenüberliegenden Tangentialebenen verlaufen (2). Die Tangentialebenen sind zu einer Axialebene der Setzachse 3 des Setzgeräts 1 parallele Ebenen seitlich neben und radial außerhalb der Kolben-Zylinder-Einheit 10 und des Treibers 14. Im Ausführungsbeispiel befinden sich die beiden Tangentialebenen, in denen die Zugmittel 20 der beiden Zugmittelwinden 19 verlaufen, bezüglich der Kolben-Zylinder-Einheit 10 einander gegenüber. Die Zugmittelwinden 19 können beispielsweise Seilwinden sein, im Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Setzgeräts 1 sind die beiden Zugmittelwinden 19 als Flaschenzüge mit einer 2:1 Untersetzung ausgeführt. Die Zugmittel 20 sind Seile, auf Zugmittelrollen 21 aufwickelbar sind, die gleichachsig und starr miteinander auf einer gemeinsamen, rohrförmigen Hohlwelle 22 angeordnet sind. Eine Drehachse 23 der beiden Zugmittelrollen 21 verläuft tangential zur Setzachse 3 des Setzgeräts 1. Im Ausführungsbeispiel sind die Zugmittelrollen 21 Seilscheiben, es können allerdings beispielsweise auch Seiltrommeln als Zugmittelrollen 21 verwendet werden.
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Ein Drehantrieb der Hohlwelle 22 mit den beiden Zugmittelrollen 21 erfolgt mittels des Elektromotors 24 über ein Stirnradgetriebe 25 als Untersetzungsgetriebe, das sich auf einer in der Eintreibrichtung 16 gesehen rechten Seite des Setzgeräts 1 in dem Gehäuse 4 und dem Handgriff 5 befindet, und eine Klauenkupplung als lösbarer Kupplung 26. Der Elektromotor 24 ist in 2 mit Strichpunktlinien dargestellt, damit er das Stirnradgetriebe 25 nicht verdeckt. Das Stirnradgetriebe 25 ist in einer Tangentialebene zur Setzachse 3 angeordnet.
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Im Ausführungsbeispiel befinden sich der Elektromotor 24 und die Zugmittelrollen 21 der Zugmittelwinden 19 unterhalb der Kolben-Zylinder-Einheit 10 im Bereich eines Übergangs vom Gehäuse 4 in dem Handgriff 5, wie es in 1 zu sehen ist. Mit „unter“ oder „unterhalb“ ist ein Umfangsbereich des Gehäuses 4 gemeint, in dem der Handgriff 5 angeordnet ist. In 2 bis 4 ist die Spanneinrichtung 18 von unten, das heißt, aus Richtung des Handgriffs 5 gesehen, gezeichnet, weswegen sich in 2 bis 4 der Elektromotor 24 und die Hohlwelle 22 mit den Zugmittelrollen 21 über der den Energiespeicher 15 bildenden Kolben-Zylinder-Einheit 10 befinden.
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Die Hohlwelle 22 mit den beiden Zugmittelrollen 21 ist drehbar und axial verschiebbar auf einer Welle 27 angeordnet, die drehbar in dem Gehäuse 4 des Setzgeräts 1 gelagert und auf der ein letztes Zahnrad als Abtriebsrad 28 des Stirnradgetriebes 25 angeordnet ist, das mit dem Elektromotor 24 über das Stirnradgetriebe 25 drehend antreibbar ist.
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Die die lösbare Kupplung 26 bildende Klauenkupplung ist selbsttätig schaltend, sie weist zum Einrücken und Ausrücken ein Schraubgetriebe 29 mit einer Spindel 30 und einer Mutter 31, deren Mutterngewinde in einem Gewindeeingriff mit einem Schraubengewinde der Spindel 30 steht, auf (3 und 4). Im Ausführungsbeispiel ist die Spindel 30 eine rohrförmige Hohlspindel, die koaxial zu und starr mit der Hohlwelle 22 und den Zugmittelrollen 21 ist. Die Spindel 30 ist gemeinsam mit der Hohlwelle 22 und den Zugmittelrollen 21 drehbar und axial verschiebbar auf der im Gehäuse 4 des Setzgeräts 1 drehbar gelagerten Welle 27. Als „Einrücken“ wird hier ein Verbringen der hier als Klauenkupplung ausgeführten Kupplung 26 in einen verbindenden Kupplungszustand und als „Ausrücken“ ein Verbringen der Kupplung 26 in einen gelösten Kupplungszustand bezeichnet.
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Die in dem Gewindeeingriff mit der Spindel 30 stehende Mutter 31 wird von einem Federelement 32 drehfest gehalten, das im Ausführungsbeispiel als U-förmig aus einem Federblechstreifen gebogene Bügelfeder ausgeführt ist. Ein Ende des Federelements 32 ist gehäusefest im Gehäuse 4 des Setzgeräts 1 an einem Lagerbock 56 des Stirnradgetriebes 25 festgelegt, an dem auch der Elektromotor 24 befestigt ist, und greift mit seinem anderen Ende in axialer Richtung der Hohlwelle 22 und der Welle 27 federnd und die Mutter 31 drehfest haltend an der Mutter 31 an.
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Ein Drehen der Zugmittelrollen 21 im Sinne eines Aufwickelns der Zugmittel 20 auf die Zugmittelrollen 21, das heißt in einer Spannrichtung des Energiespeichers 15, bewegt die Mutter 31 des Schraubgetriebes 29 in Bezug auf die Spindel 30 weg von den Zugmittelrollen 21 und in Richtung des Abtriebsrads 28 des Stirnradgetriebes 25. Umgekehrt bewegt ein Drehen der Zugmittelrollen 21 im Sinne eines Abwickelns der Zugmittel 20 von den Zugmittelrollen 21 die Mutter 31 in Bezug auf die Spindel 30 in Richtung der Zugmittelrollen 21.
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Die Kupplung 26 ist koaxial zur Hohlwelle 22 und zur Welle 27 zwischen dem Schraubgetriebe 29 und dem Abtriebsrad 28 des Stirnradgetriebes 25 angeordnet. Im Ausführungsbeispiel weist die Kupplung 26 ein erstes Kupplungsteil 33 und ein zweites Kupplungsteil 34 auf, die beide koaxial zur Hohlwelle 22 und zur Welle 27 angeordnet sind. Beide Kupplungsteile 33, 34 weisen turmzinnenartige Klauen 57, 58 auf, die aneinander zugewandten Stirnseiten der Kupplungsteile 33, 34 an Umfängen der Kupplungsteile 33, 34 angeordnet sind und jeweils in Richtung des anderen Kupplungsteils 34, 33 abstehen. Bei eingerückter Kupplung 26, das heißt, wenn sich die Klauenkupplung in dem verbindenden Kupplungszustand befindet, greifen die Klauen 57, 58 der beiden Kupplungsteile 33, 34 zwischeneinander, wodurch die beiden Kupplungsteile 33, 34 durch Formschluss ihrer Klauen 57, 58 drehfest miteinander sind. Bei eingerückter Klauenkupplung, das heißt in dem verbindenden Kupplungszustand, überträgt das eine Kupplungsteil 33 eine Drehung und ein Drehmoment auf das andere Kupplungsteil 34. Zum Ausrücken werden die beiden Kupplungsteile 33, 34 axial auseinander bewegt, bis ihre Klauen 57, 58 außer Eingriff voneinander treten, wodurch die beiden Kupplungsteile 33, 34 gegeneinander verdrehbar sind und sich die Klauenkupplung in dem gelösten Kupplungszustand befindet.
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Das erste Kupplungsteil 33 ist starr an dem Abtriebsrad 28 des Stirnradgetriebes 25 angeordnet und das zweite Kupplungsteil 34 ist starr an einem den Zugmittelrollen 21 fernen und dem Abtriebsrad 28 zugewandten Ende der Spindel 30 des Schraubgetriebes 29 angeordnet.
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Beim Abwickeln der Zugmittel 20 von den Zugmittelrollen 21 spannt die Mutter 31 das Federelement 32 axial zur Hohlwelle 22 und zur Welle 27 im Sinne eines Einrückens der die lösbare Kupplung 26 bildenden Klauenkupplung. Am Ende des Abwickelns der Zugmittel 20 von den Zugmittelrollen 21 bewegt das Federelement 32 über die Mutter 31 die Spindel 30 zusammen mit der Hohlwelle 22 mit den beiden Zugmittelrollen 21 und dem zweiten Kupplungsteil 34, das am Ende der Spindel 30 angeordnet ist, axial zum ersten Kupplungsteil 33 derart, dass die Klauen 57, 58 der Klauenkupplung zwischeneinander gelangen und die Klauenkupplung eingerückt ist. Die eingerückte Klauenkupplung überträgt eine Drehung des Abtriebsrads 28 des Stirnradgetriebes 25 über die Spindel 30 des Schraubgetriebes 29 auf die Hohlwelle 22 mit den Zugmittelrollen 21 derart, dass durch einen Drehantrieb des Stirnradgetriebes 25 mit dem Elektromotor 24 die Zugmittel 20 zum Spannen des Energiespeichers 15 auf die Zugmittelrollen 21 aufwickelbar sind. Das Schraubgetriebe 29 und das Federelement 32 bilden einen Einrückmechanismus zu einem selbsttätigen Einrücken der Kupplung 26 beim Abwickeln beziehungsweise am Ende des Abwickelns der Zugmittel 20 von den Zugmittelrollen 21.
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Von den Zugmittelrollen 21 laufen die Zugmittel 20 um gehäusefeste Umlenkrollen 35 und anschließend achsparallel zu der Setzachse 3 und anschließend um axial bewegliche Umlenkrollen 36 und von den axial beweglichen Umlenkrollen 36 (2) achsparallel zurück, wo die Zugmittel 20 im Gehäuse 4 des Setzgeräts 1 festgelegt sind. Die beweglichen Umlenkrollen 36 sind drehbar an zwei Spannschlitten 37 gelagert, die beiderseits der Kolben-Zylinder-Einheit 10 achsparallel verschieblich im Gehäuse 4 geführt sind. Die beweglichen Umlenkrollen 36 sind um eine gemeinsame Achse drehbar an oder in den beiden Spannschlitten 37 gelagert, die die Setzachse 3 des Setzgeräts 1 rechtwinklig schneidet.
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Beim Aufwickeln der Zugmittel 20 auf die Zugmittelrollen 21 ziehen die Zugmittel 20 die Spannschlitten 37 in der Spannrichtung 17. Nach innen in Richtung der Setzachse 3 von den Spannschlitten 37 abstehende Krallen 38 übergreifen das geschlossene, vordere Ende des Kolbens 11, wodurch bei dem Ziehen der Spannschlitten 37 in der Spannrichtung 17 der Kolben 11 in den Zylinder 13 bewegt wird und auf diese Weise den Energiespeicher 15 spannt. Die um die beweglichen Umlenkrollen 36 umlaufenden Zugmittel 20 bilden zusammen mit den beweglichen Umlenkrollen 36 und den Spannschlitten 37 die Flaschenzüge der Spanneinrichtung 18 zum Spannen des Energiespeichers 15. Sie untersetzen eine Spannkraft, mit der die Zugmittel 20 auf die Zugmittelrollen 21 aufgewickelt werden - im Ausführungsbeispiel 2:1.
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Dadurch dass die Drehachse der beweglichen Umlenkrollen 36 die Setzachse 3 des Setzgeräts 1 radial schneidet und die Krallen 38 der Spannschlitten 37 an bezüglich der Setzachse 3 gegenüberliegenden Umfangsstellen am vorderen Stirnende des den Treiber 14 bildenden Kolbens 11 angreifen, gleichen sich Spannkräfte, mit denen die Krallen 38 an dem den Treiber 14 bildenden Kolben 11 beim Spannen des Energiespeichers 15 angreifen, derart aus, dass der Kolben 11 frei von einem Kippmoment um eine Radialachse des Kolbens 11 radial zur Setzachse 3 gespannt wird.
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Bei Erreichen einer hinteren Endstellung des den Treiber 14 bildenden Kolbens 11 gelangen von den Spannschlitten 37 abstehenden Zapfen 39 gegen schräg zur Setzachse 3 verlaufende Schrägflächen 40 einer Ausrückeinrichtung 41, die in der Spannrichtung schräg von der Setzachse 3 weg verlaufen. Bei Erreichen der hinteren Endstellung des Treibers 14 bewegen die Schrägflächen 40 der Ausrückeinrichtung 41 die Spannschlitten 37 nach außen weg von der Setzachse 3, wodurch die Krallen 38 außer Eingriff von dem den Treiber 14 bildenden Kolben 11 treten, wodurch der Treiber 14 vom Energiespeicher 15 in der Eintreibrichtung 16 bewegt wird.
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Beim Aufwickeln der Zugmittel 20 wirkt zwischen den beiden Kupplungsteilen 33, 34 ein Drehmoment, das so groß ist, dass es die beiden Kupplungsteile 33, 34 durch Reibschluss zwischen ihren Klauen 57, 58 in Eingriff hält, auch wenn eine Federkraft des Federelements 32 über das Schraubgetriebe 29 axial im Sinne eines Ausrückens der Klauenkupplung auf das zweite Kupplungsteil 34 wirkt.
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Wenn die Ausrückeinrichtung 41 bei Erreichen der hinteren Endstellung des Treibers 14 die beiden Spannschlitten 37 nach außen bewegt und dadurch die Krallen 38 der Spannschlitten 37 außer Eingriff von dem den Treiber 14 bildenden Kolben 11 bringt, werden die Zugmittel 20 und dadurch auch die Zugmittelrollen 21 entlastet, wodurch die Kupplung 26 momentenfrei wird. Das durch das Aufwickeln der Zugmittel 20 auf die Zugmittelrollen 21 im Sinne eines Ausrückens der Klauenkupplung vorgespannte Federelement 32 verschiebt die Hohlwelle 22 mit den Zugmittelrollen 21 zusammen mit dem Schraubgetriebe 29 und dem an der Spindel 30 des Schraubgetriebes 29 angeordneten zweiten Kupplungsteil 34 weg von dem Abtriebsrad 28 des Stirnradgetriebes 25 und bringt dadurch die Klauen 57, 58 der beiden Kupplungsteile 33, 34 der Kupplung 26 außer Eingriff.
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Die die selbsttätig lösende Kupplung 26 bildende Klauenkupplung löst bei Erreichen der hinteren Endstellung des Treibers 14 selbsttätig durch die Entlastung von dem zum Aufwickeln der Zugmittel 20 auf die Zugmittelrollen 21 zum Spannen des Energiespeichers 15 notwendigen Drehmoment.
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Die Zugmittel 20 werden von den Spannschlitten 37 von den Zugmittelrollen 21 abgewickelt, die bei der Bewegung in der Spannrichtung 17 beim Spannen des Energiespeichers 15 Rückholfedern 42 spannen, die über um Umlenkrollen 43 umlaufende Rückholseile 44 an den Spannschlitten 37 angreifen. Rückt die Klauenkupplung bei Erreichen der hinteren Endstellung des Treibers 14 aus, bewegen die Rückholseile 44 die Spannschlitten 37 in der Eintreibrichtung 16 zur vorderen Endstellung, wobei sie die Zugmittel 20 von den Zugmittelrollen 21 abwickeln und dabei die Zugmittelrollen 21 in Drehung versetzen.
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Die Drehung der Zugmittelrrollen 21 beim Abwickeln der Zugmittel 20 bewegt die Mutter 31 in Bezug zu der Spindel 30 des Schraubgetriebes 29 weg von dem Abtriebsrad 28 des Stirnradgetriebes 25 und weg von der Kupplung 26 sowie hin zu den Zugmittelrollen 21. Das Federelement 32 wird entspannt und entgegengesetzt im Sinne des Einrückens der Klauenkupplung vorgespannt.
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Neben einer der beiden Zugmittelrollen 21 ist eine Rolle 45 auf einer Welle 46 angeordnet, die radial zu der Zugmittelrolle 21 angeordnet und federbeaufschlagt radial zu der Zugmittelrolle 21 beweglich ist. In ihrer in 3 gezeichneten Stellung verhindert die Rolle 45 die Bewegung der Zugmittelrolle 21 axial in Richtung der Kupplung 26 und verhindert dadurch das Einrücken der Klauen 57, 58 der Kupplung 26.
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Bei Erreichen der vorderen Endstellung stoßen die Spannschlitten 37 gegen einen um wenige Millimeter achsparallel beweglichen Ausrücker 47, der über ein Ausrückseil 48 die Rolle 45 radial so weit von der Achse der Zugmittelrolle 21 wegzieht, dass die Zugmittelrolle 21 axial an der Rolle 45 vorbei treten kann. Das Federelement 32 rückt die Klauen 57, 58 der Kupplung 26 wieder ein, so dass die Zugmittel 20 wieder auf die Zugmittelrollen 21 aufgewickelt und der Energiespeicher 15 auf diese Weise wieder gespannt werden kann.
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In der vorderen Endstellung bewegen sich die Spannschlitten 37 wieder nach innen, wodurch ihre Krallen 38 die vordere Stirnseite des Kolbens 11 derart übergreifen, dass der Kolben 11 beziehungsweise der Energiespeicher 15 wieder gespannt werden kann.
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Das Spannen des Energiespeichers 15 wird vor der hinteren Endstellung des Treibers 14 beendet, bevor die Ausrückeinrichtung 41 die Spannschlitten 37 nach außen bewegt und ihre Krallen 38 außer Eingriff von dem Treiber 14 bringt. Das Setzgerät 1 verbleibt mit dem gespannten Energiespeicher 15, bis der Abzug 6 betätigt wird. Durch Betätigen des Abzugs 6 wird der Elektromotor 24 wieder in der Spannrichtung 17 bestromt. Er bewegt den Treiber 14 bis in die hintere Endstellung, wo die Ausrückeinrichtung 41 die Spannschlitten 37 nach außen bewegt, woraufhin der Energiespeicher 15 den Treiber 14 in der Eintreibrichtung 16 bewegt.
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Um den Elektromotor 24 bei gespanntem Energiespeicher 15 ausschalten zu können, weist die Spanneinrichtung 18 einen Freilauf 49 als Rückdrehsperre auf. Ein Freilauf ist eine nur in einer Drehrichtung wirkende Kupplung, die ein Drehmoment nur in einer Drehrichtung überträgt. Im erfindungsgemäßen Setzgerät 1 verhindert der als Rückdrehsperre verwendete Freilauf 49 ein Abwickeln der Zugmittel 20 von den Zugmittelrollen 21 durch den gespannten Energiespeicher 15, der über den Treiber 14 an den Zugmitteln 20 zieht, wenn er gespannt ist, wenn und solange die im Ausführungsbeispiel der Erfindung als selbsttätig lösende Kupplung 26 verwendete Klauenkupplung eingerückt ist.
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Das Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet einen formschlüssigen SperrklinkenFreilauf 49, verwendbar sind aber ebenso kraftschlüssige Klemmrollen- oder Klemmkörper-Freiläufe (nicht dargestellt).
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Im Ausführungsbeispiel ist das Abtriebsrad 28 des Stirnradgetriebes 25 Bestandteil des Freilaufs 49: es weist eine Stirnverzahnung 50 mit sägezahnförmigen Zähnen auf, mit denen eine oder mehrere - im Ausführungsbeispiel zwei - Sperrklinken 51 zusammenwirken, die um gehäusefeste Schwenkachsen 52 derart schwenkbar gelagert sind, dass sie in Eingriff mit den Zähnen der Stirnverzahnung 50 des Abtriebsrads 28 treten können. Klinkenfedern 53 beaufschlagen die Sperrklinken 51 in Eingriff mit den Zähnen der Stirnverzahnung 50 des Abtriebsrads 28 derart, dass das Abtriebsrad 28 nicht in der Abwickelrichtung der Zugmittelrollen 21 drehbar ist. Bei eingerückter Kupplung 26 lassen sich daher die Zugmittel 20 nicht von den Zugmittelrollen 21 abwickeln und der Energiespeicher 15 bleibt auch bei ausgeschaltetem Elektromotor 24 gespannt.
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Bei einer Drehung in der Aufwickelrichtung drücken die Zähne der Stirnverzahnung 50 des Abtriebsrads 28 des Stirnradgetriebes 25 aufgrund ihrer Sägezahnform die Sperrklinken 51 außer Eingriff derart, dass sich das Abtriebsrad 28 des Stirnradgetriebes 25 in der Aufwickelrichtung drehen lässt. Über die eingerückte Kupplung 26 drehen sich die Zugmittelrollen 21 in der Aufwickelrichtung mit dem Abtriebsrad 28 mit. Aufgrund seiner Stirnverzahnung 50 mit den sägezahnförmigen Zähnen kann das Abtriebsrad 28 des Stirnradgetriebes 25 auch als Klinkenrad 55 des Freilaufs 49 aufgefasst werden. Die Stirnverzahnung 50 mit den sägezahnförmige Zähnen kann auch als Sperrverzahnung beziehungsweise als umlaufende Sperrverzahnung aufgefasst werden.
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Im Ausführungsbeispiel weist der Freilauf 49 zwei Sperrklinken 51 auf die derart angeordnet sind, dass sie an zwei einander gegenüberliegenden Stellen in die Stirnverzahnung 50 des Abtriebsrads 28 des Stirnradgetriebes 25 eingreifen. Die Stirnverzahnung 50 weist eine ungerade Zähnezahl auf, so dass die beiden Sperrklinken 51 in Bezug auf die Zähne der Stirnverzahnung 50 um eine Hälfte der Zähne und einen halben Zahn in der Umfangsrichtung der Stirnverzahnung 50 zueinander versetzt sind. Dadurch lässt der Freilauf 49 maximal eine Drehung um einen halben Abstand der Zähne der Stirnverzahnung 50 voneinander in der Rückdrehrichtung zu. Möglich ist das bei gerader oder ungerader Zähnezahl der Stirnverzahnung 50 auch, indem Eingriffstellen der beiden Sperrklinken 51 in die Stirnverzahnung 50 um eine beliebige Anzahl ganzer Zähne und einen halben Zahnabstand der Stirnverzahnung 50 in der Umfangsrichtung versetzt zueinander sind (nicht dargestellt). Mit mehr Sperrklinken 51 lässt sich die maximale Rückdrehung der Zugmittelrollen 21 entsprechend weiter verkleinern.
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Der Elektromotor 24 wird beim Spannen des Energiespeichers 15 abgeschaltet, kurz bevor der Treiber 14 seine hintere Endstellung erreicht, das heißt bevor die Schrägflächen 40 der Ausrückeinrichtung 41 die Spannschlitten 37 nach außen lenken und dadurch ihre Krallen 38 außer Eingriff von dem den Treiber 14 bildenden Kolben 11 der Kolben-Zylinder-Einheit 10 des Energiespeichers 15 treten. Wird mit dem Treiber 14 kurz vor seiner hinteren Endstellung und gespanntem Energiespeicher 15 der Abzug 6 betätigt, wird der Elektromotor 24 wieder eingeschaltet, wobei er in der Aufwickelrichtung dreht. Dadurch wird der Treiber 14 bis in seine hintere Endstellung zurückgezogen, wobei die Schrägflächen 40 der Ausrückeinrichtung 41 die Spannschlitten 37 nach außen lenken und dadurch die Krallen 38 der Spannschlitten 37 außer Eingriff von dem den Treiber 14 bildenden Kolben 11 bringen. Der gespannte Energiespeicher 15 bewegt den Treiber 14 in der Eintreibrichtung 16 in seine vordere Endstellung, wobei der Treiber 14 über seinen Stößel 12 den aus dem Magazin 8 auf die Setzachse 3 verbrachten Nagel beziehungsweise allgemein das Befestigungselement 2 in der Eintreibrichtung 16 bewegt.
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Durch die Trennung der Krallen 38 der Spannschlitten 37 von dem Kolben 11 werden die Zugmittel 20 entlastet, womit die Klupplung 26 momentenfrei wird. Wie oben beschrieben rücken die Klauen 57, 58 der Kupplung 26 durch die Drehmomententlastung selbsttätig aus, wodurch die Hohlwelle 22 mit den Zugmittelrollen 21 frei auf der Welle 27 drehbar wird. Die Rückholfedern 42, die beim Spannen des Energiespeichers 15 gespannt werden, bewegen die Spannschlitten 37 in der Eintreibrichtung 16 zur vorderen Endstellung, wobei die Spannschlitten 37 die Zugmittel 20 von den Zugmittelrollen 21 abwickeln. Durch das Abwickeln spannt das Schraubgetriebe 29 das Federelement 32 in der Einrückrichtung der Kupplung 26 vor, wobei die Rolle 45, die an der Stirnseite der einen Zugmittelrolle 21 anliegt, ein Einrücken der Klauenkupplung verhindert.
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In der vorderen Endstellung treten die Krallen 38 der Spannschlitten 37 wieder in Eingriff mit dem den Treiber 14 bildenden Kolben 11 und die Spannschlitten 37 ziehen die Rolle 45 über den Ausrücker 47 und das Ausrückseil 48 radial bis außerhalb eines Umfangs der Zugmittelrolle 21 derart, dass die Zugmittelrollen 21 wieder axial in Richtung des Abtriebsrads 28 des Stirnradgetriebes 25 verschiebbar sind. Das von dem Schraubgetriebe 29 in der Einrückrichtung vorgespannte Federelement 32 rückt die Kupplung 26 ein und der seit der Betätigung des Abzugs 6 in der Spannrichtung drehende Elektromotor 24 wickelt die Zugmittel 20 wieder auf die Zugmittelrollen 21 auf, wodurch er den Energiespeicher 15 wieder spannt. Der Elektromotor 24 wird abgeschaltet, kurz bevor der Treiber 14 seine hintere Endstellung erreicht. Es erfolgt keine Drehrichtungsumkehr des Elektromotors 24, der Elektromotor 24 dreht ausschließlich in der Spannrichtung.
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Ein Akkumulator als elektrischer Energiespeicher 54 zur Stromversorgung eines Elektromotors 24 des Setzgeräts 1 ist an einem der Setzachse 3 fernen Ende des Handgriffs 5 lösbar angeordnet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Setzgerät
- 2
- Befestigungselement
- 3
- Setzachse
- 4
- Gehäuse
- 5
- Handgriff
- 6
- Abzug
- 7
- frei
- 8
- Magazin
- 9
- Magazinfeder
- 10
- Kolben-Zylinder-Einheit
- 11
- Kolben
- 12
- Stößel
- 13
- Zylinder
- 14
- Treiber
- 15
- Energiespeicher
- 16
- Eintreibrichtung
- 17
- Spannrichtung
- 18
- Spanneinrichtung
- 19
- Zugmittelwinde
- 20
- Zugmittel
- 21
- Zugmittelrolle
- 22
- Hohlwelle
- 23
- Drehachse
- 24
- Elektromotor
- 25
- Stirnradgetriebe
- 26
- Kupplung
- 27
- Welle
- 28
- Abtriebsrad
- 29
- Schraubgetriebe
- 30
- Spindel
- 31
- Mutter
- 32
- Federelement
- 33
- erstes Kupplungsteil
- 34
- zweites Kupplungsteil
- 35
- gehäusefeste Umlenkrolle
- 36
- bewegliche Umlenkrolle
- 37
- Spannschlitten
- 38
- Kralle
- 39
- Zapfen
- 40
- Schrägfläche
- 41
- Ausrückeinrichtung
- 42
- Rückholfeder
- 43
- Umlenkrolle
- 44
- Rückholseil
- 45
- Rolle
- 46
- Welle
- 47
- Ausrücker
- 48
- Ausrückseil
- 49
- Freilauf
- 50
- Stirnverzahnung
- 51
- Sperrklinke
- 52
- Schwenkachse
- 53
- Klinkenfeder
- 54
- elektrischer Energiespeicher
- 55
- Klinkenrad
- 56
- Lagerbock
- 57
- Klaue
- 58
- Klaue
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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