DE10144618A1

DE10144618A1 - Treibmittelmagazin für Setzgeräte

Info

Publication number: DE10144618A1
Application number: DE10144618A
Authority: DE
Inventors: Tilo Dittrich; Gerhard Ehmig; Mario Grazioli; Thomas Sperrfechter
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 2001-09-11
Filing date: 2001-09-11
Publication date: 2003-03-27
Also published as: US20030047064A1; PL201157B1; US6983679B2; FR2829420A1; FR2829420B1; CN1304169C; CN1406721A; PL355937A1; AU2002300774B2

Abstract

Das Treibmittelmagazin für mit festen Treibmitteln betriebene Setzgeräte besitzt eine Napffolie (1) mit mehreren Näpfen (2), in denen sich ein Treibmittel befindet, wobei eine die Näpfe (2) verschließende Deckfolie (5) vorgesehen ist. Es ist ferner eine stromleitende Leiterbahn (7) je Napf (2) vorgesehen, mit der das Treibmittel in dem Napf (2) gezündet werden kann. Die Zündung erfolgt mit Hilfe von zwei Elektroden eines Setzgerätes, die über die Kontaktstellen (8, 9) jeder Leiterbahn (7) eine Spannung an der Leiterbahn (7) anlegen, die zu einer Funkenentladung im Bereich des Treibmittels führt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Treibmittelmagazin für mit festen Treibmitteln betriebene Setzgeräte gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die US-5 208 420 offenbart ein Treibmittelmagazin für mit festen Treibmitteln betriebene Setzgeräte. Das Treibmittelmagazin weist eine streifenförmige Napffolie mit mehreren voneinander getrennten Näpfen, in denen ein Treibmittel angeordnet ist, auf. Eine streifenförmige Deckfolie dient dem Verschliessen der einzelnen Näpfe. Zündbar ist das Treibmittel in den einzelnen Näpfen mit Hilfe eines in Setzrichtung versetzbaren Schlagbolzens des Setzgerätes, der beim Aufprallen auf der Deckfolie das dahinterliegende Treibmittel zündet.

Insbesondere das Versetzen des Schlagbolzens in seine zündbereite Ausgangsstellung, bei der der Schlagbolzen gegen die Kraft einer Feder gegenüber dem Setzgerät entgegen der Setzrichtung versetzt wird, ist für die Bedienungsperson sehr anstrengend. Ausserdem unterliegt der Schlagbolzen einer mechanischen Abnützung, durch die der Schlagbolzen undicht wird. Das verschlechtert die Anzündung und den Wirkungsgrad der Anzündung. Aufgrund dieser mechanischen Abnützung muss der Schlagbolzen von Zeit zu Zeit ausgewechselt werden. Dadurch entstehen unerwünschte Arbeitsunterbrechungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein wirtschaftlich herstellbares Treibmittelmagazin für mit festen Treibmitteln betriebene Setzgeräte zu schaffen, das ein ermüdungsfreies Arbeiten gewährleistet und dessen Treibmittel gut zündbar ist. Ausserdem soll das Treibmittelmagazin innerhalb des Setzgerätes gut transportierbar sein.

Die Lösung dieser Aufgaben erfolgt mit einem Treibmittelmagazin, welches die im Patentanspruch 1 angeführten Merkmale aufweist.

Die Zündung des Treibmittels erfolgt beim erfindungsgemässen Treibmittelmagazin durch das Anlegen einer Spannung an der Leiterbahn. Die Spannung wird dabei entweder durch den elektrisch leitfähigen Bereich des Treibmittels geleitet oder wird an einer Leiterbahn unter Bildung eines Funkens entladen. Die Spannung wird beispielsweise mit einem im Setzgerät angeordneten Piezokristall erzeugt.

Damit die Stromzuführung ausserhalb des druck- und temperaturbelasteten Napfes bzw. ausserhalb eines, der Aufnahme eines Napfes dienenden, Aufnahmebereiches eines Setzgerätes erfolgen kann, sind vorzugsweise die Kontaktstellen der Leiterbahn radial ausserhalb einer Axialprojektion der Näpfe angeordnet.

Jedes Treibmittelmagazin weist mehrere Näpfe auf, in denen sich jeweils eine Treibmitteleinheit befindet. Sämtliche Treibmitteleinheiten eines Treibmittelmagazines weisen die gleiche Stärke auf. Je nach Anwendungsfall werden allerdings unterschiedlich starke Treibmittel benötigt. Zu diesem Zweck gibt es verschiedene Treibmittelmagazine, die sich durch die stärke der Treibmittel voneinander unterscheiden.

Eine Codierung zwischen den Kontaktstellen der Treibmittelmagazine und den Elektroden des Setzgerätes soll verhindern, dass beispielsweise ein Treibmittelmagazin mit sehr starken Treibmitteln in einem Setzgerät verwendet werden kann, das nicht auf die Leistung dieser starken Treibmittel ausgelegt ist. Die Codierung funktioniert in der Weise, dass sowohl die Kontaktstellen der Leiterbahn des Treibmittelmagazins als auch die Elektroden an verschiedenen Stellen - beispielsweise auf dem Umfang eines Kreises verteilt - ausserhalb der Näpfe angeordnet sind. Bei der Verwendung eines Treibmittelmagazins in einem Setzgerät, das auf die Leistung der in dem Treibmittelmagazin angeordneten Treibmittel abgestimmt ist, überdecken sich die Kontaktstellen und die Elektroden, so dass es beim Anpressen des Setzgerätes gegen einen Untergrund zur Kontaktierung zwischen den Kontaktstellen und den Elektroden kommt. Wird eine falsche Kartusche in das Setzgerät eingesetzt, so überdecken sich die Kontaktstellen und die Elektroden nicht. Die Codierung lässt beispielsweise die Anwendung logischer Bedingungen wie "und" bzw. "oder" zu, damit Analogien zu Schlüsselsystemen möglich sind.

Bei der logischen Bedingung "und" weisen die Leiterbahnen beispielsweise mehrere miteinander elektrisch verbundene Kontaktstellen auf, so dass die Verwendung eines Treibmittelmagazins beispielsweise in zwei verschiedenen Setzgeräten möglich ist, die sich voneinander durch Lage der Elektroden unterscheiden.

Damit eine an einer Leiterbahn angelegte Spannung nicht mehrere Treibmitteleinheiten eines Treibmittelmagazins zündet, bestehen die Napffolie und/oder die Deckfolie aus einem nicht stromleitenden Material, beispielsweise Kunststoff, Papier oder Karton.

Die Leiterbahn ist vorzugsweise an der nicht stromleitenden Folie angeordnet. Die Anbringung der Leiterbahn an der Folie erfolgt beispielsweise durch Aufdrucken auf die Folie oder durch Einwalzen in die Folie.

Zweckmässigerweise besteht die Deckfolie aus einem elektrisch leitenden Material, wobei die Leiterbahn durch eine Isolationsschicht von der Deckfolie getrennt ist. Damit im Bereich des Treibmittels ein Zündfunke zwischen der Leiterbahn und der elektrisch leitenden Deckfolie erzeugt werden kann, muss eine erste Elektrode des Setzgerätes mit der Leiterbahn und eine zweite Elektrode mit der Deckfolie in Kontakt gebracht werden. Die elektrisch leitende Deckfolie besteht beispielsweise aus Aluminium. Als Deckfolie kann aber auch eine Verbundfolie sein, die sich aus leitenden und nichtleitenden, isolierenden Materialien zusammensetzt.

Ein an der Oberfläche eines Treibmittels gleitender Funke ist relativ uneffizient, so dass sich das Treibmittel nur sehr schlecht zünden lässt. Eine verbesserte Zündung des Treibmittels wird beispielsweise dadurch erreicht, indem das Treibmittel als Pressling in Form einer Pille ausgebildet ist, die in einem der Deckfolie zugewandten Bereich elektrisch leitende Partikel aufweist. Bei den elektrisch leitenden Partikeln handelt es sich beispielsweise um Graphit. Diese Partikel bewirken, dass der geringste elektrische Widerstand für den Funken nicht entlang der Oberfläche des Treibmittels, sondern durch dieses hindurch führt. Entsprechend wird auch der mit Hilfe der Leiterbahn erzeugte Funke durch das Treibmittel geleitet. Der von dem Treibmittel vollständig umgebende Funke gibt seine maximale Energie an das Treibmittel ab.

Vorteilhafterweise dient die Napffolie oder die Deckfolie der Aufnahme eines Zündsatzes. Der Zündsatz ist dabei beispielsweise mittels einer Klebeverbindung an der Napffolie oder der Deckfolie befestigt. Das Ankleben der Zündsätze an der Deckfolie erleichtert die Produktion des Treibmittelmagazins, da die Zündsätze in einfacher Weise auf der Deckfolie aufbringbar sind und auf dieser austrocknen können. Auch die Anzündung des Treibmittels durch den Zündsatz wird erleichtert, da der Zündsatz unmittelbar neben dem Treibmittel angeordnet ist und die vom Zündsatz ausgehenden Flammen ungehindert auf das Treibmittel einwirken können.

Ein besonders guter Zündfunken lässt sich vorzugsweise mit Hilfe einer Leiterbahn erzeugen, die im Bereich der elektrisch leitenden Partikel oder im Bereich des Zündsatzes unterbrochen ist.

Um einen guten Transport des Treibmittelmagazins in einem Setzgerät erreichen zu können, weisen vorzugsweise die Napffolie und/oder die Deckfolie mehrere in Längserstreckung des Treibmittelmagazins hintereinander angeordnete, dem Transport des Treibmittelmagazins dienende Ausnehmungen auf. Diese Ausnehmungen werden beispielsweise von, die Napffolie und die Deckfolie durchsetzenden, Durchtrittsöffnungen oder von, an den Längsrändern der Napffolie und der Deckfolie angeordneten, seitlichen Vertiefungen gebildet. Sowohl die Durchtrittsöffnungen als auch die seitlichen Vertiefungen befinden sich beispielsweise jeweils zwischen den einzelnen Näpfen.

Ein direkter Kontakt zwischen den Elektroden des Setzgerätes und den Kontaktstellen der Leiterbahn kann dadurch erreicht werden, indem beispielsweise die Deck- oder Napffolie durchstochen oder angeschnitten wird. In diesem Fall sind die Leiterbahnen vor der Verwendung des Treibmittelmagazins vollkommen geschützt.

Es ist aber auch möglich, die Deckfolie oder die Napffolie im Bereich der Elektroden mit jeweils einer Ausnehmung zu versehen, so dass die Leiterbahn durch die Deckfolie oder die Napffolie frei zugänglich ist. Auf diese Weise kann ein Kontakt zwischen den Elektroden des Setzgerätes und den Kontaktstellen der Leiterbahn geschaffen werden, ohne dass die Deckfolie oder die Napffolie durchstossen werden muss.

Die Verbindung zwischen der Napffolie und der Deckfolie kann beispielsweise durch ein Verkleben der beiden Folien miteinander erfolgen.

Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel wiedergeben, näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Teil eines erfindungsgemässen Treibmittelmagazins in der Draufsicht;
Fig. 2 einen vergrösserten Schnitt durch das Treibmittelmagazin entlang der Linie II-II gemäss Fig. 1; die Napffolie und die Deckfolie sind nicht stromleitend;
Fig. 3 einen vergrösserten Schnitt durch das Treibmittelmagazin entlang der Linie III-III gemäss Fig. 1 in Verbindung mit einer, die Leiterbahn durchstossenden, Elektrode;
Fig. 4 einen vergrösserten Schnitt durch ein weiteres, erfindungsgemässes Treibmittelmagazin; die Deckfolie ist stromleitend;
Fig. 5 einen vergrösserten Schnitt durch ein weiteres, erfindungsgemässes Treibmittelmagazin; die Napffolie und die Deckfolie sind nicht stromleitend;
Fig. 6 die der Napffolie zugewandte Seite der Deckfolie des Treibmittelmagazins gemäss Fig. 5.
Das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Treibmittelmagazin weist. mehrere voneinander getrennte Näpfe 2 auf, die der Aufnahme eines Treibmittels 3 und eines, dem Zünden des Treibmittels 3 dienenden Zündsatzes 4 dienen. Die Näpfe 2 werden von einer Napffolie 1 gebildet. Eine unlösbar mit der Napffolie 1 verklebte Deckfolie 5 verschliesst die einzelnen Näpfe 2. Im Bereich jedes Napfes 2 erstreckt sich zwischen der Deckfolie und der Napffolie eine Leiterbahn 7, die im Bereich des Zündsatz 4 unterbrochen ist und zwei Kontaktstellen 8, 9 aufweist, die in radialer Richtung ausserhalb des Napfes 2 angeordnet sind. Dis Treibmittel 3 sind in Form von Pillen ausgebildet. Es ist aber auch möglich, dass das Treibmittel in den Näpfen 2 pulverförmig vorliegt.
Die Napffolie 1 und die Deckfolie 5 sind aus streifenförmigen, dünnwandigen Folien - beispielsweise aus Kunststoff - gebildet, die keinen Strom leiten. Es ist auch möglich, die Napffolie 1 und die Deckfolie 5 kreisrund auszubilden, so dass die einzelnen Näpfe 2 nicht hintereinander, sondern jeweils einander benachbart angeordnet sind. Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, sind sowohl die Deckfolie 5 als auch die Napffolie 1 beispielsweise an ihren Längsrändern mit mehreren Ausnehmungen 10, in Form seitlicher Vertiefungen versehen, in die eine nicht dargestellte Transportklinke eines ebenfalls nicht dargestellten Setzgerätes beim Transport des Treibmittelmagazins formschlüssig eingreifen kann. Die einzelnen, voneinander getrennten, sowie voneinander beabstandeten Näpfe 2 sind jeweils zwischen den Ausnehmungen 10 angeordnet.
Die Ausnehmungen 10 können auch in Form von nicht dargestellten Durchtrittsöffnungen ausgebildet sein, die sich im zentralen Bereich des Treibmittelmagazins jeweils zwischen zwei Näpfen 2 durch die Deckfolie 5 und die Napffolie 1 erstrecken.
Die mit dem Zündsatz 4 in Verbindung stehende Leiterbahn 7 erstreckt sich zwischen der Napf- und der Deckfolie und ist im Bereich des Zündsatzes 4 unterbrochen, damit eine Funkenentladung im Bereich des Zündsatzes 4 beim Anliegen einer Spannung an der Leiterbahn 7 stattfinden kann. Anstelle der unterbrochenen Leiterbahn 7 ist auch eine nicht dargestellte Leiterbahn möglich, die im Bereich des Zündsatzes eine Querschnittsverjüngung aufweist, indem die Funkenentladung stattfinden kann. Die Endbereiche der Leiterbahnen 7 liegen in radialer Richtung ausserhalb der einzelnen Näpfe 2 und weisen jeweils zwei Kontaktstellen 8, 9 auf, die mit entsprechenden Elektroden 12 in Verbindung bringbar ist. Eine, die Deckfolie 5 und die Leiterbahn 7 durchstossende Elektrode 12 ist in Fig. 3 dargestellt. Die Elektrode 12 ist Teil des nicht dargestellten Setzgerätes und weist eine Spitze auf.
Die Leiterbahn 7 ist an einer der Napffolie 1 zugewandten Seite der Deckfolie 5 angeklebt. Es ist auch möglich die Leiterbahn 7 auf die Deckfolie 5 aufzudrucken oder in die Deckfolie 5 einzuwalzen.
Die Fig. 4 zeigt ein Treibmittelmagazin bei dem dem Deckfolie 15 aus einem stromleitenden Material besteht. Die Napffolie 11 ist aus einem nicht stromleitenden Material gefertigt. Zwischen der Deckfolie 15 und der Napffolie 11 erstreckt sich eine Klebeschicht 20. Innerhalb jedes Napfes 12 befindet sich ein Treibmittel 13 in Form einer Pille. Zwischen der Pille und der Deckfolie 15 ist ein Zündsatz 14 angeordnet. Eine zwischen der Klebeschicht 20 und der Napffolie 11 erstreckt sich eine bis zum Zündsatz 14 reichende, stromleitende Leiterbahn 17 mit zwei Kontaktstellen 18, 19. Dem Zünden des Treibmittels 13, das sich in einem Napf 12 des Treibmittelmagazins befindet, dienen zwei nicht dargestellte Elektroden eines Setzgerätes und eine an den Elektroden angelegte Spannung. Vor dem Anlegen dieser Spannung wird eine dieser Elektroden gegen die Deckfolie 15 gedrückt. Mit einer weiteren Elektrode wir die Deckfolie 15 durchstossen und ein Kontakt mit der Leiterbahn 17 hergestellt. Die an den Elektroden anliegende Spannung erzeugt eine Funkenentladung im Zündbereich 16.
Der in Fig. 5 dargestellte Napf 22 eines weiteren Treibmittelmagazins dient der Aufnahme eines Treibmittels 23 in Form einer Pille, die an einem der Deckfolie 25 zugewandten Bereich mit elektrisch leitenden Partikeln 24 versehen ist. Die Deckfolie 25 und die Napffolie 21 sind aus einem nicht stromleitenden Material gefertigt und miteinander verklebt. Zwischen der Deckfolie 25 und der Napffolie 21 erstreckt sich eine Leiterbahn 27, die in jenem Bereich, in dem die elektrisch leitenden Partikel 24 in der Pille angeordnet sind, unterbrochen ist. Die Leiterbahn 27 weist zwei Kontaktstellen 28, 29, auf über die an der Leiterbahn 27 eine Spannung angelegt werden kann. Die Funkenentladung erfolgt im Zündbereich 26.
Die in Fig. 6 dargestellte Deckfolie 25 weist auf einer der nicht dargestellten Napffolie zugewandten Seite eine unterbrochene Leiterbahn 27 auf. Beide Abschnitte der Leiterbahn 27 weisen zwei bzw. mehrere, der Codierung des Treibmittelmagazins dienende Kontaktstellen 28, 31; 29, 32 auf, wobei sich jeweils zwei Kontaktstellen 28, 29; 31, 32 diametral gegenüberliegen. Sämtliche Kontaktstellen (28, 29, 31, 32) liegen auf einem Kreis 33. Dem Transport des Treibmittelmagazins dienen seitlich an dem Treibmittelmagazin angeordnete Ausnehmungen 30 in Form seitlicher Vertiefungen.

Claims

1. Treibmittelmagazin für mit festen Treibmitteln (3, 13, 23) betriebene Setzgeräte mit einer Napffolie (41), die mehrere voneinander getrennt ausgeprägte Näpfe (2, 12, 22) aufweist, die der Aufnahme des Treibmittels (3, 13, 23) dienen und einer mit der Napffolie (1, 11, 21) unlösbar verbundenen Deckfolie (5, 15, 25) die dem Verschliessen der Näpfe (2, 12, 22) dient, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Treibmittel (3, 13, 23) eine elektrische Leiterbahn (47) mit mindestens einer Kontaktstelle (8, 9, 18, 19, 28, 29, 31, 32) zugeordnet ist

2. Treibmittelmagazin nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstellen (8, 9, 18, 19, 28, 29, 31, 32) der Leiterbahn (7, 17, 27) radial ausserhalb einer Axialprojektion der Näpfe (2, 12, 22) angeordnet sind.

3. Treibmittelmagazin nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstellen (28, 29, 31, 32) der Leiterbahn (27) auf einem Kreis (33) liegen, der koaxial zu den Näpfen (22) angeordnet ist.

4. Treibmittelmagazin nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Napffolie (1, 11, 21) und/oder die Deckfolie (5, 25) aus einem nicht stromleitenden Material bestehen.

5. Treibmittelmagazin nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahn (7, 17, 27, 47) an der nicht stromleitenden Folie (1, 11, 21; 5, 25) angeordnet ist,

6. Treibmittelmagazin nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckfolie (15) aus einem elektrisch leitenden Material besteht, wobei die Leiterbahn (17) durch eine Isoloationsschicht (20) von der Deckfolie (15) getrennt ist.

7. Treibmittelmagazin nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Treibmittel (23) mit elektrisch leitenden Partikeln (24) versehen ist.

8. Treibmittelmagazin nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckfolie (5, 15) der Aufnahme eines Zündsatzes (4, 14) dient.

9. Treibmittelmagazin nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahn (7, 17) im Bereich der elektrisch leitenden Partikel (24) oder im Bereich des Zündsatzes (4, 24) unterbrochen ist.

10. Treibmittelmagazin nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Napffolie (1, 11, 21) und/oder die Deckfolie (5, 15, 25) mehrere, in Längserstreckung des Treibmittelmagazins hintereinander angeordnete, dem Transport des Treibmittelmagazins dienende Ausnehmungen (10, 30) aufweist.