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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein über expandierbare Gase antreibbares
Setzgerät
der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art. Derartige
Setzgeräte
können
mit festen, gasförmigen oder
flüssigen
Brennstoffen oder auch mit Druck- oder Pressluft betrieben werden.
Bei den verbrennungsbetriebenen Setzgeräten wird ein Setzkolben über die
Verbrennungsgase angetrieben. Über
diesen Setzkolben können
dann Befestigungselemente in einen Untergrund eingetrieben werden.
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Aus
der
DE 197 55 730
A1 ist ein Setzgerät bekannt,
das einen Führungszylinder
aufweist, in dem ein Treibkolben axial versetzbar angeordnet ist. Der
Führungszylinder
ist seinerseits axial versetzbar in einem Gehäuse gelagert. Der Treibkolben
wird nach jedem Setzvorgang in seine Ausgangsstellung zurückgestellt.
In einer ersten Stufe wird der Treibkolben von einem, beim Setzvorgang
vorgespannten, elastischen Rückstellelement
entgegen der Setzrichtung versetzt. Eine weitere Versetzung des
Treibkolbens erfolgt in einer zweiten Stufe während eines erneuten Anpressvorgangs,
bei dem die Bolzenführung entgegen
der Setzrichtung gegenüber
dem Führungszylinder
verschoben wird, und die Bolzenführung
den Treibkolben dabei mitnimmt.
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Bei
dem Rückstellvorgang
kann es vorkommen, dass der Treibkolben nicht immer vollständig in seine
Ausgangsstellung zurückverschoben
wird. Dieses ist insbesondere dann von Nachteil, wenn in einem nachfolgenden
Setzvorgang Befestigungselemente, wie z. B. Nägel, Bolzen, etc. von grosser
Länge in
einen Untergrund getrieben werden müssen. Ferner kann das elastische
Rückstellelement
leicht verschleissen, so dass kürzere
Wartungsintervalle eingehalten werden müssen. Die Kolbenrückstellung über den
Anpressweg führt
ferner zu einer höheren, vom
Anwender aufzubringenden Anpresskraft.
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Aus
der
DE 88 08 770 U1 ist
ein elektromechanisch betriebenes Klammergerät mit einem in einer Führung versetzbaren
Schlagkörper
bekannt, bei dem ein Motorantrieb über ein Unter setzungsgetriebe
auf ein Schwungrad wirkt. Über
die in dem Schwungrad gespeicherte Drehenergie wird eine Arbeitsfeder
gespannt, die den Schlagkörper
nach Freigabe durch das Schwungrad in Arbeitsrichtung beschleunigt.
Das Spannen und Auslösen
des Schlagkörpers
erfolgt dabei in einem einzigen Vorgang, so dass der Schlagkörper nie
in einer Ausgangsstellung gehalten ist.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt daher darin, ein Setzgerät der vorgenannten
Art zu entwickeln, das die vorgenannten Nachteile vermeidet. Dieses
wird erfindungsgemäss
durch die in Anspruch 1 genannten Massnahmen erreicht, denen folgende
besondere Bedeutung zukommt.
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Die
Besonderheit der vorliegenden Erfindung liegt darin, die Kolbenrückführeinrichtung
mit einem elektromotorischen Antriebsmittel und wenigstens einer
Transmissionseinrichtung zur Übertragung der
motorischen Stellkraft auf den Treibkolben zu versehen. Durch diese
Massnahme kann sichergestellt werden, dass der Kolben verlässlich und
ohne erhöhte
Anpresskraft für
den Anwender in seine Ausgangsstellung zurückgefahren werden kann. Ferner kann
die Kolbenrückführung stufenlos
erfolgen.
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Günstigerweise
ist das elektromotorische Antriebsmittel als Gleichstrommotor ausgebildet.
Der Gleichstrommotor bietet den Vorteil, dass er bei abnormal hohem
Rückstellwiderstand
in der Lage ist, ein Vielfaches der normalen Rückstellkraft zu erzeugen.
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Vorteilhaft
ist es weiterhin, wenn die Transmissionseinrichtung wenigstens ein,
am Kolbenschaft des Treibkolbens angreifendes Reibrad aufweist.
Durch das oder die Reibräder
kann die Rückstellbewegung
in idealer Weise durch Reibschluss auf den Kolbenschaft übertragen
werden. Das oder die Reibräder
können
ferner die Funktion der Kolbenhalterung übernehmen.
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Von
Vorteil ist es ferner, wenn die Transmissionseinrichtung eine, insbesondere
als Untersetzungsgetriebe ausgebildete Getriebeeinrichtung beinhaltet,
die antriebsseitig mit dem elektromotorischen Antriebsmittel verbunden
ist und der abtriebsseitig das oder jedes Reibrad nachgeschaltet
ist. Die Kombination von Reibrad und Getriebeeinrichtung hat den
Vorteil, dass die Getriebeeinrichtung durch die schnelle Bewegung
des Treibkolbens beim Setzvorgang nicht zerstört werden kann.
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Günstig ist
es ferner, wenn das oder jedes Reibrad in Richtung auf den Kolbenschaft
elastisch beaufschlagt ist. Durch diese Massnahme kann eine elastische
Anpresskraft des Reib rades auf den Kolbenschaft zur besseren Halterung
des Kolbenschaftes ausgeübt
und es können
Schwingungen ausgeglichen werden.
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Vorteilhafterweise
ist das oder jedes Reibrad mit einer in Setzrichtung wirksamen Vorlaufsperre
für den
Treibkolben ausgerüstet.
Durch diese Massnahme kann der Kolben bei einem Setzvorgang an den Reibrädern, welche
dann bewegungsstarr gehalten sind, vorbeirutschen. Es kommt zu keiner
Betätigung der
Getriebeeinrichtung oder der elektromotorischen Antriebsmittel,
wodurch die Lebensdauer dieser Komponenten erheblich verlängert wird.
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Durch
die Anordnung eines Freilaufs zwischen der Getriebeeinrichtung und
dem diesen nachgeschalteten Reibrad kann eine Beschleunigungseinwirkung
auf die Getriebeeinrichtung und den Rotor der elektromotorischen
Antriebsmittel beim Prellen, d. h. beim schnellen Zurücklaufen
des Treibkolbens, verhindert werden.
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Vorteilhafterweise
ist an der Kolbenführung ein
Schaltmittel zur Detektion des Treibkolbens in seiner Ausgangsstellung
vorgesehen. Durch diese Massnahme braucht der Treibkolben nur über den notwendigen
Rückstellweg
zurückgeführt werden. Der
Energieaufwand zur Kolbenrückstellung
kann damit minimiert werden. Ferner reagiert das Schaltmittel sehr
schnell und ermöglicht
so eine schnelle Setzfrequenz.
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In
einer im Betrieb sehr langlebigen Variante ist das Schaltmittel
als magnetoresistiver Sensor ausgebildet.
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Von
Vorteil ist es weiterhin, wenn am Setzgerät eine Steuereinheit für das elektromotorische
Antriebsmittel vorgesehen ist, die Daten für eine Leistungsstellung des
Treibkolbens von einem manuell vom Anwender betätigbaren Einstellmittel zur
Leistungsregulierung übernimmt
und die das elektromotorische Antriebsmittel derart steuert, dass
der Treibkolben in eine vom Anwender am Einstellmittel vorgegebene
Leistungsstellung verfahren wird. So wird der Kolben bei maximaler
Leistungseinstellung in seine Ausgangsstellung gestellt, während er
bei einer geringeren Leistungseinstellung ein entsprechendes Stück weit
in Setzrichtung verfahren wird. So kann durch die erfindungsgemässe Kolbenrückführeinrichtung
mit der Steuereinheit und dem Leistungsschalter auch eine Leistungsregulierung
verwirklicht werden.
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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 Schematisch,
ein erfindungsgemässes
Setzgerät
in teilweisem Längsschnitt,
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2 schematisch,
einen Schnitt durch das Setzgerät
entlang der Linie II – II
aus 1,
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3 schematisch,
einen vergrösserten
Abschnitt nach der Markierung III aus 2,
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4 schematisch,
einen Schnitt durch das Setzgerät
entlang der Linie IV – IV
aus 3.
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In
den 1 bis 4 ist ein erfindungsgemässes Setzgerät in einer
Ausführungsform
als ein mit Pulver betriebenes Setzgerät 10 dargestellt.
Das Setzgerät 10 umfasst
ein Gehäuse 16 mit
einem daran angeordneten Handgriff 17. An dem Handgriff 17 ist
ein Auslöseschalter 18 zur
Betätigung
des Setzgerätes 10 angeordnet.
Im Innenraum des Gehäuses 16 ist
ein Treibkolben 13 axial versetzbar in einer Kolbenführung 11 angeordnet.
In 1 befindet sich der Treibkolben 13 in
seiner Ausgangstellung 32, in der er ganz in die Kolbenführung 11 eingefahren
ist. Der Treibkolben 13 weist einen Kolbenschaft 14 auf,
dessen setzrichtungsseitiges Ende 15 bei einem Setzvorgang
ein Befestigungselement 50, wie einen Bolzen, Nagel oder ähnliches
in einen hier nicht dargestellten Untergrund hineintreibt. An dem,
in Setzrichtung 40 liegenden Ende der Kolbenführung 11 ist
in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
eine Bolzenführung 12 angeordnet
die einen zylindrischen Hohlraum umschliesst, durch die der Kolbenschaft 14 hindurchbewegbar
ist. Vor einem Setzvorgang wird in die Bolzenführung 12 das Befestigungselement 50 aus
einem, im Bereich der Bolzenführung
angeordneten Magazin 19 eingebracht.
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Nach
einem erfolgten Setzvorgang muss der Treibkolben 13 wieder
in seine Ausgangsstellung 32 zurückgesetzt werden, um die Betriebsbereitschaft des
Setzgerätes 10 wiederherzustellen.
Hierzu ist an dem vorliegenden Setzgerät 10 ein elektromotorisches
Antriebsmittel 30, das hier als Gleichstrommotor ausgebildet
ist, und eine insgesamt mit 20 bezeichnete Transmissionseinrichtung
angeordnet. Zur Stromversorgung des elektromotorischen Antriebsmittels 30 und
anderer elektrischer Verbraucher ist an dem Setzgerät eine Stromquelle 60,
wie z. B. eine Batterie, ein Akkumulator oder ein Netzanschluss, vorgesehen.
Die Transmissionseinrichtung 20 beinhaltet eine Getriebeeinrichtung 26,
wie z. B. ein Untersetzungsgetriebe, welches an das elektromotorische
Antriebsmittel 30 angeflanscht sein kann. Die Getriebeeinrichtung 26 und
das elektromotorische Antriebsmittel 30 sind dabei in einer
Aufnahme 29 angeordnet, die dem Magazin 19 zugeordnet
ist. Die Getriebeeinrichtung 26 und das elektromotorische Antriebsmittel 30 können natürlich auch
an einer anderen Stelle des Setzgerätes 10 angeordnet
werden. Von der Getriebeeinrichtung 26 geht ein Abtrieb 28.1 ab,
dem ein Freilauf 27 nachgeordnet ist. Am Freilauf 27 ist
eine Achse 28.3 ankoppelbar, die in Lagermitteln 25 mit
Vorlaufsperre gelagert ist. Drehfest auf der Achse 28.3 gelagert
ist ein Reibrad 21. Dieses Reibrad 21 weist ein
inneres, zylindrisches elastisches Element 23 und ein darauf
aufsitzendes Aussenrad 24, wie z. B. eine Reibrolle, auf.
Identisch ausgebildet ist auch ein zweites Reibrad 22 auf
der Achse 28.2, welches nicht aktiv angetrieben ist und
welches nur als Gegenhalt für
den Kolbenschaft 14 zum angetriebenen Reib rad 21 dient.
Das zweite oder jedes weitere Reibrad könnte aber auch ebenfalls angetrieben werden.
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Über die
elastischen Elemente 23 sind die Reibräder 21, 22 jeweils
elastisch an den Kolbenschaft 14 angedrückt.
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An
dem entgegen der Setzrichtung 40 liegenden Ende der Kolbenführung 11 ist
ferner noch ein Schaltmittel 31, wie z. B. ein magnetoresistiver Sensor,
angeordnet. Über
dieses Schaltmittel 31 kann das elektromotorische Antriebsmittel 30 eingeschaltet
werden, wenn der Treibkolben 13 seine Ausgangsstellung 32 verlassen
hat (ggf. zeitverzögert) und
abgeschaltet werden, wenn der Treibkolben 13 wieder in
seine Ausgangsstellung 32 zurückgesetzt worden ist.
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Wird
vom Anwender des Setzgerätes 10 ein Setzvorgang
ausgelöst,
so wird der Treibkolben 13 unter der Einwirkung der expandierenden
Reaktionsgase in Setzrichtung 40 nach vorne getrieben.
Die Reibräder 21, 22 drehen
sich dabei nicht mit, sondern werden von den Lagermitteln 25 mit
Vorlaufsperre statisch gehalten. Der nach vorne eilende Treibkolben 13 rutscht
also durch die Reibräder 21, 22 durch.
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Der
nicht angetriebene Treibkolben 13 wird aber mit der Reibkraft
der Reibräder
gehalten, so dass die Position des Treibkolbens 13 in seiner
Ausgangsstellung 32 gesichert ist.
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Nach
dem Setzvorgang springt der Treibkolben 13 sehr schnell
zurück. Über den
Freilauf 27 zwischen dem Reibrad 21 und der Getriebeeinrichtung 26 wird
verhindert, dass das elektromotorische Antriebsmittel 30 durch
den prellenden Treibkolben 13 beschleunigt wird. Schäden am Rotor
des elektromotorischen Antriebsmittels 30 werden derart
vermieden.
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Nach
erfolgtem Setzvorgang wird, ggf. zeitlich verzögert, das elektromotorische
Antriebsmittel 30 über
das Schaltmittel 31 eingeschaltet, welches den Treibkolben 13 nicht
mehr in seiner Ausgangsstellung 32 detektiert. Über die
Getriebeeinrichtung 26, die Achse 28.3, den Freilauf 27 und
das Reibrad 21 wird die Drehbewegung der elektromotorischen Antriebsmittel 30 auf
den Kolbenschaft 14 übertragen,
der hierdurch in seine Ausgangsstellung 32 zurückgeführt wird.
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In 1 ist
eine elektrische Steuereinheit 33 für das elektromotorische Antriebsmittel 30 dargestellt. Über diese
Steuereinheit 33 kann die Eintreibenergie des Setzgerätes 10 reguliert
werden. Eine Einstellung der gewünschten
Setzenergie erfolgt dabei über
den Anwender an einem, als Auswahlschalter ausgebildeten Einstellmittel 34.
Beispielsweise wird bei Errei chen der Ausgangsstellung 32 des Treibkolbens 13 nach
erfolgter Kolbenrückstellung die
Steuereinheit 33 über
das Schaltmittel 31 initialisiert. Über die Steuereinheit 33 wird
das elektromotorische Antriebsmittel 30 dann in Bewegung
versetzt, die den Treibkolben 13 so weit in Setzrichtung 40 versetzt,
wie es der vom Anwender am Einstellmittel 34 eingestellten
Leistungsstufe entspricht. Durch den Versatz des Treibkolbens 13 in
Setzrichtung 40 wird ein grösseres Brennraumvolumen erzeugt
und der Beschleunigungsweg des Treibkolbens 13 reduziert, was
beides zu einer Verminderung der Setzenergie führt. In der maximalen Leistungsstufe
verbleibt der Treibkolben 13 in seiner Ausgangsstellung 32.
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Das
elektromotorische Antriebsmittel 30 und die Getriebeeinrichtung 26 sind
vorzugsweise gegen Staub und Feuchtigkeit abgedichtet, um eine lange Lebensdauer
und eine einwandfreie Funktion zu gewährleisten.
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In
den Zeichnungen nicht dargestellt sind die elektrischen Leitungen
und Verbindungen (z. B. Verbindungen Stromquelle – Schaltmittel
oder Stromquelle – Antriebsmittel
oder Schaltmittel – Antriebsmittel)
zwischen den einzelnen elektrischen Komponenten. Es versteht sich,
dass diese aber vorhanden sind um die beschriebenen Funktionen zu
ermöglichen.
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Es
ist ausserdem möglich,
die beschriebene Kolbenrückführeinrichtung
mit einer dem Fachmann an sich bekannten Gaskolbenrückführung zu
kombinieren.
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- 10
- Setzgerät
- 11
- Kolbenführung
- 12
- Bolzenführung
- 13
- Treibkolben
- 14
- Kolbenschaft
- 15
- setzrichtungsseitiges
Ende von 14
- 16
- Gehäuse
- 17
- Handgriff
- 18
- Auslöseschalter
- 19
- Magazin
- 20
- Transmissionseinrichtung
- 21
- Reibrad
- 22
- Reibrad
- 23
- elastisches
Element
- 24
- Aussenrad
- 25
- Lagermittel
(mit Vorlaufsperre)
- 26
- Getriebeeinrichtung
- 27
- Freilauf
- 28.1
- Abtrieb
von 26
- 28.2
- Achse
- 28.3
- Achse
- 29
- Aufnahme
- 30
- elektromotorisches
Antriebsmittel
- 31
- Schaltmittel
- 32
- Ausgangsstellung
von 13
- 33
- Steuereinheit
- 34
- Einstellmittel
- 40
- Setzrichtung
- 50
- Befestigungselement
- 60
- Stromquelle