-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Eintreibvorrichtung für Befestigungselemente und insbesondere, aber nicht ausschließlich, eine Eintreibvorrichtung für Befestigungselemente, die eine Druckkammer und eine Druckluftrückführung aufweist.
-
HINTERGRUND
-
Brennkraftbetriebene Befestigungsvorrichtungen nutzen die Expansion von Gasen, die während einer Explosion in einer Brennkammer erzeugt wird, um einen Kolben anzutreiben. Alternativ kann zum Antrieb des Kolbens eine separate Quelle von unter Druck stehendem Gas genutzt werden. Der Kolben treibt dann ein Befestigungselement (z. B. einen Nagel) aus der Vorrichtung in einen externen Gegenstand (beispielsweise eine Wand). Der Kolben muss in seine ursprüngliche Position zurückkehren, damit ein zweites Befestigungselement geladen und eingetrieben werden kann.
-
Eine unvollständige Kolbenrückstellung kann zu einem Leerschuss oder einer Hemmung führen. Die Vorrichtung muss für einen erneuten Schuss gegebenenfalls manuell zurückgestellt werden. Ein Leerschuss oder eine Hemmung kann daher Verzögerungen beim Abschießen von Befestigungselementen verursachen. Ist eine manuelle Rückstellung erforderlich, kann dies den Benutzer gefährden, wenn unkontrolliert ein Befestigungselement geschossen wird.
-
Mit bestimmten Beispielen der vorliegenden Erfindung soll zumindest eines bzw. einer der mit dem Stand der Technik verbundenen Probleme und/oder Nachteile gelöst, abgeschwächt oder zumindest teilweise verhindert werden. Bestimmte Beispiele sollen zumindest einen der nachstehend beschriebenen Vorteile bieten.
-
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Eintreibvorrichtung für Befestigungselemente bereitgestellt, die Folgendes aufweist: eine Druckkammer; einen ersten Kolben, der derart mit der Druckkammer gekoppelt ist, dass unter Druck stehendes Gas in der Druckkammer bewirkt, dass der Kolben von einer ersten Position in eine zweiten Position gleitet; einen Befestigungselementkanal, der ausgebildet ist, um ein Befestigungselement aufzunehmen, wobei der Kolben, wenn er sich von der ersten Position in die zweite Position bewegt, ausgebildet ist, um das Befestigungselement in Eingriff zu nehmen und es aus der Vorrichtung zu treiben; und einen zweiten Kolben, der innerhalb einer Hülse verschiebbar und derart angeordnet ist, dass, wenn der erste Kolben von der ersten Position in die zweite Position gleitet, der erste Kolben den zweiten Kolben treibt und in der Hülse Gas komprimiert; wobei komprimiertes Gas in der Hülse den ersten Kolben in Richtung der ersten Position vorspannt.
-
Die Druckkammer kann ferner einen Auslass aufweisen, der ausgebildet ist, um unter Druck stehendes Gas abzugeben, nachdem ein Befestigungselement aus der Vorrichtung getrieben wurde.
-
Wenn die Kraft des komprimierten Gases in der Hülse, die auf den zweiten Kolben wirkt, die Kraft des Gases in der Druckkammer, die auf den ersten Kolben wirkt, übersteigt, kann der zweite Kolben gegen den ersten Kolben wirken, um den ersten Kolben in Richtung der ersten Position zu verschieben.
-
Die Eintreibvorrichtung für Befestigungselemente kann ferner eine zusätzliche Kammer aufweisen, die mit der Hülse strömungstechnisch verbunden ist, wobei die zusätzliche Kammer ausgebildet ist, um komprimiertes Gas von der Hülse aufzunehmen.
-
Die zusätzliche Kammer kann parallel zur Hülse angeordnet sein oder diese umgeben.
-
In der zweiten Position des ersten Kolbens kann Gas in der Hülse oder der zusätzlichen Kammer unter einen über Atmosphärendruck liegenden Druck gesetzt werden.
-
Der zweite Kolben und die Hülse können auf einem Nasenabschnitt der Befestigungsvorrichtung positioniert sein.
-
Der zweite Kolben und die Hülse können an oder parallel zum Befestigungselementkanal angebracht sein.
-
Die Hülse kann ferner ein Ausgleichsloch aufweisen, wobei der erste Kolben ausgebildet sein kann, um das Ausgleichsloch zu verschließen, wenn er sich in der zweiten Position befindet, wobei das Ausgleichsloch offen ist, wenn sich der erste Kolben in der ersten Position befindet, um die Hülse mit der Außenseite der Vorrichtung zu koppeln.
-
Die Druckkammer kann mit einem Speicher mit unter Druck stehendem Gas gekoppelt sein, der ausgebildet ist, um die Druckkammer selektiv mit Druck zu beaufschlagen, um den ersten Kolben von der ersten Position in die zweite Position zu treiben.
-
Die Eintreibvorrichtung für Befestigungselemente kann eine auf Verbrennung beruhende Eintreibvorrichtung für Befestigungselemente sein, und Verbrennungsgasexpansion in der Druckkammer kann den ersten Kolben von der ersten Position in die zweite Position treiben.
-
Die Druckkammer kann derart mit der Hülse gekoppelt sein, dass expandiertes Brenngas der Hülse zugeführt wird, um den Gasdruck in der Hülse zu erhöhen.
-
Die Druckkammer kann über ein Einwegventil mit der Hülse gekoppelt sein.
-
Figurenliste
-
Beispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben, in denen:
- 1 eine schematische Ansicht einer beispielhaften Eintreibvorrichtung für Befestigungselemente nach dem Stand der Technik darstellt;
- 2a bis 2i schematische Ansichten der Eintreibvorrichtung für Befestigungselemente von 1 darstellen, die ein Befestigungselement treibt;
- 3 eine schematische Ansicht einer beispielhaften pneumatischen Eintreibvorrichtung für Befestigungselemente nach dem Stand der Technik zeigt;
- 4a bis 4d schematische Ansichten einer beispielhaften Eintreibvorrichtung für Befestigungselemente gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen;
- 5 eine schematische Ansicht einer weiteren beispielhaften Eintreibvorrichtung für Befestigungselemente gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt; und
- 6 eine schematische Ansicht einer noch weiteren beispielhaften Eintreibvorrichtung für Befestigungselemente gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
-
Nun wird bezugnehmend auf 1 eine Eintreibvorrichtung für Befestigungselemente 100 nach dem Stand der Technik gezeigt. Die 2a bis 2i zeigen den Vorgang des Treibens eines Befestigungselements 102 (beispielsweise eines Nagels) aus der Eintreibvorrichtung für Befestigungselemente 100.
-
Die Eintreibvorrichtung für Befestigungselemente 100 kann ein Außengehäuse 104 beinhalten. Das Außengehäuse 104 umschließt zumindest einige der Komponenten der Eintreibvorrichtung für Befestigungselemente 100. Die Eintreibvorrichtung für Befestigungselemente kann auch einen Abzug 106 beinhalten. In einigen Beispielen kann der Abzug 106 an einer Kammersperre 108 angebracht sein, deren Zweck nachstehend in Verbindung mit 2b erläutert wird.
-
Die Eintreibvorrichtung für Befestigungselemente 100 beinhaltet eine Brennkammer 110, die durch ein Brennkammergehäuse 112 definiert ist. Das Brennkammergehäuse 112 ist innerhalb der Eintreibvorrichtung für Befestigungselemente 100 verschiebbar. Beispielsweise kann das Brennkammergehäuse 112 in eine Richtung hin zu einer Verbrennungseinrichtung 114 und in eine Richtung von der Verbrennungseinrichtung 114 weg gleiten. Die Bewegung des Brennkammergehäuses 112 kann auch mit der Richtung ausgerichtet sein, in der ein Befestigungselement aus der Vorrichtung 100 getrieben wird. In diesem Beispiel beinhaltet die Verbrennungseinrichtung 114 eine Brennstoffeinspritzeinrichtung 116 und eine Zündkerze 118. Die Eintreibvorrichtung für Befestigungselemente 100 beinhaltet ferner ein Gebläse 120, das ausgebildet ist, um von der Brennstoffeinspritzeinrichtung 116 eingespritzten Brennstoff zu verteilen.
-
Wie in 1 gezeigt, beinhaltet die Eintreibvorrichtung für Befestigungselemente 100 einen Nasenabschnitt 122. Der Nasenabschnitt 122 beinhaltet einen Befestigungselementkanal 124 und einen Fühler 126. Ein Befestigungselement 102 kann im Befestigungselementkanal 124 aufgenommen werden. Der Nasenabschnitt 122 beinhaltet zur Ausrichtung des Befestigungselements 102 ein Arbeitskontaktelement 125 (So wird dem Benutzer ermöglicht, zu bestimmen, wo das Befestigungselement 102 in eine Außenfläche 103 eingetrieben werden soll.). Das Arbeitskontaktelement 125 kann in den Fühler 126 integriert sein, sodass diese sich zusammen bewegen. Außerdem kann die Eintreibvorrichtung für Befestigungselemente 100 nur dann schießen, wenn das Arbeitskontaktelement 125 gegen eine Außenfläche 103 gedrückt wird. Das Arbeitskontaktelement 125, das gegen die Außenfläche 103 gedrückt wird, kann einen Schalter (nicht gezeigt) betätigen, um beispielsweise ein Schießen der Eintreibvorrichtung für Befestigungselemente 100 zu ermöglichen. Wird das Arbeitskontaktelement 125 gegen die Außenfläche 103 gedrückt, wird es, wie nachstehend erläutert wird, in den Nasenabschnitt 122 gedrückt, der den Schussmechanismus aktiviert und eine notwendige Voraussetzung für den Ausstoß eines Befestigungselements 102 ist. Indem es verhindert, dass ein Befestigungselement 102 anders als direkt in eine Außenfläche 103 geschossen wird, dient das Arbeitskontaktelement 125 dementsprechend auch als Sicherheitsmechanismus.
-
Der Fühler 126 kann sich zum Brennkammergehäuse 112 hin erstrecken. Auf diese Weise ist der Fühler 126 im Brennkammergehäuse 112 integriert oder mit diesem gekoppelt. Der Fühler 126 kann einen Teil der Wände der Brennkammer 110 bilden.
-
Wie in 2a und 2b gezeigt, bewegt sich das Arbeitskontaktelement 125 in den Nasenabschnitt 122 hinein, wenn das Arbeitskontaktelement 125 gegen eine Außenfläche 103 gedrückt wird. Der Fühler 126 drückt wiederum gegen das Brennkammergehäuse 112, sodass die Brennkammer 110 vom Arbeitskontaktelement 125 weg zurückgeleitet. Das Brennkammergehäuse 112 bildet dann mit der in 2b dargestellten Verbrennungseinrichtung 114 eine abgedichtete Brennkammer (abgedichtet mit O-Ringen oder anderen Arten von Dichtungen). Die Eintreibvorrichtung für Befestigungselemente 100 schießt erst dann, wenn das Brennkammergehäuse 112 derart verschoben wurde, dass die Brennkammer 110 abgedichtet ist. Durch die Kopplung zwischen dem Fühler 126 und dem Brennkammergehäuse 112 wird die Brennkammer 110 durch Drücken des Arbeitskontaktelementes 125 gegen die Außenfläche 103 unmittelbar verschlossen, sodass die Vorrichtung 100 nur in einer sicheren Schussposition schießen kann. Das Betätigen des Abzugs 106, wenn die Brennkammer 110 sich in die abgedichtete Position bewegt hat, ermöglicht der Kammersperre 108, das Brennkammergehäuse 112 in Eingriff zu nehmen. Hierdurch wird ein Rücklaufen der Brennkammer 110 während des Schießens verhindert. Bevor das Arbeitskontaktelement 125 niedergedrückt und das Brennkammergehäuse 112 zurückgeschoben ist, kann sich die Kammersperre 108 beim Betätigen des Abzugs 106 außerdem nicht zurückbewegen (Dies wird durch einen Vergleich der 2a und 2b deutlich.). Der Abzug 108 kann zur Aktivierung des Schießmechanismus dementsprechend nicht vollständig betätigt werden, bis sich die Vorrichtung 100 in einer sicheren Schießposition befindet.
-
In diesem Beispiel berührt das Brennkammergehäuse 112 ein Dichtelement 148 an einer Wand 146 der Verbrennungseinrichtung 114. Dadurch wird das Starten des Gebläses 120 ausgelöst und Brennstoff in die Brennkammer 110 eingespritzt und durch das Gebläse 120 verteilt. Wird der Abzug 106 anschließend betätigt, entzündet die Zündkerze 118 den Brennstoff. Wird Brennstoff eingespritzt, sobald die Brennkammer 110 geschlossen ist, und nicht bis zum Betätigen des Abzugs 106 abgewartet, wird die Schussverzögerung auf ein Minimum reduziert.
-
Die Verbrennung des Brennstoffs führt zu einer Temperaturerhöhung, die das Volumen und damit den Gasdruck innerhalb der abgedichteten Brennkammer 110 erhöht. Die Expansion der Brenngase in der Brennkammer 110 wirkt auf eine der Brennkammer 110 zugewandten Fläche des Kolbens 128. Der Gasdruck in der Brennkammer 110 treibt den Kolben 128 von einer ersten Position (gezeigt in 2a) in Richtung der zweiten Position (gezeigt in 2c). 2b zeigt den Kolben 128 in einer Zwischenposition. Die Gase können dies durch Kraftausübung auf eine Platte 132 bewirken. Die Platte 132 kann derart dimensioniert sein, dass sie die Innenwände einer Hülse 130 berührt, um eine Dichtung zwischen der Hülse 130 und der Brennkammer 110 zu bilden. Wenn sich der Kolben 128 innerhalb der Hülse 130 bewegt, entweichen die in der Hülse 130 enthaltenen Gase über eine Entlüftung 136 und einen Auslass 138 (veranschaulicht durch die Pfeile in 2b). In einigen Beispielen kann die Hülse 130 eine Vielzahl von um den Umfang der Hülse 130 angeordnete Entlüftungen 136 und/oder Auslässe 138 beinhalten. Der Auslass 138 ist möglicherweise nicht in jedem Beispiel vorhanden.
-
Die Hülse 130 kann einen Puffer 142 oder eine andere federnde Vorrichtung oder in einigen Fällen eine Vielzahl von Puffern 142 beinhalten. Die Puffer 142 sind derart in der Hülse 130 positioniert, dass auf die Puffer 142 eingewirkt wird, wenn sich der Kolben 128 in die zweite Position bewegt. Somit befinden sich die Puffer 142 an einem Ende der Hülse 130 und bieten diesem Endes der Hülse 130 Schutz vor Aufprallkräften des Kolbens 128. Wenn die Puffer 142 zurückprallen, dienen diese ferner dazu, die Rückstellung des Kolbens 128 hin zur ersten Position zu unterstützen.
-
Der Kolben 128 beinhaltet eine Treibklinge 134, die sich von der Platte 132 hin zu einem Befestigungselement 102 erstreckt, das in einem Befestigungselementkanal 124 angeordnet ist, der innerhalb des Nasenabschnitts 122 definiert ist. Die Treibklinge 134 sitzt teilweise innerhalb des Befestigungselementkanals 124 und gleitet daher in diesem. Beim Schießen schiebt die Platte 132 die Treibklinge 134, die anschließend das Befestigungselement 102 berührt und es aus der Eintreibvorrichtung für Befestigungselemente 100 durch den Befestigungselementkanal 124 schiebt.
-
Die Treibklinge 134 kann durch den Boden der Hülse 130 in den Befestigungselementkanal 124 eintreten. In diesem Beispiel ist ein abdichtender O-Ring am Ende der Hülse um die Treibklinge 134 positioniert, um zu verhindern, dass Gase aus der Hülse 130 um die Treibklinge 134 entweichen.
-
Der Auslass 138 ist von der Entlüftung 136 beabstandet. In diesem Beispiel ist der Auslass 138 an der Hülse 130 näher an der Verbrennungseinrichtung 114 positioniert als die Entlüftung 136. Der Auslass 138 kann ein Einwegventil 140 beinhalten. Das den Auslass 138 abdeckende Einwegventil 140 ist derart ausgerichtet, dass Gas aus der Hülse 130 bzw. der Brennkammer 110 (je nach Position des Kolbens 128) austreten, aber weder in die Brennkammer 110 noch in die Hülse 130 eintreten kann.
-
Bevor der Kolben 128 die zweite Position erreicht, bewegt sich die Platte 132 des Kolbens 128 am Auslass 138 vorbei. Dadurch können die Verbrennungsgase über den Auslass 138 aus der Brennkammer 110 entweichen, wodurch der Gasdruck in der Brennkammer 110 teilweise reduziert wird. Zu diesem Zeitpunkt ist der Kolben 128 bereits voll beschleunigt und bewegt sich, selbst unter dem reduzierten Gasdruck, weiter in Richtung der zweiten Position.
-
Befindet sich der Kolben 128 in der zweiten Position, prallt die Platte 132 auf die Puffer 142. In einigen Beispielen kann die Platte 132 dann von den Puffern 142 zurückprallen und dann, wie in 2d und 2e gezeigt, ein zweites Mal auf die Puffer 142 aufprallen. Ein Zurückschlagen des Kolbens ist ein unerwünschtes Ereignis. Beispielsweise kann ein Kolbenrückschlag zu einem doppelten Aufprallen der Treibklinge auf die Außenfläche führen, was unansehnlich sein oder gegen Bauvorschriften verstoßen kann. In einigen Fällen kann ein starker Rückschlag durch Eingreifen eines weiteren Befestigungselements im Kanal zu einem doppelten Abschuss von Befestigungselementen führen. Ferner kann sich der Kolbenrückschlag auf die Effizienz des Auslasses der verbrannten Brenngase auswirken, da sich der Kolben 128 während des Rückschlags hin zur ersten Position bewegt und sich somit am Auslass 138 vorbeibewegt. Auf diese Weise können während zumindest eines Teils des Rückschlags des Kolbens keine Verbrennungsgase aus der Brennkammer 110 abgeführt werden. Außerdem verlängert ein Kolbenrückschlag die Kolbenrückstellzeit, wodurch die Schussgeschwindigkeit verringert wird.
-
2f zeigt den Kolben 128 in der zweiten Position. Die zweite Position kann beispielsweise dort sein, wo die Platte 134 die Puffer 142 berührt. In der Brennkammer 110 kühlen sich die Gase nach der Verbrennung des Brennstoffs in der Brennkammer 110 ab, wodurch ein Unterdruck entsteht. Der Auslass 138, der ein Einwegventil 140 aufweist, verhindert, dass Gase zurück in die Brennkammer 110 strömen. Der Unterdruck begünstigt daher das Gleiten des Kolbens 128 in Richtung der ersten Position. Da die Entlüftung 136 kein Einwegventil beinhaltet, kann Gas, wie durch den Pfeil in 2g angezeigt, über die Entlüftung 136 wieder in die Hülse 130 eintreten. In den Figuren erstreckt sich der Fühler 126 um die Hülse 130 herum. Möglicherweise umgibt der Fühler 126 den Umfang der Hülse 130 nicht durchgehend: Er kann Lücken oder nur ein das Arbeitskontaktelement 125 mit der Brennkammerwand 112 koppelndes Element aufweisen. Dementsprechend stehen die Entlüftung 136 und der Auslass 138 wirksam mit der Umgebung außerhalb der Vorrichtung 100 in Verbindung.
-
Wie in 2h dargestellt, kann die Eintreibvorrichtung für Befestigungselemente auch eine Kammerfeder 144 beinhalten. Die Kammerfeder 144 kann am Brennkammergehäuse 112 angebracht sein, um eine Vorspannkraft gegen die Gleitbewegung der Brennkammer 110 bereitzustellen. Wird die Brennkammer 110 derart durch den Fühler 126 bewegt, dass die Brennkammer 110 abgedichtet ist, wird so die Feder 144 zusammengedrückt. Nach dem Abschuss des Befestigungselements 102 kann die Vorrichtung 100 vom Benutzer von der Außenfläche 103 wegbewegt werden. Wird der Abzug 106 vom Benutzer losgelassen (durch Lösen der Sperre 108), wirkt die Feder 144 derart, dass die Brennkammer 110 in ihre durch den Pfeil angezeigte Ausgangsposition bewegt wird. Hierdurch wird die Brennkammer 110 durch die Wand 112 geöffnet, wobei sie von der Dichtung 148 um die Verbrennungseinrichtung 114 getrennt wird, um eine Luftspülung (d. h. Frischluft, die die Brennkammer 110 füllt) zu ermöglichen. Ein zweites Befestigungselement 102b wird, wie in 2i gezeigt, in die Nase 122 gezogen und zum Abgeben nächsten Schusses ausgerichtet. Das Zuführen von Befestigungselementen 102 kann ein völlig konventioneller Mechanismus sein und wird daher nicht näher beschrieben.
-
Die Bewegung der Brennkammerwand 112 kann auch die Brennkammer 110 um die Außenseite der Hülse 130 (die Seite der Brennkammer 110, die der Verbrennungseinrichtung 114 gegenüberliegt) öffnen. Wenn das Arbeitskontaktelement 125 niedergedrückt wird, wird auch diese Seite der Brennkammerwand 112 durch einen O-Ring um die Hülse 130 abgedichtet.
-
Der Zyklus zum Abschießen eines Befestigungselements 102 erfordert einen Zeitraum des Antreibens des Gebläses 120 sowie zusätzliche Zeit zur Funkenbildung und zum Entzünden des Brennstoffs. Damit sich der Kolben 128 in die zweite Position bewegen und in die erste Position zurückkehren kann, ist der Abzug 106 deaktiviert, um den Versuch eines weiteren Schusses zu verhindern. Der Abzug 106 kann elektronisch deaktiviert werden, d. h. eine Schaltungserfassung kann ignoriert werden, wenn der Abzug 106 deaktiviert ist. Nach dem Öffnen der Brennkammer 110 ist eine Spülzeit erforderlich. Die Zyklusdauer vom Andrücken des Arbeitskontaktelementes 125 an die Außenfläche bis zum Zeitpunkt, zu dem die Eintreibvorrichtung für Befestigungselemente 100 für den nächsten Schuss bereit ist, liegt daher typischerweise zwischen 300 ms und 500 ms.
-
Alternativ kann eine Eintreibvorrichtung für Befestigungselemente 300 wie in 3 gezeigt pneumatisch betrieben werden. Die Eintreibvorrichtung für Befestigungselemente 300 beinhaltet eine Kammer 310 und einen Kolben 328, der ausgebildet ist, um ein Befestigungselement (nicht dargestellt) zu treiben. Der Kolben 328 gleitet zwischen einer ersten Position (nicht dargestellt) und einer in 3 dargestellten zweiten Position. In diesem Beispiel beinhaltet der Kolben 328 eine Platte 334 und eine Treibklinge 336, die der oben beschriebenen Treibklinge 134 ähnelt.
-
Vor dem Abschuss befindet sich der Kolben 328 in der ersten Position. Wird der Abzug gedrückt, wird die Kammer 310 mit unter Druck stehendem Gas aus einer mit Druck beaufschlagten Quelle gefüllt, die über einen Ansaugkanal 344 mit der Eintreibvorrichtung für Befestigungselemente 300 verbunden ist. Dadurch wird der Kolben 328 in die zweite Position gedrückt, wodurch das Befestigungselement von der Vorrichtung 300 abgeschossen wird. Die Kammer 310 wird gespeist, bis ein Benutzer den Abzug loslässt. Ein Ventil verschließt dann den Ansaugkanal, sodass kein unter Druck stehendes Gas mehr in die Kammer 310 eingeleitet wird, und öffnet einen Auslass 346.
-
Die Kammer 310 wird somit über den Auslass 346 druckentlastet. Der Kolben 328 kann unter Anwendung eines herkömmlichen Mechanismus, beispielsweise einer Druckluftrückführkammer (nicht dargestellt), in seine Ausgangsposition zurückgeführt werden, die wirkt, wenn der Druck in der Rückführkammer den Druck der Kammer 310 übersteigt, um den Kolben in die erste Position zurückzubewegen. Bei dieser herkömmlichen Vorgehensweise wird allerdings eine relativ lange Zeit zwischen den Schüssen benötigt.
-
Eine Eintreibvorrichtung für Befestigungselemente 400 gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung beinhaltet, nun bezugnehmend auf 4a, eine Luftfeder 450, um die Kolbenrückstellung zu beschleunigen. 4a veranschaulicht ein Beispiel der vorliegenden Erfindung für eine brennkraftbetriebene Eintreibvorrichtung für Befestigungselemente. Gemäß einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung kann die Luftfeder 450 jedoch in eine pneumatisch angetriebene Eintreibvorrichtung für Befestigungselemente eingebaut sein. Die Luftfeder 450 beinhaltet eine Hülse 452 und einen zweiten Kolben 454.
-
In diesem Beispiel ist die Luftfeder auf dem Nasenabschnitt 122 der Eintreibvorrichtung für Befestigungselemente 400 angeordnet. Der zweite Kolben 454 ist relativ zum ersten Kolben 128 derart angeordnet, dass sich der zweite Kolben 454 in Richtung des ersten Kolbens 128 erstreckt, wenn sich der erste Kolben 128 in der ersten Position befindet, wie in 4a dargestellt, um innerhalb der zweiten Hülse 452 ein maximales Volumen an Hülsenraum 458 bereitzustellen.
-
4a zeigt die Brennkammer 110 in der geöffneten Position. 4b zeigt das gegen eine Außenfläche 103 gedrückte Arbeitskontaktelement 125. Das in den Nasenabschnitt 122 eingeschobene Arbeitskontaktelement 125 bewegt den Fühler 126, der auch die Brennkammer 110 zurückschiebt. Auf diese Weise kommt das Verbrennungsgehäuse 112 mit einem Dichtring 460 um den Umfang der Hülse 130 in Berührung und bildet eine abgedichtete Brennkammer 110.
-
Die Expansion der Verbrennungsgase treibt den ersten Kolben 128, wie in 4c dargestellt, in die zweite Position. Gase in der Hülse 130 entweichen durch eine Entlüftung 136, sodass Gas innerhalb der Hülse 130 des ersten Kolbens 128 minimal komprimiert wird. Die Bewegung des ersten Kolbens 128 in die zweite Position ermöglicht dem ersten Kolben 128, den zweiten Kolben 454 in Eingriff zu nehmen, um den zweiten Kolben 454 in eine zweite Position zu bewegen. Eine Treibklinge 462 des zweiten Kolbens 454 kann beispielsweise die Platte 132 des ersten Kolbens 128 in Eingriff nehmen. Die Bewegung der Platte 132 drückt gegen die Treibklinge 462 des zweiten Kolbens 454, der dann eine Platte 464 (des zweiten Kolbens 454) bewegt. Die Platte 464 ist an der Treibklinge 462 an einem dem Ende angebracht, das dem Ende der Treibklinge 454 gegenüberliegt, das den ersten Kolben 128 berührt. Die Platte 464 des zweiten Kolbens 454 kann einen Dichtring 466 um den Umfang aufweisen, sodass die Innenwände der Hülse 452 berührt werden. Ferner kann die zweite Hülse 452 in einigen Beispielen einen Puffer (nicht dargestellt) beinhalten, auf den der zweite Kolben in der zweiten Position aufprallt.
-
Wenn sich der zweite Kolben 454 in diesem Beispiel in der zweiten Position befindet, ist das Volumen des Hülsenraums 458 auf ein Minimum reduziert. Auf diese Weise komprimiert die Bewegung des zweiten Kolbens 454 von der ersten Position in die zweite Position das Gas in der zweiten Hülse 452. Diese Kompression von Gasen im Hülsenraum 458 stellt eine Kraft bereit, die den zweiten Kolben 454 (und dadurch den ersten Kolben 128) in Richtung der ersten Position vorspannt.
-
In einigen Beispielen kann das Gas in der zweiten Hülse 452 unter Überdruck gesetzt werden, um eine höhere Vorspannkraft auf den zweiten Kolben 454 zu erzeugen. Beispielsweise kann der Druck in der zweiten Hülse 4 barA betragen. Während des Schießens überwindet der Druck der expandierenden Verbrennungsgase in der Brennkammer 110 diese Vorspannkraft, wodurch das Befestigungselement 102 aus der Eintreibvorrichtung für Befestigungselemente 400 getrieben wird.
-
Sobald die Verbrennung stattgefunden hat und die Gase in der Brennkammer 110 abkühlen, kann der Druck im Hülsenraum 458, der auf den zweiten Kolben 454 wirkt, wie in 4d dargestellt, eine Kraft erzeugen, die die Kraft auf den ersten Kolben 128, die durch den Restdruck in der Brennkammer 110 ausgeübt wird, überschreitet. Der Druck im Hülsenraum 458 wirkt daher so, dass der zweite Kolben 454 in die erste Position verschoben wird. Das Verschieben des zweiten Kolbens 454 in die erste Position bewirkt auch, dass der erste Kolben 128 in die erste Position zurückgeschoben wird.
-
Befindet sich der erste Kolben 128 in der ersten Position und das Arbeitskontaktelement 125 wird nicht mehr gegen die Außenfläche gedrückt, bewirkt die Kammerfeder 144, dass die Brennkammer 110 wieder geöffnet wird, indem sie zum Arbeitskontaktelement 125 hin verschoben wird.
-
In anderen Beispielen kann die Brennkammer 110 durch den Rückschlag der Eintreibvorrichtung für Befestigungselemente 400 geöffnet werden. Das heißt, das Arbeitskontaktelement 125 wird durch die Feder 144 aus dem Nasenabschnitt herausgedrückt, wenn sich die Eintreibvorrichtung für Befestigungselemente 400 von der Außenfläche 103 wegbewegt. Dadurch wird die Brennkammer 110 über den Fühler 126 geöffnet. Der zweite Kolben 454 spannt dann den ersten Kolben 128 zurück in die erste Position.
-
5 zeigt eine Eintreibvorrichtung für Befestigungselemente 500 gemäß einem weiteren Beispiel der vorliegenden Erfindung, wobei die Luftfeder 450 eine zusätzliche Kammer 570 beinhaltet, die so ausgebildet ist, dass sie die zweite Hülse erweitert. Auf diese Weise wird das unter Druck stehende Gas zumindest teilweise von der zusätzlichen Kammer 570 aufgenommen, wenn sich der zweite Kolben 454 in die zweite Position bewegt. In diesem Beispiel bildet die zusätzliche Kammer 470 derart einen Teil des Hülsenraums 458, dass sich dasselbe Volumen des Raums 458 ergibt, wie es unter Bezugnahme auf 4 beschrieben wurde. Die zusätzliche Kammer 570 kann über eine Entlüftung 572 mit der zweiten Hülse 452 verbunden sein, wobei Gas wie durch den Pfeil angedeutet zwischen beiden strömen kann. Die Entlüftung 572 kann hinter der Platte 464 des zweiten Kolbens angeordnet sein. Das Gas in der Hülse 452 und der zusätzlichen Kammer 570 wird durch die Bewegung des zweiten Kolbens 454 in die zweite Position mit Druck beaufschlagt. In einigen Beispielen kann die zusätzliche Kammer 570 (und der Hülsenraum 458) unter Überdruck gesetzt werden. Durch die zusätzliche Kammer 570 kann die Länge der zweiten Hülse im Vergleich zum Beispiel der 4a bis d reduziert werden. Dies ermöglicht dem Benutzer eine bessere Sichtlinie zum Arbeitskontaktelement 125.
-
6 veranschaulicht ein weiteres Beispiel der Eintreibvorrichtung für Befestigungselemente 600, die ferner einen Kanal 674 von der Brennkammer 110 zur zweiten Hülse 452 beinhaltet. Der Kanal 674 kann ein Einwegventil 676, beispielsweise ein Membranventil, beinhalten, um einen Zurückströmen von Gasen von der zusätzlichen Kammer 570 in die Brennkammer 110 zu verhindern.
-
In diesem Beispiel gelangen Verbrennungsgase aus der Brennkammer 110 in die zusätzliche Kammer 570 und beaufschlagen die Hülse 452 weiter mit Druck, während sich die Kolben 128, 454 von der ersten Position in die zweite Position bewegen. Die Kraft, die den zweiten Kolben 454 in Richtung der ersten Position vorspannt, wird daher erhöht (alternativ kann auch das Fassungsvermögen der Hülse 452 verringert werden). Ist die Verbrennung abgeschlossen, wird daher die Rückstellung in die erste Position sowohl des ersten als auch des zweiten Kolbens daher aufgrund der hohen Vorspannkraft der mit Druck beaufschlagten zweiten Hülse 425 beschleunigt.
-
In diesem Beispiel beinhaltet die Luftfeder 450 ferner eine Druckentlastungsöffnung 678 zum Befestigungselementkanal 124. Gleitet der zweite Kolben 454 aus der ersten Position in die zweite Position oder wenn sich die Platte 464 des zweiten Kolbens 454 in der zweiten Position befindet, dichtet diese die Druckentlastungsbohrung 678 gegenüber der zusätzlichen Kammer 570 ab.
-
Die Druckentlastungsöffnung 678 ist derart ausgebildet, dass sie freigelegt wird, wenn sich der zweite Kolben 454 in der ersten Position befindet. Die Druckentlastungsöffnung 678 ermöglicht also, dass die zweite Hülse 452 strömungstechnisch mit dem Befestigungselementkanal 124 und dadurch mit dem Äußeren der Eintreibvorrichtung für Befestigungselemente verbunden ist. Die Druckentlastungsöffnung 678 ermöglicht daher, dass der Druck in der zweiten Hülse 452 und der zusätzlichen Kammer 570 nach dem Abgeben eines Schusses wieder ausgeglichen wird, während der Druck in der zweiten Hülse 452 während des Schusses ansteigen kann.
-
In den vorstehend beschriebenen Beispielen ist die Luftfeder 450 an einer brennkraftbetriebenen Befestigungsvorrichtung dargestellt, die Luftfeder 450 könnte jedoch, wie in 3 gezeigt, ebenso auf die pneumatische Eintreibvorrichtung für Befestigungselemente 300 angewendet werden. Dementsprechend komprimiert der Kolben 328 in der oben beschriebenen Weise einen Sekundärkolben, nachdem die Kammer 310 durch den Druckspeicher mit Druck beaufschlagt wurde. In ähnlicher Weise spannt der Sekundärkolben anschließend den ersten Kolben 328 zurück in die erste Position, sobald der Druck der Kammer 310 abgebaut ist.
-
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele bieten den Vorteil einer optimierten Kolbenrückstellzeit. Dadurch kann der Zeitraum zwischen den Schussabgaben verkürzt werden. Außerdem entfällt die Notwendigkeit einer Kammersperre, sodass zwischen aufeinanderfolgenden Schüssen noch weniger Zeit benötigt wird.
-
Ferner ist eine Luftfeder möglicherweise widerstandsfähiger gegenüber den hohen Geschwindigkeiten und auf sie ausgeübten Drücken als eine mechanische Feder.
-
Verglichen mit einer Druckluftrückführung ist der Energieverlust bei einer Luftfeder wesentlich geringer und der benötigte Hülsenraum ist kleiner als bei einer Rückführkammer von Druckluftrückführungen, was eine bessere Sichtlinie erlaubt.
-
In der gesamten Patentschrift bedeuten die Wörter „aufweisen“ und „enthalten“ sowie deren Variationen „einschließlich, aber nicht beschränkt auf“ und sollen andere Komponenten, Ganzzahlen oder Schritte nicht ausschließen (und schließen diese nicht aus). In der gesamten Patentschrift schließt der Singular den Plural ein, sofern der Kontext nichts anderes erfordert. Insbesondere dann, wenn der unbestimmte Artikel verwendet wird, ist die Patentschrift so zu verstehen, dass sie sowohl die Vielzahl als auch die Einzahl berücksichtigt, sofern der Kontext nichts anderes erfordert. Der Begriff „etwa“ wird in dieser Patentschrift verwendet, um Flexibilität zu einem Bereichsendpunkt bereitzustellen, indem vorgesehen wird, dass ein gegebener Wert „ein wenig über“ oder „ein wenig unter“ dem Endpunkt sein kann. Der Grad der Flexibilität dieses Begriffs kann durch die entsprechende Variable vorgegeben und basierend auf Erfahrungswerten und der hier angegebenen zugehörigen Beschreibung bestimmt werden.
-
Merkmale, Ganzzahlen oder Eigenschaften, die in Verbindung mit einem bestimmten Aspekt oder einem bestimmten Beispiel der Erfindung beschrieben werden, sind so zu verstehen, dass sie auf jeden anderen hier beschriebenen Aspekt oder jedes andere Beispiel anwendbar sind, sofern sie nicht damit unvereinbar sind. Alle in dieser Patentschrift offenbarten Merkmale und/oder alle Schritte eines so offenbarten Verfahrens oder Prozesses können in jeder Kombination kombiniert werden, mit Ausnahme von Kombinationen, bei denen sich zumindest einige dieser Merkmale und/oder Schritte gegenseitig ausschließen. Die Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten der vorgenannten Beispiele beschränkt. Die Erfindung erstreckt sich auf jedes neue Merkmal oder jede neue Kombination von Merkmalen, die in dieser Patentschrift offenbart sind. Es versteht sich außerdem, dass ein Ausdruck der allgemeinen Form „X für Y“ (wobei Y eine Aktion, Aktivität oder Schritt ist, und X eine Einrichtung zur Ausführung dieser Aktion, dieser Aktivität oder dieses Schritts) in dieser Patentschrift durchweg eine Einrichtung X umfasst, die speziell, aber nicht ausschließlich, dafür geeignet oder ausgebildet ist, um Y auszuführen.
-
Jedes in dieser Patentschrift offenbarte Merkmal kann durch alternative Merkmale ersetzt werden, die dem gleichen, einem gleichwertigen oder einem vergleichbaren Zweck dienen, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist. Somit ist jedes offenbarte Merkmal, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben, nur ein Beispiel für eine allgemeine Reihe gleichwertiger oder vergleichbarer Merkmale.
-
Die Aufmerksamkeit des Lesers wird auf alle Unterlagen und Dokumente gelenkt, die gleichzeitig mit oder vor dieser Patentschrift in Verbindung mit dieser Anmeldung eingereicht wurden und die zur öffentlichen Einsichtnahme zusammen mit dieser Patentschrift offen liegen, und der gesamte Inhalt dieser Unterlagen und Dokumente wird hierin durch Bezugnahme aufgenommen.
