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Treibsatz zur Gaserzeugung in einem gasbetriebenen
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Werkzeug mit offenem Laderaum Die Erfindung bezieht sich auf zündbare
gaserzeugende Treibsätze für den Antrieb von Ifeim- und Industriewerkzeugen, insbesondere
auf einen Treibsatz für den Gasantrieb eines Werkzeuges mit offenem Laderaum, beispielsweise
Schlagwerkzeuges zum Eintreiben von Befestigungsmitteln, wie äeln, Bolzen oder dergleichen
in Werkstücke Mit Treibgas betriebene Schlagwerkzeuge zum Eintreiben von Befestigungsmitteln
sind bekannt. Hierbei gibt es eine Gruppe, welche die Befestigungsmittel, beispielsweise
Bolzen, direkt in das Werkstück mit hoher Geschwindigkeit einschießt, und zwar im
wesentlichen in gleicher Weise, wie ein Geschütz ein Geschoß in ein Ziel einschieß
Eine
andere Klasse derartiger Werkzeuge sind sogenannte Percusions-
oder Schlagwerkzeuge. Diese Werkzeuge haben einen Lademechanismus zur Zündung der
gaserzeugenden Treibsätze und einen Druckkolben, der während eines Arbeitshubes
des vom jeweils gezündeten Treibsatzes erzeugten Gases nach vorne getrieben wird.
Der im Werkzeug vorwärtsgetriebene Druckkolben wird seinerseits dazu benutzt, ein
Befestigungsmittel, beispielsweise einen Nagel oder einen Bolzen,in ein Werkstück
einzutreiben. Er kann aber auch dazu benutzt werden, einem Werkstück einen Schlag
zu verabreichen oder andere Arbeitsvorgänge auszuführen.
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Ausführungsbeispiele für gasbetriebene Schlagwerkzeuge sind in den
folgenden Erfindungen des Anmelders beschrieben: US-PSen 3 514 026 und 3 283 657
sowie GB-PSen 1 036 224 und 1 074 195.
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Auch der in der US-PS 3 514 026 beschriebene Waffen- und gasbetriebene
Schlagwerkzeug-Typ mit "offenem Laderaum" ist eine Erfindung des Anmelders dieser
Erfindung. Das beschriebene Werkzeug ist ein 'BRepetier-Werkzeug", I?> in welchem
eine Reihe von Treibsätzen mit offener Treibsatzkammer nacheinander der Zündkammer
zugeführt und dann gezündet werden, um das Werkzeug für die Dauer eines Arbeitszyklus
in Betrieb zu setzen. Dieses Werkzeug hat einen relativ einfachen Aufbau, ist leicht
zu bedienen und kann kostengünstig hergestellt werden, obwohl es einen "Repetier"-Betrieb
ermöglicht. Ein derartiger "Repetier"-Betrieb spart gegenüber den aus dem Stand
der Technik bekannten Ein Schuß"-Werkzeugen nicht nur Arbeitszeit ein, sondern ermöglicht
auch eine außerordentlich hohe Produktionsrate in vielen Arbeitsbereichen, beispielsweise
dann, wenn das Werkzeug für das Eintreiben von Befestigungsmitteln in Gebäudekonstruktionen
verwendet wird.
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Alle zur Zeit erhältlichen gasbetriebenen Werkzeuge, die
für
ihren Betrieb gezündet und zum Eintreiben von Befestigungsmitteln verwendet werden,
haben den Nachteil, daß die Kosten zur Herstellung der gaserzeugenden Treibsätze
relativ hoch sind. Eine übliche gaserzeugende Patronen die zur Zeit in üblichen
Werkzeugtypen mit geschlossenem Laderaum verwendet wird, kostet gewöhnlich zwischen
6 und 8 US-cent pro Patrone, obwohl derartige Patronen in großen Mengen von Baufirmen
gekauft werden. Die Kosten für derartige Patronen sind zum Teil deswegen so hoch,
weil die Herstellung üblicher Metallummantelungen mit geschlossenem Ende relativ
teuer ist. Ein weiterer großer Kostenfaktor ist Herstellung des Schießpulver-Treibsatzes,
der zur Zeit bei etwa 75 US-cent pro Pfund eines etwa 100 Pfund wiegenden, verkauften
Barrels liegt.
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Wegen der hohen Kosten der Treibsatzummantelungen sind zündbare, gasbetriebene
Werkzeuge zur Zeit im wesentlichen auf die Verwendung bei derartigen Gewerbevorhaben
beschränkt, bei denen sich die hohen Kosten für die Treibsatzummantelungen wirtschaftlich
rechtfertigen lassen, beispielsweise auf ein Eintreiben von Bolzen in Beton oder
dergleichen.
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Um den hohen Preis vorbehandelter Treibsätze für Geschütze und Werkzeuge
absenken zu können, wurden in der Vergangenheit verschiedene Arten billigerer Treibsätze
ausprobiert. Beispielsweise wurde in den siebziger Jahren des 18. Jahrhunderts gewöhnliche
Schießwolle in natürlicher Faserform in geschlossenen Patronen für Gewehrkugeln
verwendet. Die Verwendung dieses Materials wurde jedoch bald aufgegeben, wegen dessen
hoher, zu überschießenden Druckspitzen führender Abbrandrate, die dann oft ein Auseinanderbrechen
des Geschützlaufes verursachte. Um die zu hohe Abbrandrate dieses Materials zu verringern,
wurden Schießwolle-Fasern in späterer Zeit zu festen Körpern und Pellets gepreßt.
Dies verringerte die
relativ große Brennfläche und demgemäß die
aufgrund des übermäßigen Abbrandes verursachten Druckspitzen Derartig vorbehandeltes,
zusammengepreßtes Material ist jedoch schwierig zu zünden und macht die Verwendung
eines explosiven Zündmittels, welches das zusammengepreßte Material aufbricht und
das aufgebrochene Material zündet, notwendig.
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In späterer Zeit wurden die Schießwolle-Fasern mit verschiedenen Bindemitteln
versetzt um eine strukturelle Festigkeit zu erzielen und die Abbrandrate sowie die
damit einhergehenden Druckspitzen steuern zu können. Trotz dieser Vorbehandlung
mit Bindemitteln konnten gleichförmige ballistische Eigenschaften nur sehr schwer
erzielt werden. Außerdem stiegen die Herstellungskosten derartiger Treibsätze durch
die Vorbehandlungsstufen erheblich an. Darüberhinaus mußte auch ein explosives Zündmittel
verwendet werden, um den im Bindemittel verfestigten Treibsatz aufzubrechen und
eine Zündung zu ermöglichen.
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Bei späteren Herstellungsverfahren für Treibsätze wurde die Schießwolle
oder von anderen pflanzlichen Fasern erhaltene Nitrocellulose zu Partikeln gleichförmiger
Größe zerrieben und in geeigneten Bindemitteln in kolloidaler Form suspendiert.
Die Bindemittel wurden dann zu vorgeformten Treibsätzen oder kleinen Körnchen gepreßt
oder extrudiert. Mit Hilfe dieses Verfahrens konnten gleichförmige Ladungen bzw.
Treibsätze mit steuerbarem und gleichmäßigem Brennverhalten und Druckverlauf hergestellt
werden.
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Nach diesem Verfahren werden bis heute Treibsätze hergestellt.
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Die Kosten für die Herstellung derartiger gleichförmiger Treibsätze
mit vorgebbaren Brenneigenschaften sind jedoch relativ hoch. Darüberhinaus ist es
notwendig, eine Zündladung in die Patronen oder Treibsätze einzubauen oder mit diesen
zu verbinden, um den Treibsatz auseinanderbrechen und die Partikel zünden zu können.
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Insgesamt kann gesagt werden, daß seit über hundert Jahren Schießwolle
oder ander Nitrocellulose-Produkte in relativ aufgelockerter Form, beispielsweise
relativ lockeren Fasern, wegen ihrer zu hohen Abbrennrate und zu hohem Spitzendruck
nicht mehr als Treibsatz verwendet werden0 Danach wurde Schießwolle nur noch nach
einer entsprechend teueren Vorbehandlung verwendet. Diese Vorbehandlungen umfaßten
die kolloidale Suspension in einem Bindemittel mit anschließender Formgebung, das
Formpressen zu kompakten Partikeln in Kombination mit einer Zündladung, oder anderweitige
Verfahrensschritte um die zu hohe Brenngeschwindig keit und die damit einhergehende
übermäßige Druckspitze steuern zu können.
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Es ist auch bekannt, gaserzeugende Zündtreibsätze für Werkzeuge herzustellen,
die keine Unmantelun aufweisen, sondern in Form von Schießwolle-Pellets (gepreßte
Partikel) vorliegen und mit einem explosiven Zündmittel bestückt sindg um das Pellet
aufzubrechen und die Partikel zu zünden. Derartige Treibsätze sind jedoch aus den
bereits erörterten Gründen relativ teuer. Außerdem hat sich gezeigt, daß sie kein
gleiehv mäßiges Brennverhalten zeigen und nach dem Brennen ein Rückstand verbleibt.
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Man hat auch versucht die Herstellungskosten derartiger Treibsätze
dadurch zu verringern, daß man anstelle der üblichen relativ teueren zylindrischen
Metallummantelungen Plastikummantelungen verwendet hat0 Die Verwendung derartiger
Plastikummantelungen wurde jedoch bald wieder aufgegeben, da sich die Platikummantelungen
nach einer Zündung sehr stark deformierten und daher nur schwer aus dem Laderaum
entfernt werden konnten.
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Man hat auch den Versuch unternommen, flüssige Treibsätze
für
den Antrieb derartiger Werkzeuge zu verwenden. Dabei erhöhten sich jedoch die Herstellungskosten
für die Werkzeuge, da die Werkzeuge mit Einrichtungen zur Speicherung, Abmessung
und Zündung des flüssigen Treibsatzes bestückt werden mußten.
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Die Erfindung schafft nun einen verbesserten gas erzeugenden Treibsatz
für den Antrieb von Industriewerkzeugen, der erheblich wirtschaftlicher herstellbar
als vergleichbar bekannte Treibsätze ist.
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Der Treibsatz besteht im wesentlichen aus einer offenen Treibsatzkammer
aus einer hohlen, beidseitig offenen Kunststoffummantelung. In der Kunststoffummantelung
ist hierbei eine mittig angeordnete, die gesamte Ummantelung von einem Ende zum
anderen Ende durchlaufende Bohrung vorgesehen. Innerhalb dieser Bohrung bzw. Treibsatzkammer
der Kunststoffummantelung befindet sich ein Nitrocellulose-Treibsatz in natürlicher,
d.h. unbearbeiteter Form, also in Form lockerer Fasern. Da dieser Treibsatz nicht
fest zusammengedrückt oder mit einem Bindemittel versetzt ist, wird kein explosiver
Zündsatz zum Aufbrechen und Zünden benötigt. Statt dessen kann der Treibsatz einfach
durch einen Funkengeber oder elektrischen Zünder mit Hilfe eines Heizdrahtes oder
eines Zündfunkens gezündet werden. Diese Zündeinrichtung ist vorzugsweise im Zündraum
des Werkzeuges eingebaut.
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Wegen der beidseitig offenen Bauweise der vorzugsweise dreieckigen
Treibsatzkammer-Ummantelung in Kombination mit der Konstruktion des offenen Laderaums
beim Werkzeug wird die übermäßige Druckspitze, welche bisher bei lockerer Schießwolle
oder lockeren Nitrocellulose-Fasern oder Partikeln in einer Kartusche bzw. Treibsatzkammer
mit geschlossenem Ende entstand, erheblich abgesenkt. Gleichzeitig führt die erfindungsgemäße
Verwendung von im wesentlichen unvorbehandelten
Nitrocellulose-Fasern
anstelle von vorbehandeltem Schießpulver in derartigen Treibsätzen zu einer erheblichen
Absenkung der IIerstellwngskosten. Ein erfindungsgemäß hergestellter Treibsatz kostet
nämlich weniger als zwei, während ein üblicher Treibsatz mit Schießpulver und einem
geschlossenen Metallgehäuse mehr als 6 US-cent kostet.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der beigefügten schematischen
Darstellungen näher erläutert.
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In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines
Ausführungsbeispiels für einen Treibsatz; Fig. 2 einen Längsschnitt durch das Ausführungsbeispiel;
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel für die Verbindung mehrerer Treibsätze mit Hilfe
eines Gurtes oder dergleichen; Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine
Verbindung von Treibsätzen; Fig. 5 ein Magazin zur Aufnahme mehrerer, über einen
Gurt miteinander verbundener Treibsätze; Fig. 6 eine perspektivische Darstellung
eines anderen Ausführungsbeispiels eines Treibsatzes; Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel
für ein gasbetriebenes Werkzeug; Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie 8-8 in Fig.
7; und Fig. 9 eine elektrische Zündeinrichtung für das Werkzeug.
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In den Fig. 1 und 2 ist ein gaserzeugender Treibsatz 10 mit offener
Treibsatzkammer für das gasbetriebene Werkzea unit offenem Laderaum gemäß den Fig.
7 bis 9 dargestellt. Der Treibsatz 10 ist außen mit einer hohlen Ummantelung 14
aus Kunststoff bestückt. Die Ummantelung 14 hat einen einheitlichen, nicht-kreisförmigen
Querschnitt, der einem Lademechanismus mit offenem Laderaum angepaßt ist.
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Zu diesem Zweck ist der Querschnitt der Ummantelung 14 vorzugsweise
als gleichseitiges Dreieck ausgebildet. Eine derartige Ummantelung ist in den eingangs
genannten Patentschriften bereits beschrieben. Sie umfaßt drei Seitenwände 16, die
mit gleichem Krümmungsradius außen zylindrisch gekrümmt sind.
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Der Treibsatz kann auch einen anderen Querschnitt aufweisen, der sich
für einen Lademechanismus mit offenem Laderaum eignet.
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Durch die Ummantelung 14 erstreckt sich in Richtung deren Längsachse
eine Treibsatzkammer 18. Die Treibsatzkammer 18 hat einen kreisförmigen Querschnitt
und ist auch an den Enden der Ummantelung 14 offen. In der Treibsatzkammer 18 befindet
sich die Ladung 20, beispielsweise ungepreßte Nitrocellulose-Fasern.
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Statt eines kreisförmigen Querschnittes kann die Treibsatzkammer auch
einen anderen Querschnitt haben, so hat beispielsweise der in Fig. 6 dargestellte
Treibsatz 92 eine Treibsatzkammer 104 mit dreieckigem Querschnitt. Die Treibsatzkammer
104 erstreckt sich hierbei in Längsrichtung durch die Ummantelung 94 hindurch. Die
Ummantelung 94 selbst hat einen dreieckigen Außenquerschnitt, der durch die Seitenwände
96 festgelegt ist.
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Die offenen Enden der Treibsatzkammern 18 oder 104 können unabgedeckt
bleiben. Sie können aber auch mit brennbaren
Abdichtungen aus Papier
oder einem anderen entflammbaren Material versehen werden. Hierbei werden die Abdichtungen
vorzugsweise angeklebt oder anderweitig mit den Enden der Ummantelung 14 oder 94
verbunden. Hierzu wird im einzelnen auf die US-Anmeldung, Serial No. 570 909 hingewiesen.
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Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen Treibsatz zu entwickeln,
der kostengünstig herstellbar ist.
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Dies wird nun dadurch erreicht, daß der Treibsatz aus Stoffen, die
in großen Mengen vorhanden sind, hergestellt wird.
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Hierzu besteht einerseits die Außenummantelung 14 oder 94 vorzugsweise
aus einem billigen Kunststoff. Die Außenummantelung 14 oder 94 kann dann in großen
Mengen dadurch her gestellt werden, daß der Kunststoff mit dem gewünschten Querschnitt
in großen Abmessungen extrudiert und danach in einzelne Einheiten zerschnitten wird.
Für die Ladung 18 oder 98 wird vorzugsweise ungepreßtes oder nur leicht gepreßtes,
nitriertes Nitrocellulose-Fasermaterial verwendet, das gewöhnliche Schießwolle-Fasern
umfassen kann, deren Verwendung im 19 Jahrhundert aufgegeben wurde. stattdessen
können aber auch andere in großen Mengen vorkommende pflanzliche Fasern verwendet
und mit bekannten chemischen Nitrierprozessen in ähnlicher Weise vorbehandelt werden,
so daß ein Treibsatz mit der hohen Entflammbarkeit von Schießwolle entsteht. Derartiges,
aus Naturfasern bestehendes celluloses Material ist in der gesamten Welt in großen
Mengen und zu einem Preis erhältlich, der einen Bruchteil der Kosten von vorbehandeltem,
bei üblichen Treibsätzen verwendetem Schießpulver entspricht.
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Wenn derartige Fasern trocken und nur wenig zusammengedrückt sind,
haben sie eine äußerst große, der Einwirkung von Luft ausgesetzte Oberfläche. Deswegen
sind derartige Fasern hoch gradig entflammbar. Gerade diese hohe Abbrennrate und
der
damit einhergehende hohe Spitzendruck derartig lockerer Schießwolle
war der wesentliche Grund dafür, daß derartige Schießwolle nicht mehr als Treibsatz
in üblichen Kartuschen oder Treibsatzkammern mit geschlossenem Ende verwendet wurde.
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Denn die hohen Druckspitzen führten seinerzeit zu einem Aufbrechen
bzw. Aufreißen der Geschützläufe. Da jedoch die erfindungsgemäßen Ummantelungen
der Treibsätze an beiden Enden offen sind - also nicht wie die üblichen Ummantelungen
an einem Ende geschlossen - und da außerdem ein derartiger Treibsatz in einem Werkzeug
mit offenem Lade- bzw. Zündraum verwendet wird - also nicht in einem üblichen Werkzeug
mit geschlossenem Zünd- bzw. Laderaum - kann das oben genannte, äußerst billige
und in Mengen vorkommende Material als Ladung für den Treibsatz verwendet werden,
was bei den üblicherweise erhältlichen Geschützen oder Werkzeugen nicht ohne Sicherheitsrisiko
der Fall wäre.
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Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß die im wesentlichen in lockerer
Form vorliegende Ladung 20 oder 98 ohne einen gesonderten Zündsatz gezündet werden
kann. Die Zündung kann hierbei einfach durch einen Funken, einen heißen Draht oder
einen im Zünd- bzw. Laderaum des Werkzeuges erzeugten Lichtbogen unmittelbar eingeleitet
werden. Die Herstellungskoste:l für den Treibsatz und das zugeordnete Werkzeug werden
weiterhin dadurch abgesenkt, daß auf einen explosiven Zündsatz verzichtet und stattdessen
ein einfacher Zündmechanismus verwendet werden kann. Durch diese Kostensenkung läßt
sich das Werkzeug sowohl im Industrie- als auch im privaten häuslichen Bereich gut
einsetzen.
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Es ist bekannt, daß die Masse oder die Gesamtmenge der im Treibsatz
verwendeten Fasern die Gesamtenergie und damit die mittels der Verbrennung erzielbare
Wärme bestimmen.
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Das Ausmaß der Faserpressung innerhalb der Treibsatzkammer
bestimmt
dagegen die brennbare Oberfläche und demgemäß die Verbrennungsrate und die damit
einhergehenden Druckspitzen.
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Demgemäß kann durch Veränderung der Masse und/oder des Ausmaßes der
Pressung oder der Lockerheit der verwendeten Ladung der Treibsatz der Größe des
Werkzeuges, dem vom Werkzeug vorgetriebenen Element sowie dem Aufbau und dem Material
des verwendeten Werkstückes angepaßt werden. Die Ladung 20 oder 98 wird hierbei
jedoch stets in relativ lockerer bzw. nur wenig zusammengepreßter Form in die Treibsatzkammer
eingebracht, so daß sie durch einen Funken oder einen Draht leicht entzündbar ist.
Hierbei werden die Vorteile eines Werkzeugtyps mit offenem Zünd- bzw. Laderaum zusammen
mit den Vorteilen einer billigen, faserförmigen Nitrocellulose-Ladung 20 oder 98
und einer dreieckigen Kunststoffummantelung 14 oder 98 mit einer offenen Treibsatzkammer
18 oder 104 genutzt.
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Der gaserzeugende Treibsatz 10 bzw. 92 ist auf die Verwendung in einem
gasbetriebenen Werkzeug 12 mit offenem Laderaum gemäß den Fig. 7 bis 9 zugeschnitten.
Außer einer im Werkzeug 12 vorgesehenen Zündeinrichtung 61 und einem Magazin 76
für Befestigungsmittel, gleicht das Werkzeug 12 dem in der US-PS 3 514 026 beschriebenen
Werkzeug, das einen in der US-PS 2 865 126 beschriebenen Lademechanismus hat. Wegen
der Vorbeschreibung des Werkzeuges in den genannten US-PSen wird das Werkzeug im
Folgenden nicht in aller Ausführlichkeit beschrieben.
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Gemäß den Fig. 7 bis 9 hat das Werkzeug 12 einen Lademechanismus 24
mit hinten offenem Lade- bzw. Zündraum, in welchem die Treibsätze 10 oder 92 zur
Erzeugung des Druckgases gezündet werden. Außerdem ist das Werkzeug 12 mit einem
vorderen Zylinder oder Lauf 26 bestückt, in dem ein Druckkolben 28 angeordnet ist.
Der Druckkolben 28 führt unter der
Wirkung des Druckgases im Lauf
26 einen Arbeitshub in Vorwärtsrichtung durch. Eine Feder 30 bringt den Druckkolben
28 nach der Zündung wieder an das hintere Ende bzw. zum Ausgangspunkt des Arbeitshubes
zurück.
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Vom Druckkolben 28 steht nach vorne ein Schaft 32 mit geringerem Durchmesser
vor. Der Schaft 32 gleitet in einem Laufbuchsenabschnitt 314 des Laufs 26. Das vordere
Ende des Laufbuchsenabschnittes 34 ist offen.
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Gemäß Fig. 8 ist im Lademechanismus 24 eine Ladetrommel 36 vorgesehen.
Die Ladetrommel 36 ist drehbar in einem Laderaum-GehRuse 38> das einen Handgriff
40 und einen Zündbügel 42 aufweist, angeordnet. In der Ladetrommel 36 sind Kammern
44 ausgeformt, die zu den Seiten hin, d.h. in Richtung bzw.
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im Bereich der Oberfläche der Ladetrommel 36 und an ihren Enden, d.h.
in Richtung der bzw. in den Stirn- und Rückflächen der Ladetrommel 36 offen sind.
Diese Kammern 44 haben einen Querschnitt, der dem der Treibsätze 10 oder 92 angepaßt
ist. Im Handgriff 140 sind Magazine 46 und 48 zur Aufnahme von Treibsätzen vorgesehen.
Die Magazine 46 und 48 öffnen sich an ihren oberen Enden zur Ladetrommel 36. Durch
diese Öffnungen werden dann die Treibsätze 10 oder 92 mit Hilfe von Federn 50, die
in den unteren Enden der Magazine 46 und 48 vorgesehen sind, gegen die Ladetrommel
36 gedrückt. Die Magazine 46 und 48 haben obere Zuführöffnungen, die mittels angelenkter
Deckel 52 und 54 verschlossen sind.
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Durch diese Öffnungen können dann die Treibsätze 10 oder 92 in die
Maganzine 46 und 48 eingeführt werden.
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Jede Kammer 44 ist in Richtung des in Fig. 8 dargestellten Pfeiles
durch eine Zuführ-, Zünd- und Auswurfposition drehbar. In der Zuführposition fluchten
die Kammern 44 mit den Zuführöffnungen in den Magazinen 46 und 48, was gemäß Fig.
8 für die beiden unteren Kammern 44 gilt. In dieser Position können die Treibsätze
10 bzw. 92 aus den Magazinen
46 und 48 in die Kammern 44 gemäß
der Beschreibung in der US-PS 2 865 126 eingeführt werden. Jede Kammer 44 ist in
Zündposition unter dem Zündbügel 42 angeordnet und hat eine offene Seite dicht bei
diesem Zündbügel, was gemäß Fig. 8 für die obere Kammer 44 gilt. In der Zündposition
fluchtet die vorne offene Kammer 1414 in axialer Richtung mit einem Kanal 56, der
zum hinteren Ende des Druckkolbens 28 führt. Außerdem geht hierbei die Kammer 44
in den Kanal 56 über. Bei einer Drehung der Kammer 44 von der Zünd- zur Zuführposition
durchläuft die Kammer die Auswurfposition. Hierbei fluchtet die Kammer 44 mit einer
im Ladera-Gehäuse 38 vorgesehenen Auswurföffnung 58.
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Im Lademechanismus 24 ist eine übliche (nicht dargestellte) Abzugeinrichtung
60 vorgesehen. Diese Abzugeinrichtung umfaßt einen Abzug 60, mit dessen Hilfe die
in der Ladetrommel 36 ausgeformten Kammern 44 schrittweise durch die Zuführ->
Zünd- und Auswurfpositionen gedreht werden können. Jedesmal wenn der Abzug 60 betätigt
wird, dreht sich eine Kammer 44 mit dem darin befindlichen Treibsatz 10 bzw. 92
von der Zuführposition zur Zündposition, in welcher der Treibsatz gezündet wird,
und gleichzeitig eine andere Kammer 44 von von der Zünd- durch die Auswurfposition,
in welcher die Ummantelung 14 bzw. 94 ausgeworfen wird, zurück zur Zuführposition
zur Aufnahme eines neuen Treibsatzes 10 bzw. 92.
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Das Werkzeug 12 kann mit einer elektrischen Zündeinrichtung 61 (Fig.
9) bestückt sein, welche die Treibsätze 10 bzw. 92 in der Zündstellung zündet. Die
Zündeinrichtung 61 umfaßt einen elektrischen Treibsatzzünder 62, der im Laderaumgehäuse
38 am hinteren Ende der Ladetrommel 36 angeordnet ist.
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Außerdem liegt der Zünder 62 auf der Achse des Kanals 56, so daß er
in Zündstellung zu jeweils derjenigen Ladung 20 bzw. 98 des Treibsatzes 10 bzw.
92 steht, die in der in Zündstellung befindlichen Kammer 44 der Ladetrommel 36 enthalten
ist.
Bei Betätigung des Zünder 62 zündet dieser die lockere Ladung 20 bzw. 98 des in
Zündstellung befindlichen Treibsatzes 10 bzw. 92,und zwar durch das hintere offene
Ende der Ummantelung 14 bzw. 94. Der Zünder 62 kann einen Funken abgeben, ein Heizdraht
sein oder eine andere Zündeinrichtung aufweisen, mit deren Hilfe die Ladung 20 bzw.
98 des Treibsatzes 10 bzw. 92 zündbar ist.
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Im Folgenden wird davon ausgegangen, daß der Zünder 62 einen Heizdraht
aufweist. Beispielsweise kann der Zünder auch ein Funkengenerator vom nicht-elektrischen
Typ sein.
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Der Heizdraht des Zünders62 wird gemäß Fig. 9 über eine Zündschaltung
64 mit Energie versorgt. Die Zündschaltung 64 umfaßt einen Abzugschalter 66, einen
Sicherungsschalter 98 und eine Batterie 70, die gemäß Fig. 9 jeweils in Reihe mit
dem Zünder 62 liegen. Der Abzugschalter 66 ist am Laderaumgehäuse 38 befestigt und
in Ruhestellung gewöhnlich offen. Bei Druck auf den Abzug 60 wird zunächst die Ladetrommel
36 bzw. die Kammer 44 in die Zündposition gedreht und dann der Abzugschalter 66
geschlossen, und zwar derart daß der Schalterschluß nach Eintreffen der Kammer 44
in der Zündposition erfolgt. Der Sicherungsschalter 68 ist ebenfalls ein in Ruhestellung
offener Schalter, der am vorderen Ende des Laufs 26 befestigt ist und ein vom vorderen
Ende des Laufes 26 vorstehendes Kontaktstück 72 aufweist, das in Kontakt mit dem
Werkstück gebracht werden kann. Der Sicherungsschalter 68 wird durch Druck des Werkzeuges
12 gegen das Werkstück geschlossen, da durch diesen Druck das Kontaktstück 72 nach
hinten in Richtung des Laufes 26 gedeckt wird. Die Batterie 70 ist im Laderaumgehäuse
38 angeordnet und kann bequem durch Öffnen einer verschraubbaren VerschlußkaPPe
74 ausgetauscht werden.
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Bei jeder Betätigung des Abzuges 60 wird eine Kammer 44 samt dem darin
befindlichen gaserzeugenden Treibsatz 10 bzw. 92 in die Zündstellung gedreht. Unter
der Voraussetzung,
daß der Sicherungsschalter 68 durch Druck des
Werkzeuges 12 gegen ein Werkstück geschlossen ist, führt ein Druck auf den Abzug
60 zu einer Betätigung des Zünders 62 derart, daß der in Zündstellung befindliche
Treibsatz 10 bzw. 92 durch elektrischen Schluß des Abzugschalters 66 gezündet wird.
Das vom gezündeten Treibsatz 10 erzeugte Druckgas strömt durch den Kanal 56 zum
hinteren Ende des Lauf es 26 und treibt den Druckkolben zu einem Vorwärtshub im
Lauf 26 an. Nach der Zündung kehrt der Druckkolben 28 unter der Wirkung der Feder
30 wieder in seine Ausgangsposition zurück. Die Kunststoffummantelung 14 bzw. 94
des Treibsatzes 10 bzw. 92 deckt den Laderaum während der Zündung ab. Nach der Zündung
ist genügend Leckraum vorhanden, um eine Rückkehr des Druckkolbens 28 unter der
Einwirkung der Feder 30 zu ermöglichen.
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Das in den Fig. 7 bis 9 dargestellte Ausführungsbeispiel für ein Werkzeug
ist ein Werkzeug zum Einbringen von Befestigungsmitteln, insbesondere ein Nagelwerkzeug,
an dessen Lauf 26 ein austauschbares Nagelmagazin 76 angeordnet ist. Selbstverständlich
kann das Werkzeug aber auch für andere Zwecke im Rahmen der Erfindung umgerüstet
werden.
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Das Nagelmagazin 76 führt Nägel einem vor dem Druckkolben 28 im Lauf
26 angeordneten, (nicht dargestellten) Nagelausrichter zu, jedesmal dann, wenn der
Druckkolben 28 in seine Ausgangsstellung zurückkehrt, um bei einem nächsten Arbeitshub
wieder einen Nagel in das Werkstück eintreiben zu können. Das Nagelmagazin 76 und
der Nagelausrichter sind an sich bekannt und brauchen daher nicht weiter beschrieben
zu werden.
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In einigen Fällen kann das erfindungsgemäße Werkzeug für die Verwendung
von gaserzeugenden Treibsätzen 10, die auf einem Zufuhrgurt oder sonstigem Gewebe
befestigt sind, umgerüstet werden. In Fig. 3 ist ein derartiger Gurt 78 mit Treibsätzen
10 dargestellt. In diesem Fall werden die
Treibsätze 10 oder 92
auf den aus Papier oder einem anderen geeigneten Stoff bestehenden Zufuhrgurt 78
geklebt. Die Treibsätze 10 haben in Richtung des Zufuhrgurtes 78 einen Abstand voneinander,
der dem in Umfangsrichtung gemessenen Abstand von zwei Kammern auf dem Ladezylinder
36 entspricht.
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Die offenen Enden der Treibsatzkammern 18 der Treibsätze 10 können
auch mit Hilfe von Verschlußklappen abgedichtet werden. In Fig. 4 ist eine abgeänderte
Form von Treibsätzen 10 dargestellt, bei denen am Zufuhrgurt oder -gewebe 80 einstückig
Klappen 82 an den Gurtkanten angeordnet sind, derart, daß sie gegen die Enden der
Treibsätze 10 gefaltet und daran befestigt werden können, um die Ladungen 20 in
den Treibsatzkammern 18 abzudecken.
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Die gemäß den Fig. 3 und 4 auf Gurt aufgezogenen Treibsätze 10 können
in einem Magazin, insbesondere dem in Fig. 5 dargestellten Magazin 86 gelagert werden.
Dabei ist das Magazin so ausgeformt, daß es von einem Werkzeug aufgenommen wird.
Vorzugsweise werden die auf Gurt aufgezogenen Treibsätze 10 so im Magazin 86 gelagert,
daß alle Treibsatzkammeröffnungen - aus Sicherheitsgründen - in gleiche Richtung
weisen. Der Zufuhrgurt 80 kann mit den daran befestigten Treibsätzen 10 durch eine
Ausgabeöffnung 88 aus dem Magazin 86 abgezogen werden. Die Ausgabeöffnung 88 ist
vorzugsweise mit einem druckempfindlichen Band 90 oder dergleichen abgedeckt, wobei
das druckempfindliche Band 90 gleichzeitig das Führungsende des Zufuhrgurtes 80
festhält, um eine bequeme Zufuhr des Zufuhrgurtes 80 in das Werkzeug zu ermöglichen.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung bezieht sich auf die Herstellung
und Verpackung der gaserzeugenden Treibsätze.
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Gegenwärtig werden - aus Sicherheitsgründen - die Treibsätze
vorzugsweise
in feuchtem Zustand hergestellt und in einen Behälter, beispielsweise Gasmagazin
86,eingebracht.
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Die Ladung des Treibsatzes wird dann in seine Ummantelung, gegebenenfalls
auch im Behälter, nachdem dieser dicht abgeschlossen ist, getrocknet. Die Treibsätze
können beispielsweise dadurch hergestellt werden, daß ein langes Rohr aus Kunststoff
mit einem der Ummantelung entsprechenden Querschnitt extrudiert, sodann das Rohr
mit leicht zusammengedrückten oder unzusammengedrückten, feuchten Treibsatzfasern
gefüllt und dann das Rohr in einzelne Treibsätze geschnitten wird. Statt dessen
können die Ummantelungen auch dadurch hergestellt werden, daß zunächst extrudiert
und dann das lange Kunststoffrohr zerschnitten und dann die Ummantelungen mit feuchten
Treibsatzfasern gefüllt werden. Eine andere Herstellungsvariante besteht darin,
daß die Ummantelungen zunächst spritzgegossen und dann mit den feuchten Treibsatzfasern
gefüllt werden.Die Ladung kann auch in anderer gelockerter Form, beispielsweise
in Form einer lockeren porösen Paste oder eines.
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porösen Filzes vorliegen. Vorzugsweise besteht sie jedoch aus praktisch
nicht-zusammengedrückten Fasern, die eine große, der Einwirkung von Luft ausgesetzte
Oberfläche haben, um die Fasermasse leicht mit Hilfe eines Funkens oder einer elektrischen
Zündung zünden zu können.
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Nach einer Verpackung der vollstAndigen, aber immer noch feuchten
Treibsätze in einem Speicherbehälter, wird die Ladung dadurch getrocknet, daß der
Behälter in eine geeignete Trocknungsatmosphäre gebracht wird. Der Behälter weist
hierzu wenigstens eine Entlüftungsöffnung 106 (Fig. 5) auf, damit die Feuchtigkeit
aus dem Treibsatz entweichen kann.
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Nach dem Trocknen wird der Behälter hermetisch versiegelt, beispielsweise
durch Abdichten der Entlüftungsöffnungen 106 mit einem Verschluß, beispielsweise
dem Verschlußband
108. Dieses lIerstellungs- und Verpackungsverfahren
ist sehr sicher und verhindert tatsächlich die Möglichkeit einer Zündung der hochgradig
entflammbaren Ladung. Das Magazin bzw. der Behälter ist vorzugsweise so bemessen,
daß die Treibsatze in ihrer Längsabmessung genau in ihn hineinpassen, beispielsweise
derart, daß sie mit ihren Enden an den Behälterwandungen anliegen. Dadurch wird
erreicht, daß selbst dann, wenn eine Ladung, gleich aus welchem Grunde, im Behälter
gezündet wird, dessen Ummantelung eine Zündung der anderen Treibsätze verhindert.
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Insgesamt wird demnach ein zündbarer Treibsatz zur Erzeugung von Druckgas
in einem Werkzeug, vorzugsweise Industriewerkzeug geschaffen, der vollständig aus
allgemein bekannten Materialien aufgebaut ist, die in Mengen zu niedrigen Preisen
erhältlich sind. Dadurch liegen die Kosten für den erfindungsgemäßen Treibsatz samt
Werkzeug um Größenordnungen unter den üblichen Treibsätzen und Geräten. Der Treibsatz
besteht hierbei aus einer hohlen Kunststoffummantelung mit dreieckigem Querschnitt,
wobei der Hohlraum mittig durch die Ummantelung hindurchführt. In diesem Hohlraum
befindet sich eine Nitrocellulose-Ladung in unzusammengedrückter oder aufgelockerter
Form, derart, daß sie leicht durch das eine Ende der Ummantelung mit Hilfe eines
Funkens, eines Heizdrahtes oder dergleichen gezündet werden kann. Die Zündeinrichtung
befindet sich hierbei in einem Werkzeug mit einem Lade- bzw. Zündmechanismus der
einen offenen Lade-bzw. Zündraum aufweist. Nach Zündung liefert der Treibsatz ein
unter Druck stehendes Gas mit einer vorgegebenen Verbrennungsrate und dementsprechend
vorgegebenen Druckspitzen zum Betrieb des Werkzeuges.
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Alle in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen dargestellten
technischen Merkmale sind - auch einzeln-für sich - für die Erfindung von Bedeutung.
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