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Title:
COMBUSTION-POWERED SETTING TOOL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/120889
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a combustion-powered setting tool for driving in fastening elements, having a pressure chamber for a gas under positive pressure, having a vent opening that connects the pressure chamber to an environment of the setting tool, and having a sound damper that is arranged at the vent opening, wherein a gas flowing out of the pressure chamber into the environment through the vent opening is guided through the sound damper, wherein the sound damper comprises an enclosure, a sound absorber, made of a sound-damping material, arranged in the enclosure, and a flow duct adjoining the sound absorber, the gas flowing into the environment being guided through said flow duct.

Inventors:
DITTRICH, Tilo (Gallmiststrasse 17 a, 6800 Feldkirch, 6800, AT)
JUNG, Daniel (Frankfurter Ring 160, München, 80807, DE)
DEMHARTER, Thomas (Frankfurter Ring 160, München, 80807, DE)
ZINNER, Maximilian (Frankfurter Ring 160, München, 80807, DE)
SCHMAUS, Stefan (Frankfurter Ring 160, München, 80807, DE)
Application Number:
EP2018/082487
Publication Date:
June 27, 2019
Filing Date:
November 26, 2018
Export Citation:
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Assignee:
HILTI AKTIENGESELLSCHAFT (Feldkircherstr. 100, 9494 Schaan, 9494, LI)
International Classes:
B25C1/04; B25B21/00; B25C1/08
Foreign References:
US9381637B12016-07-05
US5927584A1999-07-27
US5909016A1999-06-01
EP0808694A11997-11-26
DE19918560A11999-10-28
GB2147358A1985-05-09
US4320864A1982-03-23
US2950775A1960-08-30
US20090100836A12009-04-23
DE102005007290B32006-07-27
US4117767A1978-10-03
DE2752261A11979-06-07
Other References:
None
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Claims:
PATENTANSPRUECHE

1. Setzgerät zum Eintreiben von Befestigungselementen, mit einer Druckkammer für ein unter einem Überdruck stehendes Gas, mit einer Abblasöffnung, welche die Druckkammer mit einer Umgebung des Setzgeräts verbindet, und mit einem Schalldämpfer, welcher an der Abblasöffnung angeordnet ist, wobei ein aus der Druckkammer durch die Abblasöffnung in die Umgebung strömendes Gas durch den Schalldämpfer geleitet wird, wobei der Schalldämpfer eine Einhausung, einen in der Einhausung angeordneten Schallabsorbierer aus einem schalldämpfenden Material und einen an den Schallabsorbierer angrenzenden Strömungskanal umfasst, durch welchen das in die Umgebung strömende Gas geleitet wird.

2. Setzgerät nach Anspruch 1 , wobei sich der Strömungskanal durch den Schallabsorbierer hindurch erstreckt.

3. Setzgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Strömungskanal eine Wand aufweist, welche einen lichten Querschnitt des Strömungskanals von dem Schallabsorbierer trennt.

4. Setzgerät nach Anspruch 3, wobei die Wand eine Perforation aufweist.

5. Setzgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Strömungskanal mehrfach umgelenkt ist.

6. Setzgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Strömungskanal ein Trennelement aufweist, welches den Strömungskanal in zwei Teilabschnitte unterteilt, durch die das strömende Gas nacheinander geleitet wird.

7. Setzgerät nach Anspruch 6, wobei das Trennelement mindestens einen Durchlass aufweist.

8. Setzgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Druckkammer eine Brennkammer für einen Brennstoff ist.

9. Setzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Druckkammer eine Druckluftkammer ist.

10. Setzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Druckkammer eine Vorkolbenkammer ist.

Description:
Brennkraftbetriebenes Setzgerät

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Setzgerät zum Eintreiben von Befestigungselementen.

Derartige Setzgeräte weisen eine Druckkammer für ein unter einem Überdruck stehendes Gas auf, beispielsweise eine Brennkammer für einen festen oder fluiden Brennstoff, eine Druckkammer für Druckluft oder eine Vorkolbenkammer. Mittels eines Kolbenantriebs wird ein in einer Kolbenführung versetzbar geführter Setzkolben angetrieben, um ein Befestigungselement in einen Gegenstand einzutreiben.

Es ist bekannt, die Druckkammer mittels einer Abblasöffnung mit einer Umgebung des Setzgeräts zu verbinden und die Abblasöffnung mit einem Schalldämpfer zu versehen. Der Schalldämpfer leitet das Gas durch Kanäle oder Kammern, so dass der Überdruck des Gases allmählich abgebaut wird, um die Geräuschentwicklung zu reduzieren. Der damit verbundene Staudruck des Gases ist jedoch nachteilig.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein brennkraftbetriebenes Setzgerät der vorgenannten Art bereitzustellen, welches über eine verbesserte Schalldämpfung verfügt.

Diese Aufgabe ist gelöst bei einem Setzgerät zum Eintreiben von Befestigungselementen, mit einer Druckkammer für ein unter einem Überdruck stehendes Gas, mit einer Abblasöffnung, welche die Druckkammer mit einer Umgebung des Setzgeräts verbindet, und mit einem Schalldämpfer, welcher an der Abblasöffnung angeordnet ist, wobei ein aus der Druckkammer durch die Abblasöffnung in die Umgebung strömendes Gas durch den Schalldämpfer geleitet wird, wobei der Schalldämpfer eine Einhausung, einen in der Einhausung angeordneten Schallabsorbierer aus einem schalldämpfenden Material und einen an den Schallabsorbierer angrenzenden Strömungskanal umfasst, durch welchen das in die Umgebung strömende Gas geleitet wird. Bevorzugt erstreckt sich der Strömungskanal durch den Schallabsorbierer hindurch. Durch den vorgesehenen Strömungskanal ist sichergestellt, dass sich ein Staudruck des durch den Schalldämpfer strömenden Gases nicht übermässig erhöht. Der an den Strömungskanal angrenzende Schallabsorbierer sorgt dennoch für eine Dämpfung von Geräuschen.

Eine vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal eine Wand aufweist, welche einen lichten Querschnitt des Strömungskanals von dem Schallabsorbierer trennt. Bevorzugt weist die Wand eine Perforation auf.

Eine vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal mehrfach umgelenkt ist.

Eine vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal ein Trennelement aufweist, welches den Strömungskanal in zwei Teilabschnitte unterteilt, durch die das strömende Gas nacheinander geleitet wird. Bevorzugt weist das Trennelement mindestens einen Durchlass auf.

Eine vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammer eine Brennkammer für einen Brennstoff, eine Druckluftkammer oder eine Vorkolbenkammer ist.

In den Zeichnungen ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Setzgerät in einem teilweisen Längsschnitt,

Fig. 2 ein Setzgerät in einem teilweisen Längsschnitt,

Fig. 3 einen Schalldämpfer in einem Längsschnitt,

Fig. 4 einen Schalldämpfer in einem Längsschnitt,

Fig. 5 einen Schalldämpfer in einem Längsschnitt und

Fig. 6 einen Schalldämpfer in einem Längsschnitt.

Das handgeführte, brennkraftbetriebene Setzgerät 10 gemäss Fig. 1 verfügt über ein allgemein mit 1 1 bezeichnetes ein- oder mehrteiliges Gehäuse, in dem ein mittels eines Luft- Brennstoffgemischs betreibbarer Antrieb 12 angeordnet ist. Über den Antrieb 12 kann ein Befestigungselement, wie ein Nagel, Bolzen, etc. in ein Werkstück eingetrieben werden. Die Befestigungselemente können z. B. in einem Magazin am Setzgerät 10 bevorratet sein. Zum Antrieb gehören u. a. eine Brennkammer 15 und ein Führungszylinder 13, in dem ein Setzkolben 14 axial versetzbar angeordnet ist. Die Brennkammer 15 wird in dem dargestellten Ausgangszustand umfänglich von einer Brennkammerhülse 28, und axial an einem ersten Ende vom Setzkolben 14 und einer ringförmigen Brennkammerwand 29 sowie an einem zweiten Ende von einer Brennkammerrückwand 30, die als Zylinderkopf ausgebildet ist, begrenzt. Ein Auspuff 35 dient einer Ableitung von Abgasen aus der Brennkammer 15 durch einen Schalldämpfer 36 hindurch in eine Umgebung des Setzgeräts 10.

Ein in der Brennkammer 15 angeordneter und über einen Motor 17 antreibbarer Ventilator 16 dient sowohl der Erzeugung eines turbulenten Strömungsregimes eines in der geschlossenen Brennkammer 15 befindlichen Luft-Brennstoffgemisches als auch dem Ausspülen der geöffneten Brennkammer 15 mit Frischluft nach erfolgtem Setzvorgang. Der Motor 17 ist dabei an der Brennkammerrückwand 30 gelagert, die als Verschluss für die axial verschiebbare Brennkammerhülse 28 fungiert.

An einem Handgriff 18 des Setzgeräts 10 ist ein Triggerschalter 19 angeordnet, über den eine in der Brennkammer 15 angeordnete Zündeinrichtung 26, wie z. B. einer Zündkerze, vermittelt über eine Steuerelektronik 25 auslösbar ist, wenn das Setzgerät 10 an ein Werkstück angepresst und dabei ein Schaltmittel 24 im Mündungsbereich 27 des Setzgerätes 10 aktiviert wird.

Das Setzgerät 10 kann mit einem Brenngas oder mit einem verdampfbaren Flüssigbrennstoff betrieben werden, das in einem Brennstoffreservoir 20, wie z. B. einer Brennstoffdose, bereitgestellt wird. Das Brennstoffreservoir 20 ist dabei über eine Brennstoffleitung 22 mit einem Brennstoffeinlass 23 in der Brennkammer 15 verbunden. In die Brennstoffleitung 22 ist noch eine Dosiereinrichtung 21 , wie z. B. ein Dosierventil, zwischengeschaltet, über die eine Steuerung der Brennstoffzufuhr zur Brennkammer 15 erfolgt.

Zur Versorgung der elektrischen Verbraucher, wie z. B. der Zündeinrichtung und des Motors 17 mit elektrischer Energie, ist weiterhin eine elektrische Energiequelle 40, wie z. B. ein Akkumulator, vorhanden. Die Zündeinrichtung 26 und die Dosiereinrichtung 21 sind elektronisch über die insgesamt mit 25 bezeichnete Steuerelektronik gesteuert. Die Steuerelektronik 25 weist z. B. einen oder mehrere Mikroprozessoren zur Datenverarbeitung und Steuerung der verschiedenen elektrischen Gerätefunktionen auf und ist über eine elektrische Versorgungsleitung 44 mit der elektrischen Energiequelle 40 verbunden. Die Steuerelektronik 25 ist mit einem als Abgassensor 31 (wie z. B. einer Lambdasonde) ausgebildeten ersten Sensormittel und mit einem als Temperatursensor ausgebildeten zweiten Sensormittel 32 verbunden. Beide Sensormittel 31 , 32 sind in der Brennkammer 15 angeordnet und übermitteln im Betrieb des Setzgerätes 10 über entsprechende elektrische Datenleitungen 41 , 42 Messdaten an die Steuerelektronik 25.

Der Abgassensor 31 in der Brennkammer 15 steht in Fluidkommunikation mit den Abgasen aus der in der Brennkammer 15 stattfindenden Verbrennung des Brennstoffs. Der Abgassensor 31 könnte alternativ aber auch z. B. im Auspuff 35 oder im Spülungsraum des Setzgerätes 10 angeordnet werden.

Die Messung durch den Abgassensor 31 erfolgt nach der Verbrennung, vorzugsweise bevor die Brennkammer 15 bzw. der Brennraum zur Umgebung hin geöffnet wird und Frischluft in die Brennkammer 15 eintreten kann.

Zur schnellen Erreichung der optimalen Betriebstemperatur des Abgassenors 31 kann dieser mit einem Heizelement 33 kombiniert werden. Das Heizelement 33 wird über die Steuerelektronik 25 gesteuert und mit eletrischer Energie aus der elektrischen Energiequelle 40 versorgt. Das Heizelement 33 ist dazu über die elektrische Leitung 43 mit der Steuerelektronik 25 verbunden.

Zur Temperaturkompensation des Abgassensors 31 ist der Temperatursensor 32 in unmittelbarer Nähe des Abgassensors 31 angeordnet. In der Steuerelektronik 25 werden über eine geeignete Software oder Steuerroutine die Abweichungen des Abgassensors 31 bei veränderter Messtemperatur des Temperatursensores 32 kompensiert. Durch den Temperatursensor 32 kann ferner erreicht werden, dass das Heizelement 33 über die Steuerelektronik 25 nach Erreichen der Betriebstemperatur des Abgassensors 31 abgeschaltet wird. Bei Ausbildung des Abgassensors 31 als Lamdasonde ist anzumerken, dass die Lambdasonde neben dem Messsensor in der Brennkammer auch noch einen Messsensor für die Umgebungsluft zur Referenzluftbestimmung aufweist.

In Fig. 2 ist ein Setzgerät 100 in einem teilweisen Längsschnitt dargestellt, welches eine als Brennkammer ausgebildete erste Druckkammer 110, eine als Vorkolbenkammer ausgebildete zweite Druckkammer 120 sowie einen Kolben 130 mit einem Kolbenteller 140 und einem Kolbenschaft 150 aufweist. Die zweite Druckkammer 120 weist erste Abblasöffnungen 160 und zweite Abblasöffnungen 170 auf, welche die zweite Druckkammer 120 mit einer Umgebung des Setzgeräts strömungstechnisch verbinden. Die ersten Abblasöffnungen 160 sind jeweils mit einem als Rückschlagklappe ausgebildeten Ventil 180 versehen. Ausserdem ist jeweils ein erster Schalldämpfer 190 auf den ersten Abblasöffnungen 160 und jeweils ein zweiter Schalldämpfer 200 auf den zweiten Abblasöffnungen 170 an der zweiten Druckkammer 120 angebracht.

Zum Eintreiben eines Befestigungselements wird in der ersten Druckkammer 110 ein Brennstoff-Luft-Gemisch gezündet, wodurch in der ersten Druckkammer 1 10 ein hoher Überdruck entsteht, welcher den Kolbenteller 140 nach vorne, das heisst in Fig. 2 nach links, beschleunigt. Der Kolbenschaft 150 trifft dann auf ein nicht gezeigtes Befestigungselement, um dieses in einen Untergrund einzutreiben. Durch die Bewegung des Kolbentellers 140 nach vorne wird ein in der zweiten Druckkammer 120 befindliches Gas, beispielsweise Luft, komprimiert und über die ersten und zweiten Abblasöffnungen 160, 170 sowie die ersten und zweiten Schalldämpfer 190, 200 abgeblasen. Sobald der Kolbenteller 140 die ersten Abblasöffnungen 160 passiert hat, strömen Brenngase aus der ersten Druckkammer 110 durch die ersten Abblasöffnungen 160 und die ersten Schalldämpfer 190 in die Umgebung. Ein Druck in der ersten Druckkammer 110 wird durch den damit verbundenen Druckausgleich schnell auf Atmosphärendruck und aufgrund einer Abkühlung der Brenngase noch weiter abgesenkt, so dass in der ersten Druckkammer 1 10 ein Unterdrück entsteht, welcher den Kolbenteller 140 nach hinten beschleunigt. Diese Kolbenrückstellung bringt den Kolben 130 zurück in die in Fig. 2 gezeigte eintreibbereite Stellung.

In Fig. 3 ist ein Schalldämpfer 300 dargestellt, welcher an einer Abblasöffnung 310 angeordnet ist. Die Abblasöffnung 310 verbindet eine Druckkammer 320 mit einer Umgebung 330, so dass ein aus der Druckkammer 320 durch die Abblasöffnung 310 in die Umgebung 330 strömendes Gas durch den Schalldämpfer 300 geleitet wird. Der Schalldämpfer 300 umfasst eine Einhausung 340, einen in der Einhausung angeordneten Schallabsorbierer 350 und einen sich durch den Schallabsorbierer 350 hindurch ersteckenden Strömungskanal 360, durch welchen das in die Umgebung 330 strömende Gas geleitet wird. Der Strömungskanal 360 hat einen geringeren Strömungswiderstand als der Schallabsorbierer 350 und gewährleistet, dass sich ein Staudruck des durch den Schalldämpfer 300 strömenden Gases nicht übermässig durch die Einführung des Schallabsorbierers 350 erhöht, welcher ein schalldämpfendes Material, wie beispielsweise Stahlgeflecht, Stahlwolle, Mineralwolle, Steinwolle, Glaswolle oder Ähnliches, umfasst, welches bevorzugt durch Verpressen in die gewünschte Form gebracht ist. Der an den Strömungskanal 360 angrenzende Schallabsorbierer 350 verbessert dennoch eine Dämpfung von Geräuschen, welche durch das Abblasen des Gases aus der Druckkammer 320 in die Umgebung 330 entstehen. Der Strömungskanal 360 weist eine perforierte Wand 370 auf, welche einen lichten Querschnitt des Strömungskanals 360 von dem Schallabsorbierer 350 trennt. Die Wand 370 ist beispielsweise als Blechröhrchen oder Blechstreifen ausgebildet. Ein Teil des durch den Strömungskanal 360 strömenden Gases tritt durch die Perforation in den Schallabsorbierer 350 über, so dass die schalldämpfende Wirkung zusätzlich erhöht ist. Um die Übertrittsfläche von dem Strömungskanal zu dem Schallabsorbierer zu erhöhen, sind bei einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel mehrere Strömungskanäle vorgesehen, die parallel von dem Gas durchströmt werden.

Der Schalldämpfer 300 weist weiterhin ein Schalldämmvlies 380, durch welches das Gas nach dem Durchströmen des Strömungskanals 360 strömen muss, um in die Umgebung 330 zu gelangen. Das Schalldämmvlies 380 dient als Staubschutz für den Strömungskanal 360 und die Druckkammer 320. Insbesondere erstreckt sich der Strömungkanal 360 bis zu dem Schalldämmvlies 380.

In Fig. 4 ist ein Schalldämpfer 400 dargestellt, welcher an einer Abblasöffnung 410 angeordnet ist. Die Abblasöffnung 410 verbindet eine Druckkammer 420 mit einer Umgebung 430, so dass ein aus der Druckkammer 420 durch die Abblasöffnung 410 in die Umgebung 430 strömendes Gas durch den Schalldämpfer 400 geleitet wird. Der Schalldämpfer 400 umfasst eine Einhausung 440, einen in der Einhausung angeordneten Schallabsorbierer 450 und einen sich durch den Schallabsorbierer 450 hindurch ersteckenden Strömungskanal 460, durch welchen das in die Umgebung 430 strömende Gas geleitet wird. Ein Teil des durch den Strömungskanal 460 strömenden Gases tritt in den Schallabsorbierer 450 über. Der Strömungskanal 460 ist mehrfach umgelenkt, so dass eine Übertrittsfläche zwischen dem Strömungskanal 460 und dem Schallabsorbierer 450 vergrössert ist. Bevor das Gas durch ein Schalldämmvlies 480 in die Umgebung 430 gelangt, durchströmt es einen Freiraum 490.

In Fig. 5 ist ein Schalldämpfer 500 dargestellt, welcher an einer Abblasöffnung 510 angeordnet ist. Die Abblasöffnung 510 verbindet eine Druckkammer 520 mit einer Umgebung 530, so dass ein aus der Druckkammer 520 durch die Abblasöffnung 510 in die Umgebung 530 strömendes Gas durch den Schalldämpfer 500 geleitet wird. Der Schalldämpfer 500 umfasst eine Einhausung 540, einen in der Einhausung angeordneten Schallabsorbierer 550 und einen sich durch den Schallabsorbierer 550 hindurch ersteckenden Strömungskanal 560, durch welchen das in die Umgebung 530 strömende Gas geleitet wird. Ein Teil des durch den Strömungskanal 560 strömenden Gases tritt in den Schallabsorbierer 550 über. Der Strömungskanal 560 ist mehrfach umgelenkt, so dass eine Übertrittsfläche zwischen dem Strömungskanal 560 und dem Schallabsorbierer 550 vergrössert ist. Der Schallabsorbierer 550 weist eine Trennwand 555 auf, die gewährleistet, dass das strömende Gas nacheinander durch die Teilabschnitte des Strömungskanals 560 geleitet wird, ohne einen verkürzten Weg zu nehmen. Bevor das Gas durch ein Schalldämmvlies 580 in die Umgebung 530 gelangt, durchströmt es einen Freiraum 590.

In Fig. 6 ist ein Schalldämpfer 600 dargestellt, welcher an einer Abblasöffnung 610 angeordnet ist. Die Abblasöffnung 610 verbindet eine Druckkammer 620 mit einer Umgebung 630, so dass ein aus der Druckkammer 620 durch die Abblasöffnung 610 in die Umgebung 630 strömendes Gas durch den Schalldämpfer 600 geleitet wird. Der Schalldämpfer 600 umfasst eine Einhausung 640, einen in der Einhausung angeordneten Schallabsorbierer 650 und einen sich durch den Schallabsorbierer 650 hindurch ersteckenden Strömungskanal 660, durch welchen das in die Umgebung 630 strömende Gas geleitet wird. Ein Teil des durch den Strömungskanal 660 strömenden Gases tritt in den Schallabsorbierer 650 über. Der Strömungskanal 660 ist mehrfach umgelenkt, so dass eine Übertrittsfläche zwischen dem Strömungskanal 660 und dem Schallabsorbierer 650 vergrössert ist. Der Schallabsorbierer 650 weist eine Trennwand 655 auf, die gewährleistet, dass das strömende Gas nacheinander durch die Teilabschnitte des Strömungskanals 660 geleitet wird, ohne einen verkürzten Weg zu nehmen. Bevor das Gas durch ein Schalldämmvlies 680 in die Umgebung 630 gelangt, durchströmt es einen Freiraum 690.

Der Strömungskanal 660 weist Trennelemente 665 auf, welche den Strömungskanal 660 in zwei Teilabschnitte unterteilen beziehungsweise von dem Freiraum 690 so abtrennen, dass ein Druckabfall über den Strömungskanal 660 während dessen Durchströmung erhöht und beim Austritt aus dem Schalldämpfer 600 abgesenkt ist, wodurch Geräusche zusätzlich gedämpft sind. Die Trennelemente 665 sind perforiert, um Durchlässe für das Gas zu bilden.

Die Erfindung wurde anhand einer Reihe von Ausführungsbeispielen beschrieben. Die einzelnen Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele sind einzeln oder in beliebiger Kombination miteinander anwendbar, soweit sie sich nicht widersprechen. Es wird darauf hingewiesen, dass das erfindungsgemässe Setzgerät auch für andere Anwendungen einsetzbar ist.