EP2465643B1 - Bolzensetzgerät und Verfahren zum Betreiben eines Bolzensetzgeräts - Google Patents

Bolzensetzgerät und Verfahren zum Betreiben eines Bolzensetzgeräts Download PDF

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EP2465643B1
EP2465643B1 EP11189461.4A EP11189461A EP2465643B1 EP 2465643 B1 EP2465643 B1 EP 2465643B1 EP 11189461 A EP11189461 A EP 11189461A EP 2465643 B1 EP2465643 B1 EP 2465643B1
Authority
EP
European Patent Office
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combustion chamber
chamber volume
adjusting
stud
energy
Prior art date
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Active
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EP11189461.4A
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English (en)
French (fr)
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EP2465643A3 (de
EP2465643A2 (de
Inventor
Tilo Dittrich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
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Publication date
Application filed by Hilti AG filed Critical Hilti AG
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Publication of EP2465643A3 publication Critical patent/EP2465643A3/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25C—HAND-HELD NAILING OR STAPLING TOOLS; MANUALLY OPERATED PORTABLE STAPLING TOOLS
    • B25C1/00—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices
    • B25C1/08—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices operated by combustion pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25C—HAND-HELD NAILING OR STAPLING TOOLS; MANUALLY OPERATED PORTABLE STAPLING TOOLS
    • B25C1/00—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25C—HAND-HELD NAILING OR STAPLING TOOLS; MANUALLY OPERATED PORTABLE STAPLING TOOLS
    • B25C1/00—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices
    • B25C1/06—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices operated by electric power

Definitions

  • the invention relates to a bolt setting device for setting fastening elements in a substrate, with a working piston which is abruptly translationally movable by igniting an ignitable mixture in a combustion chamber to set a fastener such as a bolt or a nail, wherein the volume of the combustion chamber is adjustable.
  • the invention further relates to a method for operating such a bolt setting device.
  • a portable combustion-powered bolt gun which has a combustion chamber for receiving an internal combustion mixture, the size of which is variable by an axial displacement of an end combustion chamber wall for adjusting the fuel gas mixture present in her lean or rich.
  • a combustion-powered setting tool with two sub-chambers is known, between which a separating element is arranged, wherein through-openings have an active opening cross-section.
  • the object of the invention is to improve the operation and / or energy efficiency of a bolt gun according to the preamble of claim 1 on.
  • the object is in a bolt setting device for setting fasteners in a substrate, with a working piston which is abruptly translationally movable by igniting an ignitable mixture in a combustion chamber to a fastener, such as a bolt or a nail to set, the volume of the combustion chamber is adjustable, achieved in that the bolt setting device comprises a control device which is connected in terms of control with an adjusting device for adjusting the combustion chamber volume and with a metering valve device for metering fuel gas.
  • the bolt gun according to the invention is preferably a portable combustion-powered bolt gun.
  • gas for example from a gas cartridge, is mixed with oxygen or air in the combustion chamber to form an ignitable mixture.
  • the bolt setting device can cover a large energy range with efficient energy utilization.
  • the load of the bolt gun during operation is significantly reduced, especially in the case of bolting with minimal energy. This prolongs the life of the bolt gun.
  • a preferred embodiment of the bolt setting tool is characterized in that the adjusting device for adjusting the combustion chamber volume comprises a motor, in particular an electric motor.
  • a stepper motor is particularly preferably used. The motor is controlled by the control device.
  • the bolt-firing device is characterized in that the engine is coupled via a transmission with an adjustable combustion chamber wall.
  • the transmission is preferably designed so that it remains in its current position when loaded by the combustion chamber pressure by self-locking.
  • the transmission is preferably designed such that the combustion chamber pressure does not act on the engine.
  • the motor is preferably mounted with the aid of damping elements in the bolt setting device.
  • a further preferred embodiment of the bolt-firing device is characterized in that the control device is connected to an operating device for energy adjustment and / or a display device which displays energy information.
  • the control device is connected to an operating device for energy adjustment and / or a display device which displays energy information.
  • the above object is achieved alternatively or additionally by a method for operating a bolt-firing device described above, wherein both the combustion chamber volume and the metering of the combustion gas supplied to the combustion chamber is adjusted by means of the control device.
  • a preferred embodiment of the method is characterized in that the current actual combustion chamber volume is detected and compared with a desired target combustion chamber volume.
  • the setting of the combustion chamber volume can be stored in the control device.
  • a further preferred exemplary embodiment of the method is characterized in that a manipulated variable for the adjusting device for adjusting the combustion chamber volume is determined from deviations between the current actual combustion chamber volume and the desired setpoint combustion chamber volume.
  • the desired combustion chamber volume is specified by the user or user.
  • the determined manipulated variable is used to control the motor, with the help of which the combustion chamber volume is adjusted.
  • a further preferred embodiment of the method is characterized in that the bolt setting device has a reset function which is triggered by a user interaction and in which the adjustment of the combustion chamber volume and / or the metering of the fuel gas supplied to the combustion chamber is / is calibrated.
  • the reset function is triggered, for example, by inserting a rechargeable battery or a gas cartridge into the bolt setting tool.
  • a further preferred embodiment of the method is characterized in that the adjusting device for adjusting the combustion chamber volume is moved against a stop during a reset. For example, when the motor is reset, the motor is turned on move a stop. Upon reaching the stop, the engine remains in the approached position, for example by blocking further adjustment or by shutting off the engine.
  • a further preferred embodiment of the method is characterized in that the current actual combustion chamber volume is detected by means of a sensor device. By comparison with the desired nominal combustion chamber volume, the necessary adjustment of the engine is determined. A reset function for position determination can be omitted.
  • a further preferred embodiment of the method is characterized in that the metering valve device is normally closed and is opened by the control device for a predetermined time, so that a defined amount of gas flows into the combustion chamber.
  • the gas is taken, for example, a gas cartridge, which is arranged interchangeable in the bolt setting device.
  • a further preferred embodiment of the method is characterized in that a desired amount of set energy, a minimum possible set energy amount and / or a maximum possible set energy amount are displayed on the bolt setting device.
  • the respective amount of set energy is preferably displayed with the aid of the previously described display device.
  • FIG. 1 an inventive bolt setting device 1 with a housing 2 is shown in a simplified longitudinal section.
  • the housing 2 comprises a handle 4, on which the bolt setting device 1 can be tacked for driving in a fastening element, which exits from the bolt setting device 1 at a bolt setting end 5 and can be driven into a ground.
  • the energy required for driving the fastening element into the ground is provided, for example, in a gas cartridge 8 in the interior of the bolt setting device 1.
  • the gas cartridge 8 is connected via an adjustable or controllable metering valve 10 with a combustion chamber or a combustion chamber 12.
  • gas from the gas canister 8 is mixed with air to form a combustible mixture which is ignited to drive a fastener such as a bolt or a nail into the ground.
  • the combustion chamber 12 is surrounded by a cylinder 14 inside the housing 2. On one side, in particular an end face of the cylinder 14, the combustion chamber 12 is closed by an adjustable combustion chamber wall or combustion chamber wall 15.
  • the combustion chamber wall 15 can be adjusted by means of an electric motor 16 via a control gear 17, as indicated by a double arrow 18. By adjusting the combustion chamber wall 15 in the direction of the double arrow 18, the size of the combustion chamber 12 can be varied in a simple manner.
  • State variables in the combustion chamber 12 and / or the position of the adjustable combustion chamber wall 15 can be detected with the aid of a sensor device 20.
  • the sensor device 20 is connected via a sensor line 21 to an electrical or electronic control device 25.
  • the control device 25 is connected via a control line 26 in terms of control with the electric motor 16. From an accumulator 28, for example a battery, the control device 25 is supplied with electrical energy. Via a further control line 29, the control device 25 is connected in terms of control with the metering valve 10.
  • the combustion chamber 12 is closed at its side facing away from the adjustable combustion chamber wall 15, in particular end face by a piston head 32 of a working piston 34.
  • the working piston 34 is guided on the one hand with the piston head 32 in a cylinder and on the other hand at its end remote from the piston head 32 in a guide sleeve.
  • the working piston 34 extends through a buffer device 38 therethrough. The movement of the working piston 34 when driving a fastener is braked by the fastener and in case of excess kinetic energy by the buffer means 38.
  • the driving of a fastener is triggered by a trigger 42 which is on the handle 4, for example, with the index finger operable.
  • the bolt setting device 1 according to the invention comprises, in addition to the trigger 42, an operating device 44 with a control element 45.
  • the bolt setting device 1 comprises, in addition to the trigger 42 and the operating device 44, a display device 55 for displaying energy information during operation of the bolt setting device 1.
  • the display device 55 is connected to the electrical or electronic control device 25 and comprises, for example, a display with which the energy information alphanumerically and / or graphically, for example, with icons, can be displayed. Alternatively or additionally, the display device 55 may have a color display.
  • the user or user of the bolt setting device 1 can specify a desired value for the driving energy.
  • the predetermined target value and / or the desired field of application for example "wood” for low energy amounts, “concrete” for medium energy amounts and “steel” for high energy amounts, is displayed by the display device 55.
  • the display device 55 displays the maximum and minimum possible driving energy that can currently be output by the bolt setting device 1. Upon reaching over or underload limits, the user is warned by a display element of the display device 55 or by a signal tone.
  • the associated combustion chamber volume and the necessary gas quantity are determined with the aid of the control device 25, preferably taking into account ambient parameters such as the ambient temperature and the ambient pressure, for a desired setpoint driving energy quantity.
  • the control device 25 outputs signals to the electric motor 16.
  • the electric motor 16 is preferably designed as a servo motor and adjusted via the adjusting 17, the combustion chamber wall 15.
  • the actuating mechanism 17 is preferably designed so that it acts at a load by the combustion chamber pressure acting on the actuating mechanism 17 via the combustion chamber wall 15, by self-locking in his current position remains.
  • the actuating gear 17 is preferably designed so that the combustion chamber pressure does not act on the electric motor 16.
  • the setting of the desired combustion chamber volume is stored in the electrical control device 25. From a deviation between a setpoint input by the user and a stored or determined position value of the combustion chamber wall 15, a manipulated variable for the electric motor 16 is determined, with which the combustion chamber volume is adapted via the setting mechanism 17.
  • the bolt gun according to the invention has a reset function in which the combustion chamber volume setting is recalibrated.
  • the reset function is started, for example, by a user interaction. For example, the insertion of the battery 28 or the gas cartridge 8 lead to a reset.
  • the combustion chamber volume adjustment for example the adjusting gear 17 or the combustion chamber wall 15, is moved against a stop.
  • the electric motor 16 can be safely driven against a stop with a sufficiently large number of steps. Upon reaching the stop of the electric motor 16 is further charged, but blocked the adjustment. As a result, the electric motor 16 remains in its stop position. Alternatively, a current-voltage characteristic of the electric motor 16 can be detected. As a result of the change in the current-voltage characteristic when reaching the stop of the electric motor 16 is turned off.
  • the current actual combustion chamber volume is detected with the aid of the sensor 20.
  • a necessary adjustment of the combustion chamber wall 15 can be determined by means of the electric motor 16 via the control gear 17.
  • the previously described reset function can be omitted.
  • the metering valve 10 is preferably electrically operated and is biased in its closed position. During operation of the bolt setting device 1, the metering valve 10 is actuated by the control device 25 and opened for a predetermined time. With the metering valve 10 open, gas can flow from the gas cartridge 8 into the combustion chamber 12. By varying the opening time, the amount of gas can be adjusted.

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Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein Bolzensetzgerät zum Setzen von Befestigungselementen in einen Untergrund, mit einem Arbeitskolben, der durch Zünden eines zündfähigen Gemischs in einer Brennkammer schlagartig translatorisch bewegbar ist, um ein Befestigungselement, wie einen Bolzen oder einen Nagel, zu setzen, wobei das Volumen der Brennkammer verstellbar ist. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Bolzensetzgeräts.
    • Stand der Technik
  • Aus der deutschen Patentschrift DE 199 62 695 B4 ist ein tragbares brennkraftbetriebenes Bolzensetzgerät bekannt, das eine Brennkammer zur Aufnahme eines Brennkraftgemischs aufweist, deren Größe durch eine axiale Verschiebung einer stirnseitigen Brennkammerwand zur Verstellung des in ihr vorhandenen Brenngasgemischs in Richtung mager oder fett veränderbar ist. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2005 000 032 A1 ist ein brennkraftbetriebenes Setzgerät mit zwei Teilkammern bekannt, zwischen denen ein Trennelement angeordnet ist, wobei Durchführöffnungen einen aktiven Öffnungsquerschnitt aufweisen.
    • Darstellung der Erfindung
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die Bedienung und/oder Energieeffizienz eines Bolzensetzgeräts gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 weiter zu verbessern.
  • Die Aufgabe ist bei einem Bolzensetzgerät zum Setzen von Befestigungselementen in einen Untergrund, mit einem Arbeitskolben, der durch Zünden eines zündfähigen Gemischs in einer Brennkammer schlagartig translatorisch bewegbar ist, um ein Befestigungselement, wie einen Bolzen oder einen Nagel, zu setzen, wobei das Volumen der Brennkammer verstellbar ist, dadurch gelöst, dass das Bolzensetzgerät eine Steuerungseinrichtung umfasst, die steuerungsmäßig mit einer Verstelleinrichtung zum Verstellen des Brennkammervolumens und mit einer Dosierventileinrichtung zum Dosieren von Brenngas verbunden ist. Bei dem erfindungsgemäßen Bolzensetzgerät handelt es sich vorzugsweise um ein tragbares brennkraftbetriebenes Bolzensetzgerät. Zum Setzen eines Befestigungselements wird Gas, zum Beispiel aus einer Gaskartusche, in dem Brennraum mit Sauerstoff beziehungsweise Luft zu einem zündfähigen Gemisch vermischt. Wenn das zündfähige Gemisch gezündet wird, dann expandiert es schlagartig, um den Arbeitskolben anzutreiben. Durch die erfindungsgemäße Kombination der Verstelleinrichtung mit der Dosierventileinrichtung kann das Bolzensetzgerät einen großen Energiebereich bei effizienter Energieausnutzung abdecken. Die Belastung des Bolzensetzgeräts im Betrieb wird insbesondere bei Bolzensetzungen mit minimaler Energie deutlich reduziert. Dadurch wird die Lebensdauer des Bolzensetzgeräts verlängert.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Bolzensetzgeräts ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung zum Verstellen des Brennkammervolumens einen Motor, insbesondere einen Elektromotor, umfasst. Zum Verstellen des Brennkammervolumens wird besonders bevorzugt ein Schrittmotor verwendet. Der Motor wird durch die Steuerungseinrichtung angesteuert.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Bolzensetzgeräts ist dadurch gekennzeichnet, dass der Motor über ein Getriebe mit einer verstellbaren Brennkammerwand gekoppelt ist. Das Getriebe ist vorzugsweise so ausgeführt, dass es bei einer Belastung durch den Brennraumdruck durch Selbsthemmung in seiner aktuellen Stellung verbleibt. Darüber hinaus ist das Getriebe vorzugsweise so ausgestaltet, dass der Brennraumdruck nicht auf den Motor wirkt. Der Motor ist vorzugsweise mit Hilfe von Dämpfungselementen in dem Bolzensetzgerät gelagert.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Bolzensetzgeräts ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung mit einer Bedieneinrichtung zur Energieeinstellung und/oder einer Anzeigeeinrichtung verbunden ist, die Energieinformationen anzeigt. Mit Hilfe der Bedieneinrichtung kann durch einen Benutzer oder Anwender auf einfache Art und Weise eine gewünschte Setzenergiemenge eingestellt werden. Mit Hilfe der Anzeigeeinrichtung kann auf einfache Art und Weise die gewünschte Setzenergiemenge angezeigt werden. Darüber hinaus kann mit Hilfe der Anzeigeeinrichtung eine minimal und maximal mögliche Setzenergiemenge angezeigt werden. Dadurch wird der Bedienungskomfort des Bolzensetzgeräts deutlich erhöht.
  • Die oben angegebene Aufgabe ist alternativ oder zusätzlich durch ein Verfahren zum Betreiben eines vorab beschriebenen Bolzensetzgeräts gelöst, wobei mit Hilfe der Steuerungseinrichtung sowohl das Brennkammervolumen als auch die Dosierung des der Brennkammer zugeführten Brenngases eingestellt wird. Dadurch kann die in dem Bolzensetzgerät zum Eintreiben von Befestigungselementen bereitgestellte Energiemenge sehr schnell und effizient eingestellt werden. Dadurch wird insbesondere ermöglicht, verschiedene Befestigungselemente in unterschiedliche Untergründe einzutreiben, ohne dass Energie verschwendet wird. Durch die Einstellung sowohl des Brennkammervolumens als auch der zugeführten Brenngasmenge kann das Mischungsverhältnis in dem Brennraum optimal eingestellt werden.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das aktuelle Ist-Brennkammervolumen erfasst und mit einem gewünschten Soll-Brennkammervolumen verglichen wird. Die Einstellung des Brennkammervolumens kann in der Steuerungseinrichtung gespeichert werden.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass aus Abweichungen zwischen dem aktuellen Ist-Brennkammervolumen und dem gewünschten Soll-Brennkammervolumen eine Stellgröße für die Verstelleinrichtung zum Verstellen des Brennkammervolumens ermittelt wird. Das Soll-Brennkammervolumen wird von dem Anwender oder Benutzer vorgegeben. Die ermittelte Stellgröße wird zur Ansteuerung des Motors verwendet, mit Hilfe dessen das Brennkammervolumen verstellt wird.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Bolzensetzgerät eine Resetfunktion aufweist, die durch eine Benutzerinteraktion ausgelöst wird und bei der die Einstellung des Brennkammervolumens und/oder die Dosierung des der Brennkammer zugeführten Brenngases kalibriert werden /wird. Die Resetfunktion wird zum Beispiel durch das Einsetzen eines Akkus oder einer Gaskartusche in das Bolzensetzgerät ausgelöst.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung zum Verstellen des Brennkammervolumens bei einem Reset gegen einen Anschlag bewegt wird. Bei einem Reset wird der Motor zum Beispiel gegen einen Anschlag verfahren. Bei Erreichen des Anschlags verbleibt der Motor in der angefahrenen Stellung, indem zum Beispiel eine weitere Verstellung blockiert oder indem der Motor abgeschaltet wird.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das aktuelle Ist-Brennkammervolumen mit Hilfe einer Sensoreinrichtung erfasst wird. Durch Vergleich mit dem gewünschten Soll-Brennkammervolumen wird die notwendige Verstellung des Motors bestimmt. Eine Resetfunktion zur Positionsbestimmung kann dabei entfallen.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierventileinrichtung normaleniveise geschlossen ist und durch die Steuerungseinrichtung für eine vorbestimmte Zeit geöffnet wird, so dass eine definierte Menge Gas in die Brennkammer strömt. Das Gas wird zum Beispiel einer Gaskartusche entnommen, die auswechselbar in dem Bolzensetzgerät angeordnet ist. Durch Variation der Öffnungszeit der Dosierventileinrichtung kann die Gasmenge angepasst werden.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass an dem Bolzensetzgerät eine gewünschte Setzenergiemenge, eine minimal mögliche Setzenergiemenge und/oder eine maximal mögliche Setzenergiemenge angezeigt werden. Die jeweilige Setzenergiemenge wird vorzugsweise mit Hilfe der vorab beschriebenen Anzeigeeinrichtung angezeigt.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.
    • Figur 1
    zeigt eine vereinfachte Darstellung eines erfindungsgemäßen Bolzensetzgeräts im Schnitt mit einer Bedieneinrichtung.
    Ausführungsbeispiele
  • In Figur 1 ist ein erfindungsgemäßes Bolzensetzgerät 1 mit einem Gehäuse 2 stark vereinfacht im Längsschnitt dargestellt. Das Gehäuse 2 umfasst einen Handgriff 4, an dem das Bolzensetzgerät 1 zum Eintreiben eines Befestigungselements anpackbar ist, das an einem Bolzensetzende 5 aus dem Bolzensetzgerät 1 austritt und in einen Untergrund eintreibbar ist.
  • Die zum Eintreiben des Befestigungselements in den Untergrund benötigte Energie wird zum Beispiel in einer Gaskartusche 8 im Inneren des Bolzensetzgeräts 1 bereitgestellt. Die Gaskartusche 8 ist über ein verstellbares beziehungsweise regelbares Dosierventil 10 mit einer Brennkammer oder einem Brennraum 12 verbindbar. In den Brennraum 12 wird Gas aus der Gaskartusche 8 mit Luft zu einem brennfähigen Gemisch vermischt, das gezündet wird, um ein Befestigungselement, wie einen Bolzen oder einen Nagel, in den Untergrund einzutreiben.
  • Der Brennraum 12 ist im Inneren des Gehäuses 2 von einem Zylinder 14 umgeben. An einer Seite, insbesondere einer Stirnseite des Zylinders 14 ist der Brennraum 12 durch eine verstellbare Brennkammerwand oder Brennraumwand 15 verschlossen. Die Brennkammerwand 15 kann mit Hilfe eines Elektromotors 16 über ein Stellgetriebe 17 verstellt werden, wie durch einen Doppelpfeil 18 angedeutet ist. Durch Verstellen der Brennkammerwand 15 in Richtung des Doppelpfeils 18 kann die Größe des Brennraums 12 auf einfache Art und Weise variiert werden.
  • Zustandsgrößen in dem Brennraum 12 und/oder die Position der verstellbaren Brennkammerwand 15 können mit Hilfe einer Sensoreinrichtung 20 erfasst werden. Die Sensoreinrichtung 20 ist über eine Sensorleitung 21 mit einer elektrischen beziehungsweise elektronischen Steuerungseinrichtung 25 verbunden. Die Steuerungseinrichtung 25 ist über eine Steuerleitung 26 steuerungsmäßig mit dem Elektromotor 16 verbunden. Aus einem Akkumulator 28, zum Beispiel einer Batterie, wird die Steuerungseinrichtung 25 mit elektrischer Energie versorgt. Über eine weitere Steuerleitung 29 ist die Steuerungseinrichtung 25 steuerungsmäßig mit dem Dosierventil 10 verbunden.
  • Der Brennraum 12 ist an seiner der verstellbaren Brennkammerwand 15 abgewandten Seite, insbesondere Stirnseite durch einen Kolbenboden 32 eines Arbeitskolbens 34 verschlossen. Der Arbeitskolben 34 ist einerseits mit dem Kolbenboden 32 in einem Zylinder und andererseits an seinem dem Kolbenboden 32 abgewandten Ende in einer Führungshülse geführt. Dabei erstreckt sich der Arbeitskolben 34 durch eine Puffereinrichtung 38 hindurch. Die Bewegung des Arbeitskolbens 34 beim Eintreiben eines Befestigungselements wird durch das Befestigungselement und im Falle überschüssiger Bewegungsenergie durch die Puffereinrichtung 38 abgebremst.
  • Das Eintreiben eines Befestigungselements wird durch einen Trigger 42 ausgelöst, der an dem Handgriff 4, zum Beispiel mit dem Zeigefinger, betätigbar ist. Das erfindungsgemäße Bolzensetzgerät 1 umfasst zusätzlich zu dem Trigger 42 eine Bedieneinrichtung 44 mit einem Bedienelement 45.
  • Das erfindungsgemäße Bolzensetzgerät 1 umfasst zusätzlich zu dem Trigger 42 und der Bedieneinrichtung 44 eine Anzeigeeinrichtung 55 zum Anzeigen von Energieinformationen im Betrieb des Bolzensetzgeräts 1. Die Anzeigeeinrichtung 55 ist an die elektrische oder elektronische Steuerungseinrichtung 25 angeschlossen und umfasst zum Beispiel ein Display, mit welchem die Energieinformationen alphanumerisch und/oder graphisch, beispielsweise mit Symbolen, angezeigt werden können. Alternativ oder zusätzlich kann die Anzeigeeinrichtung 55 ein Farbdisplay aufweisen.
  • Mit dem Bedienelement 45 kann der Anwender oder Benutzer des Bolzensetzgeräts 1 einen Sollwert für die Eintreibenergie vorgeben. Der vorgegebene Sollwert und/oder das gewünschte Anwendungsgebiet, beispielsweise "Holz" für niedrige Energiebeträge, "Beton" für mittlere Energiebeträge und "Stahl" für hohe Energiebeträge, wird durch die Anzeigeeinrichtung 55 angezeigt. Darüber hinaus wird durch die Anzeigeeinrichtung 55 die maximal und die minimal mögliche Eintreibenergie angezeigt, die aktuell von dem Bolzensetzgerät 1 abgegeben werden kann. Bei Erreichen von Über- oder Unterlastgrenzen wird der Anwender durch ein Anzeigeelement der Anzeigeeinrichtung 55 oder durch einen Signalton gewarnt.
  • Im Betrieb des Bolzensetzgeräts 1 wird mit Hilfe der Steuerungseinrichtung 25 vorzugsweise unter Berücksichtigung von Umgebungsparametern, wie der Umgebungstemperatur und dem Umgebungsdruck, für eine gewünschte Soll-Eintreibenergiemenge das zugehörige Brennraumvolumen und die notwendige Gasmenge ermittelt. Zur Einstellung des gewünschten Brennkammervolumens gibt die Steuerungseinrichtung 25 Signale an den Elektromotor 16 ab.
  • Der Elektromotor 16 ist vorzugsweise als Stellmotor ausgeführt und verstellt über das Verstellgetriebe 17 die Brennkammerwand 15. Das Stellgetriebe 17 ist vorzugsweise so ausgeführt, dass es bei einer Belastung durch den Brennraumdruck, der über die Brennkammerwand 15 auf das Stellgetriebe 17 wirkt, durch Selbsthemmung in seiner aktuellen Stellung verbleibt. Darüber hinaus ist das Stellgetriebe 17 vorzugsweise so gestaltet, dass der Brennraumdruck nicht auf den Elektromotor 16 wirkt.
  • Die Einstellung des gewünschten Brennkammervolumens wird in der elektrischen Steuerungseinrichtung 25 gespeichert. Aus einer Abweichung zwischen einem vom Benutzer eingegebenen Sollwert und einem gespeicherten oder ermittelten Positionswert der Brennkammerwand 15 wird eine Stellgröße für den Elektromotor 16 ermittelt, mit dem das Brennraumvolumen über das Stellgetriebe 17 angepasst wird.
  • Das erfindungsgemäße Bolzensetzgerät verfügt über eine Resetfunktion, bei der die Brennraumvolumeneinstellung neu kalibriert wird. Die Resetfunktion wird zum Beispiel durch eine Benutzerinteraktion gestartet. So kann beispielsweise das Einsetzen des Akkus 28 oder der Gaskartusche 8 zu einem Reset führen. Beim Reset wird die Brennraumvolumenverstellung, zum Beispiel das Stellgetriebe 17 oder die Brennkammerwand 15, gegen einen Anschlag verfahren.
  • Dabei können zur Kalibrierung zwei verschiedene Methoden eingesetzt werden. Zum einen kann der Elektromotor 16 mit einer hinreichend großen Anzahl Schritte sicher gegen einen Anschlag gefahren werden. Bei Erreichen des Anschlags wird der Elektromotor 16 weiter belastet, aber die Verstellung blockiert. Dadurch verbleibt der Elektromotor 16 in seiner Anschlagstellung. Alternativ kann eine Strom-Spannungskennlinie des Elektromotors 16 erfasst werden. In Folge der Änderung der Strom-Spannungskennlinie beim Erreichen des Anschlags wird der Elektromotor 16 abgeschaltet.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird das aktuelle Ist-Brennraumvolumen mit Hilfe des Sensors 20 erfasst. Durch Vergleich mit dem gewünschten Soll-Brennraumvolumen kann eine notwendige Verstellung der Brennkammerwand 15 mit Hilfe des Elektromotors 16 über das Stellgetriebe 17 bestimmt werden. Bei Verwendung des Sensors 20 kann die vorab beschriebene Resetfunktion entfallen.
  • Das Dosierventil 10 wird vorzugsweise elektrisch betätigt und ist in seiner geschlossenen Stellung vorgespannt. Im Betrieb des Bolzensetzgeräts 1 wird das Dosierventil 10 durch die Steuerungseinrichtung 25 angesteuert und für eine vorbestimmte Zeit geöffnet. Bei geöffnetem Dosierventil 10 kann Gas aus der Gaskartusche 8 in den Brennraum 12 strömen. Durch Variation der Öffnungszeit kann die Gasmenge angepasst werden.

Claims (12)

  1. Bolzensetzgerät zum Setzen von Befestigungselementen in einen Untergrund, mit einem Arbeitskolben (34), der durch Zünden eines zündfähigen Gemischs in einer Brennkammer (12) schlagartig translatorisch bewegbar ist, um ein Befestigungselement, wie einen Bolzen oder einen Nagel, zu setzen, wobei das Volumen der Brennkammer (12) verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bolzensetzgerät (1) eine Steuerungseinrichtung (25) umfasst, die steuerungsmäßig mit einer Verstelleinrichtung zum Verstellen des Brennkammervolumens und mit einer Dosierventileinrichtung (10) zum Dosieren von Brenngas verbunden ist.
  2. Bolzensetzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung zum Verstellen des Brennkammervolumens einen Motor (16), insbesondere einen Elektromotor, umfasst.
  3. Bolzensetzgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (16) über ein Getriebe (17) mit einer verstellbaren Brennkammerwand (15) gekoppelt ist.
  4. Bolzensetzgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (25) mit einer Bedieneinrichtung (44) zur Energieeinstellung und/oder einer Anzeigeeinrichtung (55) verbunden ist, die Energieinformationen anzeigt.
  5. Verfahren zum Betreiben eines Bolzensetzgeräts nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe der Steuerungseinrichtung (25) sowohl das Brennkammervolumen als auch die Dosierung des der Brennkammer (12) zugeführten Brenngases eingestellt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das aktuelle Ist-Brennkammervolumen erfasst und mit einem gewünschten Soll-Brennkammervolumen verglichen wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass aus Abweichungen zwischen dem aktuellen Ist-Brennkammervolumen und dem gewünschten Soll-Brennkammervolumen eine Stellgröße für die Verstelleinrichtung zum Verstellen des Brennkammervolumens ermittelt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Bolzensetzgerät (1) eine Resetfunktion aufweist, die durch eine Benutzerinteraktion ausgelöst wird und bei der die Einstellung des Brennkammervolumens und/oder die Dosierung des der Brennkammer (12) zugeführten Brenngases kalibriert werden/wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung zum Verstellen des Brennkammervolumens bei einem Reset gegen einen Anschlag bewegt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das aktuelle Ist-Brennkammervolumen mit Hilfe einer Sensoreinrichtung (20) erfasst wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierventileinrichtung (10) normalerweise geschlossen ist und durch die Steuerungseinrichtung (25) für eine vorbestimmte Zeit geöffnet wird, so dass eine definierte Menge Gas in die Brennkammer (12) strömt.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Bolzensetzgerät (1) eine gewünschte Setzenergiemenge, eine minimal mögliche Setzenergiemenge und/oder eine maximal mögliche Setzenergiemenge angezeigt wird.
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