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Die
Erfindung betrifft ein brennkraftbetriebenes Arbeitsgerät gemäß der im
Anspruch 1 beschriebenen Art.
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Aus
der
DE 199 05 896
A1 ist bereits ein pulverkraftbetriebenes Setzgerät bekannt,
dass ein erstes Teil in Form eines Führungszylinders und ein zweites
Teil in Form eines Stoßbodens
aufweist. Beide Teile sind im wesentlichen koaxial zueinander angeordnet
und parallel in Setzrichtung zueinander versetzbar. Der dem Stoßboden zugewandte
Endbereich des ersten Teils weist ein Kartuschenlager auf, das zur
Aufnahme einer Kartusche dient. In Setzrichtung schließt sich
an das Kartuschenlager eine Kolbenkammer an, in der ein Treibkolben
axial versetzbar angeordnet ist. Die Kolbenkammer steht mit dem Kartuschenlager über eine
Verbindungsbohrung in Verbindung.
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Der
Stoßboden
trägt an
seiner dem Führungszylinder
zugewandtem Seite eine in Axialrichtung verschiebbar gelagerte Buchse.
Befindet sich eine noch unverbrauchte Kartusche im Kartuschenlager,
und ist der Stoßboden
in Richtung zum Führungszylinder
verschoben, so wird unmittelbar nach Zündung der Kartusche durch den
sich dabei aufbauenden sehr hohen Druck die Dichtbuchse gegen den Führungszylinder
gedrückt,
was zu einer sehr zuverlässigen
Abdichtung des Kartuschenlagers im Bereich zwischen Führungszylinder
und Stoßboden führt.
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Die
Dichtbuchse selbst ist am Stoßboden über eine
ringscheibenförmig
ausgebildete, elastische Membran gehalten. Diese Membran ist ihrerseits
fest an der setzrichtungsseitigen Stirnseite des Stoßbodens
befestigt. An seiner in Setzrichtung liegenden Stirnseite weist
das Dichtungselement eine Dichtungsnase auf, die von einem umlaufenden, dünnwandigen
Vorsprung gebildet ist.
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Aus
der
EP 1 120 201 A2 ist
ein Setzgerät
für Befestigungselemente
bekannt, dass einen Gehäusegrundkörper aufweist,
in dem eine Laufanordnung und ein Stoßboden jeweils in Axialrichtung
des Gehäusegrundkörpers verschiebbar
angeordnet sind. Die Laufanordnung umfasst einen Lauf, in dem ein Kolben
aufgenommen ist. In das hintere Ende des Laufes ist eine als Kartuschenhalter
dienende Dicht- oder Verschlussbuchse fest eingeschraubt. Am vorderen
Ende des Laufes ist eine Führung
für Befestigungselemente
vorgesehen. Der Stoßboden,
in dem ein Zündstift
angeordnet ist, ist aus einer ersten Stellung gegen die Kraft einer
Stoßbodenfeder
39 so
weit verschiebbar, bis er an einer in dem Gehäusegrundkörper eingeschraubten Büchse anliegt.
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Nach
dem Einsetzen einer Kartusche in die Verschlussbuchse wird die Laufanordnung
aus der Ladestellung zunächst
soweit verschoben, bis der Stoßboden
und die Verschlussbuchse mit ihren einander gegenüberliegenden
Stirnflächen
in Anlage sind, ohne dass irgendwelche nennenswerten Andruckkräfte wirken.
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Erst
wenn dann das Setzgerät
gegen ein Werkstück
gedrückt
wird, wird die Laufanordnung gemeinsam mit dem Stoßboden gegen
die Kraft der Stoßbodenfeder
so weit verschoben, bis der Stoßboden
an dem von der Büchse
gebildeten Anschlag anliegt. Jetzt wird also der Stoßboden durch
Federkraft gegen die Verschlussbuchse gedrückt.
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Aus
der
GB 2 091 395 A ist
ein brennkraftbetriebenes Arbeitsgerät bekannt, bei dem in einem
Gehäusegrundkörper eine
Kolbenkammer vorgesehen ist, in deren hintere Öffnung eine Haltebuchse mit
einer Kartuschenaufnahme eingesetzt und mittels eines Ferderrings
fixiert ist. Die Haltebuchse weist an ihrem freien Ende eine Stützschulter
auf, gegen die sich eine Tellerfeder abstützt. Die Tellerfeder die zwischen
der Haltebuchse und einer auf dem Gehäusegrundkörper aufgeschraubten Endkappe
vorgesehen ist, drückt
die Haltebuchse von der Endkappe weg, um zu verhindern, dass eine
in der Kartuschenaufnahme eingesetzte Kartusche oder Patrone mit
einem in der Endkappe angeordneten Zündstift in Kontakt gerät.
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Zum
Laden dieses Arbeitsgeräts
muss die Endkappe vom Gehäusegrundkörper abgeschraubt werden,
um die Kartuschenaufnahme freizugeben.
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Die
CH 630 835 beschreibt ein
weiteres Setzgerät,
bei dem ein Treibkolben in einer Kolbenkammer verschiebbar gelagert
ist, die in einem Zylindergehäuse
vorgesehen ist, welches seinerseits verschiebbar in einem Gehäusegrundkörper gelagert
ist. Zur Aufnahme einer Kartusche ist an einem Ende des Zylindergehäuses eine
Radialbohrung vorgesehen.
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Die
CH 401 862 zeigt ein anderes
Setzgerät, mit
einem Gehäusegrundkörper oder
Lauf, in dem ein Kolben verschiebbar gelagert ist. Das hintere Ende des
Kolbens, weist eine zylindrische Aufnehmung auf, in der ein Kartuschenhalter
mit einem vom Kartuschenlager abgewandten Hohlzapfen gelagert ist. Die
zylindrische Ausnehmung im Kolben bildet somit zusammen mit dem
Hohlzapfen des Kartuschenhalters eine Druckkammer. Eine Hohlmutter,
die in den Lauf eingeschraubt ist, führt den Kartuschenhalter und
stützt
ihn axial am Gehäusegrundkörper ab.
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Ein
als Stoßboden
dienender Hohlzylinder der an seinem vorderen Ende einen Zündstift
trägt, kann
zur Zündung
einer im Kartuschenlager aufgenommenen Kartusche gegen diese gedrückt werden. Die
Andruckkraft zwischen Stoßboden
und Kartuschenhalter wird dabei manuell durch Druck auf die Kappe
erzeugt und über
den Stößel und
die Stoßfeder
auf den Stoßboden übertragen.
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Der
Brennkraftbolzensetzer, der in der
DE 21 59 895 A beschrieben ist, weist ein
Gehäuse
mit einem rohrförmigen
vorderen Teil und einem hinteren Teil auf. Am hinteren Teil ist
ein Stoßboden
ausgebildet, während
im vorderen Teil eine Laufanordnung vor- und zurückbeweglich aufgenommen ist.
Die Laufanordnung weist eine Kolbenkammer auf, in der ein Kolben
verschiebbar gelagert ist. An dem hinteren Ende der Laufanordnung
ist eine Verschlussbuchse eingesetzt, die eine Kartuschenaufnahmekammer aufweist.
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Beim
Andrücken
dieses bekannten Bolzensetzers gegen ein Werkstück, wird dann die Laufanordnung
so weit verschoben, dass die Verschlussbuchse am Stoßboden anliegt
und eine Zündung
erfolgen kann.
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Die
EP 1 197 301 A2 beschreibt
ein Setzgerät,
mit einem Gehäusegrundkörper in
dem ein Setzboden fest angeordnet ist. Um Kartuschen in einen Kartuschenhalter
einsetzen zu können,
ist dieser durch eine Feder von dem Stoßboden wegdrückbar.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein weiteres Arbeitsgerät der eingangs
genannten Art bereitzustellen, bei dem der Stoßboden nur ein geringes Gewicht
aufweist, so dass er mit kleinen Kräften schnell antreibbar ist.
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Die
Lösung
der gestellten Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben. Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Ein
erfindungsgemäßes brennkraftbetriebenes
Arbeitsgerät,
insbesondere Setzgerät
für Befestigungselemente,
das auch ein pulverkraftbetriebenes Arbeitsgerät sein kann, umfasst einen
Gehäusegrundkörper, der
eine zylindrische Ausnehmung und eine mit dieser kommunizierende
Kolbenkammer zur Aufnahme eines Kolbens aufweist; einen Stoßboden, der
der zylindrischen Ausnehmung im Abstand gegenüberliegend angeordnet und auf
den Gehäusegrundkörper zu
bzw. von diesem weg bewegbar ist; und eine in der zylindrischen
Ausnehmung in ihrer Längsrichtung
verschiebbar gelagerten und aus dieser hervorstehenden Dichtbuchse,
in die eine Kartusche einführbar
ist und die durch Federkraft gegen den Stoßboden drückbar ist.
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Erfindungsgemäß ist also
in einer zylindrischen Ausnehmung im Gehäusegrundkörper eine eine Kartusche aufnehmende
Dichtbuchse in ihrer Längsrichtung
so verschiebbar gelagert, dass sie durch Federkraft gegen den Stoßboden drückbar ist. Aufgrund
dieses Aufbaus brauchen am Stoßboden keine
zusätzlichen
Dichtmittel mehr vorgesehen sein, da diese nunmehr in der Ausnehmung
des Gehäusegrundkörpers gelagert
sind. Das Gewicht des Stoßbodens
lässt sich
somit optimieren.
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Die
Dichtbuchse wird also nunmehr vom Gehäusegrundkörper getragen und nicht mehr
vom Stoßboden,
so dass letzterer eine geringere Masse aufweist. Er lässt sich
daher leichter und schneller verschieben, was der besseren Betriebsablaufsteuerung
des Arbeitsgeräts
dient. Zum Antrieb des Stoßbodens
sind nicht mehr so hohe Kräfte
erforderlich, was energiesparend ist. Darüber hinaus kann das Getriebe
zum Antrieb des Stoßbodens
einfacher ausgebildet sein, was zusätzlich Kosten und Gewicht spart,
da u.a. dessen Toleranzen durch die den Stoßboden andrückende Federkraft ausgeglichen
werden können.
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Nach
einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Zentralachsen von Kolbenkammer
und zylindrischer Ausnehmung zueinander geneigt, wobei die Neigung
vorzugsweise 90° betragen
kann. Dadurch lässt
sich das an sich bekannte Side-Fire-Konzept bei einem Arbeitsgerät der oben
genannten Art realisieren. Dies hat unter anderem den Vorteil, dass
Kartuschen zur jeweiligen Feuerstellung entlang einer Bahn transportiert
werden können,
die parallel zur Zentralachse der Kolbenkammer liegt, also parallel zur
Setzrichtung.
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Möglich ist
es aber auch, die Zentralachsen von Kolbenkammer und zylindrischer
Ausnehmung koaxial zueinander liegend anzuordnen. Die Kartuschenzufuhrrichtung
in die jeweilige Feuerstellung würde
dann senkrecht zur Setzrichtung des Arbeitsgeräts zu liegen kommen.
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Nach
einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Dichtbuchse
Stellflächen
auf, über
die sie durch einen Gasdruck gegen den Stoß boden drückbar ist, der sich nach Zündung der
von ihr aufgenommenen Kartusche aufbaut.
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Es
wird somit ein Verschluss für
das Kartuschenlager erhalten, der seine Dichtkraft selbst erzeugt.
Der im Kartuschenlager bzw. in der Dichtbuchse bei Zündung einer
Kartusche entstehende, sehr hohe Gasdruck schiebt also die Dichtbuchse
gegen den Stoßboden,
und Zwar so stark, dass kein Gas mehr im Bereich zwischen Dichtbuchse
und Stoßboden
entweichen kann. Die Dichtkraft ist dabei so groß, dass auch eine dünnwandige
Blisterkartusche gehalten wird, so dass sie dem enormen Gasdruck von
mehreren 1000 bar widerstehen kann.
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Als
Stellfläche
für den
Gasdruck kann die untere Stirnfläche
der Dichtbuchse dienen, die stets im Abstand zum Boden der zylindrischen
Ausnehmung liegt.
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Vorzugsweise
ist die Dichtbuchse umfangseitig mit Dichtungen versehen, um im
Spaltbereich zwischen Dichtbuchse und Innenwandung der zylindrischen
Ausnehmung für
eine hinreichende Gasabdichtung zu sorgen.
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Dabei
kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung die Dichtbuchse an ihrem
vom Stoßboden wegweisenden
Ende eine in ihrer Stirnfläche
verlaufende Umfangsausnehmung zur Bildung eines solch dünnen Außenwandabschnitts
aufweisen, dass dieser durch den im Kartuschenlager entstehenden
sehr hohen Gasdruck bei Zündung
einer Kartusche gegen die Innenwand der zylindrischen Ausnehmung
drückbar
ist.
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Alternativ
oder zusätzlich
können
auch die an sich bekannten FEY-Ringe zwischen Dichtbuchse und Innenwand
der zylindrischen Ausnehmung vorgesehen sein. Diese FEY-Ringe können sich
etwa in einer äußeren Umfangsnut
der Dichtbuchse befinden oder in einer umlaufenden Innennut an der
Innenwandung der zylindrischen Ausnehmung.
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Nach
einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann die Dichtbuchse aber
auch über
ein so genanntes Schlottergewinde in die zylindrische Ausnehmung
eingeschraubt sein. Dieses Schlottergewinde ist so weit, dass die
federnd gelagerte Dichtbuchse in ihrer axialen Längsrichtung verschoben werden
kann, um federnd gegen den Stoßboden
zu drücken.
Hierdurch wird eine Anfangs abdichtung zwischen dem stirnseitigen
Rand der Dichtbuchse und dem Stoßboden erzielt, während gleichzeitig auch
eine hinreichende Dichtung im Bereich des Schlottergewindes gewährleistet
ist. Nach Zündung der
in der Brennkammer vorhandenen Kartusche wird die Dichtbuchse durch
den sich aufbauenden sehr hohen Gasdruck gegen den Stoßboden gedrückt, wobei
sie im Bereich des Schlottergewindes dann auch in dieser Richtung
mit den Flanschen des hier aufnehmenden Gewindes verpresst wird,
um auch dort abzudichten.
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Nach
einer noch anderen Weiterbildung der Erfindung kann die Dichtbuchse über einen
Gewindeeinsatz in die zylindrische Ausnehmung eingeschraubt sein.
Hier sind ein speziell geformtes Gewinde am äußeren Umfang der Dichtbuchse
und an der Innenwandung der zylindrischen Ausnehmung vorhanden,
wobei in dieses speziell geformte Gewinde ein entsprechender Gewindeeinsatz
eingeschraubt ist. Dieser Gewindeeinsatz ist zum Beispiel eine Wendel
aus Flachbandmaterial, wobei die Breitenabmessung des Flachbandes
in Radialrichtung der Wendel liegt. Auch hierdurch wird eine gute
Dichtung im Bereich zwischen Dichtbuchse und zylindrischer Ausnehmung
erhalten, wenn die Dichtbuchse in der einen oder anderen Richtung
relativ zum Gehäusegrundkörper verschoben
wird.
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Nach
einer sehr vorteilhaften anderen Weiterbildung der Erfindung ist
die Dichtbuchse mit einem äußeren Umfangsflansch
versehen, wobei eine Druckfeder zwischen dieser und dem Gehäusegrundkörper angeordnet
ist. Durch diese Mittel kann in einfacher Weise die federnde Lagerung
der Dichtbuchse in der zylindrischen Ausnehmung erreicht werden.
Die Druckfeder ist bestrebt, die Dichtbuchse aus der zylindrischen
Ausnehmung herauszudrücken,
woran sie jedoch dadurch gehindert wird, dass die Dichtbuchse gegen
einen in der zylindrischen Ausnehmung vorhandenen Anschlag läuft. Bei
diesem Anschlag kann es sich zum Beispiel um das zuvor erwähnte Schlottergewinde
handeln oder um einen Innenflansch an der Innenwandung der zylindrischen
Ausnehmung, den ein Flansch am Umfangsrand der Dichtbuchse, der
nach außen
weist, hintergreift. Die Federkraft der Druckfeder wird dabei so gewählt, dass
eine gute Anfangsabdichtung zwischen dem äußeren stirnseitigen Bereich
der Dichtbuchse und dem Stoßboden
erhalten wird, wenn dieser in Richtung auf die Dichtbuchse zu bzw.
in Richtung auf den Gehäusegrundkörper zu
verschoben ist.
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Selbstverständlich könnte die
Dichtbuchse innerhalb der zylindrischen Ausnehmung auch so gelagert
werden, dass sie leicht um ihre Zentralachse kippbar ist, um auf
diese Weise Fehlpositionierungen zwischen Stoßboden und Gehäusegrundkörper auszugleichen.
Die Dichtbuchse kann dann zum Beispiel an ihrem zum Gehäusegrundkörper weisenden
Ende einen äußeren Umfangswulst
aufweisen, der in einer die Zentralachse der Dichtbuchse aufnehmenden Ebene
konvex ausgebildet ist. Dieser äußere Umfangswulst
könnte
einstückig
mit der Dichtbuchse verbunden sein oder durch einen in sie eingesetzten und
zum Beispiel elastischen Dichtring erhalten werden.
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Nach
einer sehr vorteilhaften anderen Ausgestaltung der Erfindung ist
der Stoßboden
ein Abschnitt eines massiven, geschlossenen Rings, in dessen Ringebene
die Zentralachse der zylindrischen Ausnehmung liegt.
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Hierdurch
wird ein sehr einfaches und stabiles Verschlussteil erhalten, das
Verschlusskräfte
von etlichen Tonnen tragen kann. Es ist statisch so günstig, dass
das Gerätegewicht
nicht zu hoch wird, und dass Dehnungen erträglich bleiben. Vorzugsweise kann
der Verschlussring mit einer Gasführung für die Pulverschwaden kombiniert
sein, die aus dem Kartuschenlager austreten, das senkrecht zur Geräteachse
steht.
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Der
Verschlussring wird zum Öffnen
und Schließen
des Kartuschenlagers bzw. der zylindrischen Ausnehmung hin und her
geschoben, und zwar in Achsrichtung der Dichtbuchse bzw. der zylindrischen
Ausnehmung. In der geschlossenen Verschlussposition wird der Verschlussring
durch einen Riegel gehalten, der zwischen Gehäusegrundkörper und Verschlussring zu
liegen kommt. Dieser Riegel befindet sich an der der zylindrischen
Ausnehmung radial gegenüberliegenden
Seite des Gehäusegrundkörpers. Der
Riegel kann dabei in den genannten Bereich zwischen Verschlussring
und Gehäusegrundkörper entlang
einer geraden Bahn hineingeführt oder
hineingedreht werden.
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In
Ausgestaltung der Erfindung weist das brennkraftbetriebene Arbeitsgerät ein mündungsseitiges
und relativ zum Gehäusegrundkörper verschiebbares
Stellglied zur Steuerung eines Verschlussmechanismus für den Stoßboden auf,
derart, dass der Verschiebemechanismus den Stoßboden zum Gehäusegrundkörper bewegt,
wenn das Stellglied zum Gehäusegrundkörper verschoben
wird, und den Stoßboden
vom Gehäusegrundkörper wegbewegt,
wenn sich das Stellglied vom Gehäusegrundkörper wieder
entfernt. Insofern kann der Betriebsablauf des Arbeitsgeräts in einfacher
Weise mit der Ansetz- bzw. Absetzbewegung des Geräts gesteuert
werden.
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Darüber hinaus
ist es in zusätzlicher
Ausgestaltung der Erfindung möglich,
Kartuschen in den Bereich zwischen Dichtbuchse und Stoßboden abhängig von
der Verschiebeposition des Stellgliedes zu transportieren, also
in die Feuerstellung hineinzubringen oder aus dieser herauszuführen. Verschiebt sich
das Stellglied in Richtung zum Gehäusegrundkörper, könnte ein Stellenmechanismus
vorgespannt werden, der dann die verbrauchte Kartusche aus der Feuerstellung
heraus führt
und die nächste
Kartusche in die Feuerstellung bringt, nachdem sich das Stellglied
wieder weit genug vom Gehäusegrundkörper entfernt
und die Dichtbuchse sich weit genug vom Stoßboden wegbewegt hat.
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Als
Kartuschen können
zum Beispiel Blisterkartuschen verwendet werden, die zu einem Gurt
miteinander verbunden sind. Dies ermöglicht einen einfacheren Transport
von Kartuschen zur Feuerstellung bzw. von dieser weg.
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Vorzugsweise
ist der Gurt so ausgestaltet, dass die Blisterkartuschen nur über eine
Seite des Gurts hinausstehen und die andere flache Gurtrückseite
auf dem Stoßboden
zu liegen kommt. Die Gurtrückseite
kann mit einer elektrisch leitenden Folie versehen sein, die als
Gegenelektrode dient, um die Kartusche etwa durch einen elektrischen
Lichtbogen zwischen einer Anode und der Gegenelektrode zünden zu
können.
Die Anode könnte
sich dabei im Stoßboden
befinden.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die zum Stoßboden weisende
Stirnfläche
der Dichtbuchse einen umlaufenden, nasenartigen Vorsprung aufweist,
der sich in Axialrichtung erstreckt und in Radialrichtung gesehen
innen liegt. Darüber hinaus
kann der Stoßboden
auch eine umlaufende Nut zur Aufnahme des nasenartigen Vorsprungs
aufweisen.
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Ziel
ist es, schon bei kleinem Gasdruck und kleinem Anpressdruck eine
möglichst
hohe Anfangsdichtheit zwischen Dichtbuchse und Stoßboden insbesondere
bei Verwendung von Blisterkartuschen zu erreichen. Diese hohe Anfangsdichtheit
wird vorzugsweise durch Verformung der Blisterfolie ermög licht.
Um die hierfür
benötigte
Anpresskraft klein zu halten, erfolgt die Verformung mit einem möglichst schmalen
nasenartigen Vorsprung bzw. möglichst kleiner
Schneide. Damit die Folie der Blisterkartusche nicht durch die sehr
hohen Schließkräfte bei sich
ausgebildetem hohen Gasdruck durchstanzt wird, ist vorgesehen, die
Dichtbuchse auf Anschlag zu fahren, und die Schneidenhöhe so gering
zu halten, dass die Schneide nicht durch die Folie hindurchdringen
kann. Der Anschlag erfolgt auf der Folie in einem ebenen Bereich
der Stirnseite der Dichtbuchse. Das hat den Vorteil, dass die Toleranzen
leichter eingehalten werden können,
da nur zwei kleine Abmessungen beteiligt sind. Auch ist zu beachten,
dass der Abstützbereich
auf der Folie groß ist
im Vergleich zur Foliendicke. So kann ein Extrudieren der Folie
unter hoher Schließkraft
vermieden werden.
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Nach
einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die
zum Stoßboden
weisende Stirnfläche
der Dichtbuchse parallel zu diesem liegt und der ansonsten ebene
Stoßboden
dieser Stirnfläche
gegenüberliegend
einen umlaufenden, nasenartigen Vorsprung aufweist.
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Auch
durch diesen nasenartigen Vorsprung am Stoßboden wird schon bei kleinem
Gasdruck und kleinem Anpressdruck eine relativ hohe Anfangsdichtheit
erzielt. Selbstverständlich
muss auch hier wieder darauf geachtet werden, dass der nasenartige Vorsprung
die Blisterstreifenfolie nicht durchtrennt, wenn er in die Rückseite
des Kartuschengurts eindringt.
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Eine
noch andere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die
zum Stoßboden
weisende Stirnfläche
der Dichtbuchse parallel zu diesem liegt und der ansonsten ebene
Stoßboden
einen kegelstumpfartigen Vorsprung aufweist, der in die Dichtbuchse
hineinragt, wenn diese gegen den Stoßboden drückt. Der innenseitige Umfangsrand
der Dichtbuchse, der dem Stoßboden
gegenüberliegt, berührt dabei
nicht die Umfangsfläche
des kreisscheibenartigen Vorsprungs, die geneigt zur Axialrichtung
der Dichtbuchse verläuft,
sodass dazwischen zwar die Blisterfolie des Kartuschenstreifens zusammengequetscht
wird, wenn die Dichtbuchse gegen den Stoßboden bewegt wird, jedoch
keine Durchtrennung erfolgt. Auch hierdurch lässt sich somit eine relativ
hohe Anfangsdichtheit bei noch kleinem Gasdruck und kleinem Anpressdruck
erhalten.
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In
Weiterbildung der Erfindung kann die zum Stoßboden weisende Stirnfläche der
Dichtbuchse parallel zu diesem liegen und der ansonsten ebene Stoßboden einen
kreisscheibenförmigen
Vorsprung aufweisen, dessen Umfangskante dem Innenrand der Dichtbuchse
gegenüberliegt.
Bewegen sich Stoßboden
und Dichtbuchse aufeinander zu, kann die Umfangskante in die Kunststoffolie
der Blisterkartusche eindringen und so zu einer guten Dichtwirkung
beitragen, ohne jedoch die Kunststofffolie zu durchtrennen.
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Die
Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele der
Erfindung dar. Es zeigen:
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1 einen
Axialschnitt durch ein brennkraftbetriebenes Arbeitsgerät im Bereich
der Dichtbuchse;
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2 einen
Schnitt der Linie A-A in 1;
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3 einen
Axialschnitt durch das Arbeitsgerät in angepresstem Zustand;
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4 Längsschnitt
und Draufsicht eines Kartuschenstreifens mit Blisterkartuschen zur
Verwendung im Arbeitsgerät
nach der Erfindung;
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5 einen
Axialschnitt durch ein weiteres Arbeitsgerät nach der Erfindung;
-
6 eine
Dichteinrichtung zwischen Dichtbuchse und Gehäusegrundkörper;
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7 eine
weitere Dichteinrichtung zur Abdichtung eines Spalts zwischen Dichtbuchse
und Gehäusegrundkörper;
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8 eine
noch weitere Dichteinrichtung zur Abdichtung eines Spalts zwischen
Dichtbuchse und Gehäusegrundkörper;
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9 den
Aufbau der Dichtbuchse in ihrem zum Stoßboden weisenden Randbereich;
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10 den
Aufbau einer weiteren Dichtbuchse in ihrem zum Stoßboden weisenden
Randbereich;
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11 eine
Strukturierung des Stoßbodens in
einem der Dichtbuchse ge genüberliegenden
Bereich;
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12 eine
weitere Strukturierung des Stoßbodens
in einem der Dichtbuchse gegenüberliegenden
Bereich;
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13 eine
noch andere Stukturierung des Stoßbodens; und
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14 eine
besondere Ausbildung der Kunststofffolie einer Blisterkartusche
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Ein
erstes Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 näher erläutert. Es
handelt sich hier um ein pulverkraftbetriebenes Gerät, mit dessen
Hilfe Befestigungselemente in Gegenstände hineingeschossen werden
können.
Als Kartuschen kommen Blisterkartuschen zum Einsatz, die gurtförmig miteinander
verbunden sind.
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Zum
Setzgerät
nach den 1 bis 4 gehört ein Gehäusegrundkörper 1,
in welchem sich eine zylindrische Kolbenkammer 2 befindet.
Die Kolbenkammer 2 nimmt einen Treibkolben 3 auf,
der in Axialrichtung der Kolbenkammer 2 verschiebbar gelagert
ist. Die Zentralachse der Kolbenkammer 2 trägt das Bezugszeichen 4 und
stimmt mit der Längsrichtung
des Setzgeräts überein.
Innerhalb des Gehäusegrundkörpers 1 befindet
sich weiterhin eine zylindrische Ausnehmung 5, deren Zylinderachse 6 senkrecht
zur Zentralachse 4 verläuft.
Im unteren Bereich der zylindrischen Ausnehmung 5 steht
diese über
einen Verbindungskanal 7 mit der Kolbenkammer 2 in Verbindung,
wobei der Verbindungskanal 7 zu einem Teil koaxial zur
Zylinderachse 6 und zu einem weiteren Teil koaxial zur
Zentralachse 4 verläuft.
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Der
offenen Seite der zylindrischen Ausnehmung 5 gegenüberliegend
ist ein Stoßboden 8 angeordnet,
der auf den Gehäusegrundkörper 1 zu
bewegbar bzw. von diesem wieder wegbewegbar ist. Der Stoßboden 8 ist
also im vorliegenden Fall in Längsrichtung
der Zylinderachse 6 bzw. der zylindrischen Ausnehmung 5 verschiebbar
gelagert. Wie insbesondere die 2 erkennen
lässt,
ist der Stoßboden 8 ein
Abschnitt eines massiven, geschlossenen Rings 8a, in dessen
Ringebene die Zentralachse 6 der zylindrischen Ausnehmung 5 liegt.
Senkrecht durch die Ringebene hindurch tritt die Zentralachse 4 der
Kolbenkammer 2. Der geschlossene Ring 8a ist vorzugsweise
einstückig
und zum Beispiel aus Stahl hergestellt. Er ist so dimensioniert,
dass er Verschlusskräfte
von mehreren Tonnen tragen kann. Andererseits ist dieser Verschlussring
so günstig,
dass das Gerätegewicht
nicht zu hoch wird und die Dehnungen erträglich bleiben.
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Die 1 zeigt
einen Zustand, bei dem der Verschlussring 8a so verschoben
worden ist, dass der Stoßboden 8 seinen
geringsten Abstand zum Gerätegrundkörper 1 aufweist.
Dagegen zeigt die 2 einen Verschiebezustand des
Verschlussringes 8a, in welchem der Stoßboden 8 am weitesten
vom Gerätegrundkörper 1 entfernt
zu liegen kommt. In diesem Zustand kann ein Gurt 9 mit
Blisterkartuschen 10 innerhalb des Bereichs zwischen Stoßboden 8 und
Gerätegrundkörper 1 positioniert
werden. Zu diesem Zweck ist die zum Gerätegrundkörper 1 weisende Fläche des
Stoßbodens 8 in
dem der zylindrischen Ausnehmung 5 gegenüberliegenden
Bereich im wesentlichen flach bzw. eben ausgebildet, wobei sie zur
Führung
des Gurts 9 dient. Die Blisterkartuschen 10 befinden
sich an nur einer Seite des Gurts 9 liegend, so dass sich
dieser mit seiner anderen und flachen Rückseite gegen die ebene Fläche des
Stoßbodens 8 schmiegen
kann. An dieser wird der Gurt 9 entlang geführt, und
zwar in Richtung der Zentralachse 4 bzw. Längsrichtung
des Arbeitsgeräts,
wie in 1 zu erkennen ist. Dabei kann der Gurt 9 an
gegenüberliegenden
Längsseiten
von Haltenasen 11 gehalten werden, die ihn zum Teil hintergreifen
und vom Stoßboden 8 abstehen.
Durch Verschiebung des Gurts 9 in seiner Längsrichtung
lässt sich
somit eine jeweilige Blisterkartusche 10 in eine Feuerstellung
bringen oder aus dieser heraus transportieren, die jeweils der zylindrischen
Ausnehmung 5 gegenüberliegt.
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In
die zylindrische Ausnehmung 5 ist eine Dichtbuchse 12 eingesetzt,
die in ihrer Längsrichtung verschiebbar
ist, und zwar in Längsrichtung
der Zylinderachse 6. Mit dieser ist die Zylinderachse der Dichtbuchse 12 koaxial.
Die Dichtbuchse 12 ist in einen Schraubring 13 gleitend
verschiebbar eingesetzt, der seinerseits mit seinem Außengewinde
in ein Innengewinde einer im Gehäusegrundkörper 1 vorhandenen
Ausnehmung eingeschraubt ist. An dem zum Gehäusegrundkörper 1 weisenden Ende der
Dichtbuchse 12 ist auf diese außen ein Umfangsflansch 14 aufgeschraubt.
Er hintergreift den Schraubring 13, um zu verhindern, dass
die Dichtbuchse 12 aus der zylindrischen Ausnehmung 5 herausfällt. An
ihrem zum Stoßboden 8 weisenden
Ende weist die Dichtbuchse 12 einen weiteren umfangsseitigen
Außenflansch 15 auf.
Zwischen diesem Außenflansch 15 und
der freiliegenden Oberfläche
des Schraubrings 13 ist eine Druckfeder 16 angeordnet, die
bestrebt ist, die Dichtbuchse 12 in Richtung des Stoßbodens 8 zu
drücken.
Aufgrund des Umfangsflansches 14 kann die Dichtbuchse 12 aber
nicht aus der zylindrischen Ausnehmung 5 herausgerückt werden,
da der Schraubring 13 dem Umfangsflansch 14 im
Wege steht.
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Befindet
sich der Verschlussring 8a in der in 2 gezeigten
Stellung, ist der Stoßboden 8 am weitesten
vom Gehäusegrundkörper 1 entfernt.
Jetzt kann durch Transport des Gurts 9 eine neue Blisterkartusche 10 in
die Feu erstellung oberhalb der Dichtbuchse 12 gebracht
werden. Die Dichtbuchse 12 wird durch die Druckfeder 16 am
weitesten aus der zylindrischen Ausnehmung 5 herausgedrückt, wobei
diese Position dadurch fixiert wird, dass der Umfangsflansch 14 gegen
die Innenseite des Schraubrings 13 schlägt. Wird der Verschlussring 8a in 2 nach
unten bewegt, wird die in der Feuerstellung befindliche Blisterkartusche 10 zunächst in
den oberen trichterförmigen
Bereich der Dichtbuchse 12 hineingeführt. Bei weiterer Bewegung
des Verschlussrings 8a nach unten in 2 kommt
schließlich
der Bereich des Gurts 9 seitlich zur Blisterkartusche 10 mit
der freien Stirnfläche
der Dichtbuchse 12 in Berührung, die dann bei noch weiterer
Bewegung des Verschlussrings 8a nach unten gegen die Kraft
der Feder 16 in die zylindrische Ausnehmung gedrückt wird.
Dieser Zustand ist in 1 gezeigt. Die Druckfeder 16 wird bei
dieser letzten Bewegung der Dichtbuchse 12 komprimiert,
so dass sie die Dichtbuchse 12 mit einer gewissen Anfangsdichtkraft
gegen den Gurt 9 bzw. Stoßboden 8 drückt. Diese
Anfangsdichtkraft reicht aus, um einen ordnungsgemäßen Verbrennungsvorgang
innerhalb der Dichtbuchse 12 nach Zünden der Blisterkartusche 10 zu
gewährleisten.
Baut sich in der Dichtbuchse 12 infolge der Zündung der
Blisterkartusche 10 der Druck weiter und bis zum Maximaldruck auf,
wird hierbei die Dichtbuchse 12 durch die Wirkung dieses
Drucks weiter in Richtung zum Stoßboden 8 gepresst,
um dort eine hinreichende Dichtung zu erzielen. Zu diesem Zweck
wird die Dichtbuchse 12 über ihre untere Stirnfläche 17 vom
Verbrennungsdruck beaufschlagt. Mit anderen Worten ist die Dichtungsbuchse 12 selbstdichtend.
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Kolbenringe 18 (so
genannte FEY-Ringe) umgeben die Dichtbuchse 12 und befinden
sich in einer innenliegenden Umfangsnut 19 des Schraubrings 13.
Durch sie wird der Spaltbereich zwischen der Dichtbuchse 12 und
der Innenwand des Schraubrings 13 abgedichtet, wenn sich
innerhalb der Dichtbuchse 12 (Kartuschenlager bzw. Brennraum)
der hohe Druck infolge der Zündung
der Blisterkartusche 10 ausbildet.
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Am
Boden der zylindrischen Ausnehmung 5 befindet sich noch
eine Platte 20 mit Durchgangsöffnungen 21 in Richtung
zum Verbindungskanal 7 zwecks Bildung einer Drosselstelle.
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Zur
Zündung
einer sich in der Feuerstellung befindlichen Blisterkartusche 10 ist
im Stoßboden 8 ein
Isolator 22 vorgesehen, in welchem sich eine Anode 23 befindet,
mit deren Hilfe durch einen Kanal 24 hindurch ein Lichtbogen
zwischen der Anode 23 und einer elektrisch leitenden Folie 25 erzeugt
werden kann, die sich auf der Rückseite
des Gurts 9 befindet. Infolge des Auftreffens des Lichtbogens
auf die Rückseite
des Gurts 9 schmilzt die dortige elektrisch leitende Folie 25,
und es wird ein in der Blisterkartusche 10 vorhandener
Zündsatz 26 gezündet, der
seinerseits die ebenfalls in der Blisterkartusche 10 vorhandene
Treibladung 27 zündet.
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Um
zu verhindern, dass beim Zünden
der Treibladung 27 der Stoßboden 8 wieder vom
Gehäusegrundkörper 1 weg
bewegt wird, wird der Verschlussring 8a verriegelt. Hierzu
dient ein Verschlussriegel 28, der in 1 zu
erkennen ist. Wird der Verschlussring 8a aus seiner in 2 gezeigten Stellung
nach unten verschoben, so wird zunächst über den Stoßboden 8 die Dichtbuchse 13 nach
unten gedrückt,
also in den Gehäusegrundkörper 1 hinein
und entgegen der Kraft der Druckfeder 16. Es bildet sich
dann ein Spalt zwischen dem unteren Bereich des Gehäusegrundkörpers 1 und
dem Verschlussring 8a, wie 1 zeigt.
In diesen Spalt kann dann der Verschlussriegel 28 hineingeführt werden, um
zu verhindern, dass sich der Verschlussring 8a in 1 wieder
nach oben bewegt. Die Bewegungssteuerung des Verschlussringes 8a kann
auch über den
Verschlussriegel 28 erfolgen, der zu diesem Zweck in seinem
rechts in 1 liegenden Spitzenbereich als
Keil 29 ausgebildet ist. Die Keilfläche weist vom Gehäusegrundkörper 1 weg
und kann über
eine Stellfläche 30 den
Verschlussring 8a verschieben, und zwar entgegen der Wirkungsrichtung einer
nicht dargestellten Rückstellfeder.
Ausgehend vom Zustand nach 2 kann somit
der Keil 29 auf den Verschlussring 8a zubewegt
werden und über die
Stellfläche 30 am
Verschlussring 8a diesen in die in 1 gezeigte
Stellung drücken,
wozu die Keilfläche
des Keils 29 auf die Stellfläche 30 aufläuft. Der Verschlussring 8a wird
dann gegen die Kraft der nicht dargestellten Rückstellfeder bewegt. Wird der
Verschlussriegel 28 wieder nach links in 1 bewegt und
verlässt
er den Bereich zwischen Gehäusegrundkörper 1 und
Verschlussring 8a, so stellt die Rückstellfeder den Verschlussring 8a wieder
in seine in 2 gezeigte Stellung.
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Sowohl
die Verschiebebewegung des Verschlussrings 8a als auch
das Zuführen
und Abführen von
Blisterkartuschen 10 in die Feuerstellung sowie die Bewegung
des Verschlussriegels 28 können in Übereinstimmung mit dem Anset zen
bzw. Abnehmen des Arbeitsgeräts
an bzw. von einem Gegenstand erfolgen.
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Die 3 zeigt
das Setzgerät
nach den 1 und 2 teilweise
im Schnitt und in einem Zustand, in welchem es mit seiner Spitze
bzw. Mündung
gegen einen Gegenstand 31 gedrückt worden ist.
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Wie
die 3 erkennen lässt,
gehört
zum Setzgerät
ein mündungsseitiges
und relativ zum Gehäusegrundkörper 1 verschiebbares
Stellglied 32, das auf einem Mündungsrohr 33 in Richtung
der Zentralachse 4 des Setzgeräts verschiebbar gelagert ist. Das
Mündungsrohr 33 ist
in den Gehäusegrundkörper 1 eingeschraubt
und nimmt die Kolbenstange 34 des Kolbens 3 auf.
Eine Druckfeder 35 umgibt das Mündungsrohr 33 und
liegt zwischen dem vorderen Ende des Gehäusegrundkörpers 1 und der zu
ihm weisenden Stirnfläche
des Stellglieds 32. Durch die Druckfeder 35 wird
das Stellglied 32 bis zu einem nicht dargestellten Anschlag
vom Gehäusegrundkörper 1 weg
gedrückt.
Mit dem Stellglied 32 ist ein stangenförmiger Verschlussriegel 28 fest
verbunden, der entlang der Zentralachse 4 in Richtung zum
Gehäusegrundkörper 1 und
in diesen hinein verläuft.
Der Verschlussriegel 28 weist an seinem zum hinteren Ende
des Gehäusegrundkörpers 1 zeigenden
Ende einen Keil 29 auf. Ist das Setzgerät mit seinem Stellglied 32 nicht
gegen den Gegenstand 31 gedrückt, treibt die Druckfeder 35 das
Stellglied 32 nach vorn, so dass der Verschlussriegel 28 nicht
zwischen dem Gehäusegrundkörper 1 und
dem Verschlussring 8a zu liegen kommt. Eine nicht dargestellte
Rückstellfeder
drückt
somit den Verschlussring 8a in 3 nach oben
und somit den Stoßboden 8 von
der Ausnehmung 5 weg. Jetzt kann eine Blisterkartusche 10 in die
Feuerstellung gebracht werden. Ist das Setzgerät jedoch mit einer Mündung bzw.
mit seinem Stellglied 32 gegen den Gegenstand 31 gedrückt, so
kann nunmehr ein im Mündungsrohr 33 befindliches
Befestigungselement 40 in den Gegenstand 31 hinein
getrieben werden. Das Stellglied 32 ist in Richtung zum Gehäusegrundkörper 1 verschoben
und die Druckfeder 35 komprimiert. Der Verschlussriegel 28 ist
ebenfalls in den Gehäusegrundkörper 1 eingefahren,
wobei sein vorderer Keil 29 über die Stellfläche 30 den Verschlussring 8a herunter
gedrückt
hat, so dass die Dichtbuchse 12 nunmehr über den
Stoßboden 8 ins innere
der zylindrischen Ausnehmung 5 geschoben ist. Die Dichtbuchse 12 wird
jetzt über
die Druckfeder 16 gegen den Stoßboden 8 gedrückt, so
dass nunmehr eine gewisse Anfangsdichtkraft zur Abdichtung des Spalts zwischen
Dichtbuchse 12 und Blisterkartuschengurt 9 erhalten
wird. Wird jetzt der Trigger 39 betätigt, wird die Kartusche 10,
die sich in der Feuerstellung befindet, gezündet, so dass zunächst die Dichtbuchse 12 noch
weiter in Richtung Stoßboden 8 gedrückt wird,
um eine noch bessere Dichtwirkung zu erzielen. Dies erfolgt durch
Druckwirkung über
die untere Stirnfläche 17 der
Dichtbuchse 12. Der sich darin ausbildende, sehr hohe Druck
im Kartuschenlager bzw. in der Brennkammer treibt dann über den Verbindungskanal 7 hindurch
den Treibkolben 3 an, um ihn nach vorn zu beschleunigen.
Mit dem Abnehmen des Setzgeräts
vom Gegenstand 31 wird das Stellglied 32 mittels
der Druckfeder 35 wieder nach vorn getrieben, wobei diese
Bewegung gleichzeitig auch dazu ausgenutzt werden kann, den Blisterkartuschengurt 9 in
Richtung zur Mündung
des Setzgeräts zu
transportieren, um auf diese Weise eine verbrauchte Blisterkartusche 10 aus
der Feuerstellung zu entfernen und eine neue zuzuführen. Dabei
wird der Blisterkartuschengurt 9 aus einem Magazin 41 herausgeführt, in
welchem er rollenförmig
aufgewickelt ist. Dieser Transport des Blisterkartuschengurts 9 kann
natürlich
nur dann erfolgen, nachdem der Stoßboden 8 wieder weit
genug von der zylindrischen Ausnehmung 5 weggefahren worden
ist.
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Die 4 zeigt
nochmals in vergrößerter Darstellung
den Aufbau des Blisterkartuschengurts 9. Er besteht aus
einer elektrisch leitenden Folie 25, die beispielsweise
eine Aluminiumfolie ist. Auf dieser liegen im Abstand Zündsätze 26,
auf denen sich jeweils eine Treibladung 27 befindet. Die
jeweiligen Gruppen aus Zündsatz 26 und
Treibladung 27 sind durch eine Kunststofffolie 42 abgedeckt,
um jeweils Blisterkartuschen 10 zu bilden. Jede der Blisterkartuschen 10 weist
in ihrem erhabenen Bereich einen in der Folie 42 vorhandenen
Reisstern auf, also ein Gebilde dünnerer Wanddicke. Es ist mit
dem Bezugszeichen 43 versehen. Der Reisstern weist auf
den Führungszapfen 15 zu,
wenn sich die Blisterkartusche 10 in der Feuerstellung
befindet. Nach Zündung
der Treibladung 27 öffnet
sich die Blisterkartusche 10 infolge des Reissterns 43 relativ
schnell, so dass sich der Druck mit hohem Wirkungsgrad aufbauen
kann.
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Ein
zweites Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Arbeitsgeräts ist in 5 gezeigt. Gleiche
Teile wie in den 1 bis 4 sind mit
den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht nochmals beschrieben.
Der Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel
besteht darin, dass hier die zylindri sche Ausnehmung 5 koaxial
zur Kolbenkammer 2 liegt. Die Zentralachse 4 ist
somit identisch mit der Zentralachse 6. Der Stoßboden 8 ist
wiederum vom Gehäusegrundkörper 1 weg
bewegbar oder in Richtung zum Gehäusegrundkörper 1 bewegbar, während die
Dichtbuchse 12 federnd in der zylindrischen Ausnehmung 5 gehalten
ist. Hierzu dient die Druckfeder 16, die sich zwischen
dem Flansch 15 und dem Gehäusegrundkörper 1 erstreckt.
Sie hat das Bestreben, die Dichtbuchse 12 vom Gehäusegrundkörper 1 wegzudrücken. Allerdings
kann dies nicht geschehen, da die Dichtbuchse 12 über ein
umfangsseitiges Außengewinde
in ein Innengewinde an der Umfangswandung der zylindrischen Ausnehmung 5 eingeschraubt
ist. Dieses Gewinde trägt
das Bezugszeichen 36 und ist als so genanntes Schlottergewinde ausgebildet.
Es verhindert, dass die Druckfeder 16 die Dichtbuchse 12 aus
der zylindrischen Ausnehmung 5 herausdrückt, lässt aber gleichzeitig zu, dass der
Stoßboden 8 die
Dichtbuchse 12 entgegen der Kraft der Druckfeder 16 in
die zylindrische Ausnehmung 5 hineindrücken kann. Es wird somit für eine gewisse
Anfangsdruckkraft im Bereich zwischen Dichtbuchse 12 und
Stoßboden 8 gesorgt.
Erfolgt die Zündung
der Blisterkartusche 10 im Brennraum, wird durch den dabei
entstehenden hohen Druck die Dichtbuchse 12 über ihre
untere Stirnfläche 17 weiter in
Richtung zum Stoßboden 8 gedrückt, um
zu ihm eine vollständige
Abdichtung zu erzielen. Diese Abdichtung wird dann auch im Bereich
des Schlottergewindes 36 erhalten. Zusätzlich sind wiederum FEY-Ringe 37 in
einer Umfangsnut 38 der Dichtbuchse 12 vorhanden,
um auch dort eine Spaltabdichtung vorzunehmen.
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Die
Blisterkartusche 10 wird kurz nach ihrer Zündung, nachdem
sie sich auszudehnen begonnen hat, durch eine Nadel 3a geöffnet, die
auch durch eine Schneide ersetzt werden kann. Diese Nadel bzw. Schneide 3a steht
vom rückseitigen
Ende des Treibkolbens 3 ab und durchragt die Durchgangsöffnung 7.
Die Undichtheit der Nadel in Richtung Treibkolben 3 sollte
gering sein. Es ist daher auch noch vorgesehen, dass das Pulver
aus der Treibladung den Spalt 7a der Nadel 3a zum
Kartuschenlager abdichtet. Am Übergang
von der Nadel 3a zum Treibkolben 3 sowie an den äußeren Kanten
des Treibkolbens 3 sind Wirbelkammern 3b vorgesehen,
die den eventuellen Durchtritt von Pulverkörnern sowie den Durchtritt
von Gasen behindern.
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Die 6 zeigt
genauer die Möglichkeit
der Abdichtung eines Spalts zwischen der Dichtbuchse 12 und
der Innenwandung der zylindrischen Ausneh mung 5 unter Verwendung
von zumindest drei FEY-Ringen 47, 48 und 49.
Sie liegen in einer ringförmigen
Nut 46 an der äußeren Umfangswandung
der Dichtbuchse 12. Bei den FEY-Ringen handelt es sich um
geschlitzte Federringe, die ähnlich
wie Kolbenringe konstruiert sind. Bei ihnen ist die Wahrscheinlichkeit,
dass alle drei Schlitze bzw. Stoßstellen der Ringe übereinander
stehend, praktisch so gering, dass sie auszuschließen ist.
Baut sich ein Druck innerhalb der Brennkammer bzw. des Kartuschenlagers
auf, pflanzt sich dieser in die umlaufende Nut 46 fort
und drückt
die FEY-Ringe 47 bis 49 einerseits nach oben in
Richtung zum Stoßboden 8 und
andererseits radial nach außen
gegen die Umfangswand der zylindrischen Ausnehmung 5, so
dass auf diese Weise eine sehr gute Spaltabdichtung erzielt wird.
Die jeweiligen Druckwirkungsrichtungen sind durch die eingezeichneten
Pfeile markiert.
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Entsprechend 7 kann
zwischen Dichtbuchse 12 und Innenwand der zylindrischen
Ausnehmung 5 auch eine metallische Lippendichtung realisiert
sein. Hierzu weist die Dichtbuchse 12 an ihrem vom Stoßboden 8 wegweisenden
Ende eine in ihrer Stirnfläche 50 verlaufende
Umfangsausnehmung 51 zur Bildung eines solch dünnen Außenwandabschnitts 52 auf,
dass dieser durch Gasdruck gegen die Innenwand 53 der zylindrischen
Ausnehmung 5 drückbar
ist.
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Eine
noch weitere Möglichkeit
zur Abdichtung des Spalts zwischen Dichtbuchse 12 und Innenwand
der zylindrischen Ausnehmung 5 ist in 8 gezeigt.
Hier sind in der Umfangswand der zylindrischen Ausnehmung 5 und
in der Umfangsfläche
der Dichtbuchse 12 Hohlräume 44 vorhanden,
in die ein Gewindeeinsatz 47 eingelegt ist. Die Hohlräume 44 sind
wendelartig ausgeführt
und nehmen den wendelartig ausgebildeten Gewindeeinsatz 45 auf.
Links in 8 ist der entspannte Zustand
gezeigt, während rechts
in 8 der eingefederte Zustand dargestellt ist. Durch
den Gewindeeinsatz 45 wird einerseits eine gute Spaltabdichtung
erhalten, während
er andererseits wie eine sehr steife Rückstellfeder wirkt. Durch ihn
kann mit vorgegebener Federkraft die Dichtbuchse 12 gegen
den Stoßboden 8 gedrückt werden,
wenn dieser zum Gerätegrundkörper 1 hin bewegt
worden ist, um eine sehr gute Anfangsdichtung im Bereich zwischen
Dichtbuchse 12 und Stoßboden 8 zu
erhalten.
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Wie
bereits erwähnt,
sollte beim Zünden
einer in der Feuerstellung liegenden Blisterkartusche 10 bereits
bei kleinem Gasdruck und kleinem Anpressdruck eine gewisse Anfangsdichtheit
vorhanden sein. Dies wird vorteilhaft auch durch Verformung der
Blisterkartuschenfolie erreicht. Dieser Teil der Anpresskraft kann
also nur durch Minimierung der verformten Folienoberfläche klein
gehalten werden. Die Verformung erfolgt dabei mit einer möglichst
schmalen Schneide. Das die Blisterkartuschenfolie nicht durch die
sehr hohen Schließkräfte bei
hohem Gasdruck durchstanzt wird, wird dadurch verhindert, dass die
Dichtbuchse 12 auf Anschlag fährt, und die Schneidenhöhe so gering
gehalten wird, dass die Schneide nicht die Folie durchdringen kann.
Der Anschlag erfolgt auf der Folie in einem ebenen Bereich. Das
hat den Vorteil, dass die Toleranzen leichter eingehalten werden
können,
da nur zwei kleine Abmessungen beteiligt sind. Auch ist der Abstützbereich
auf der Blisterkartuschenfolie groß im Vergleich zur Foliendicke.
So kann ein Extrudieren der Folie unter hoher Schließkraft vermieden
werden.
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Zur
Wirkung des Dichtbereichs in der Nähe der Blisterkartuschenfolie
gehört
auch, dass auf der druckabgewandten Seite der Dichtung ein ausreichend
großer
Spalt vorgesehen ist, in dem eventuell ausströmende Gase keine Kraft zum Öffnen der Dichtbuchse 12 erzeugen
können.
Hierdurch wird sichergestellt, dass die Dichtbuchse 12 von
den Verbrennungsgasen der Blisterkartusche 10 stets in Dichtrichtung
gedrückt
wird.
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Die 9 zeigt
eine mögliche
Ausgestaltung der dem Stoßboden 8 zugewandten
Stirnfläche
der Dichtbuchse 12. Diese Stirnfläche der Dichtbuchse 12 weist
einen umlaufenden, nasenartigen Vorsprung 54 auf, der sich
in Axialrichtung erstreckt und in Radialrichtung gesehen innen liegt.
In 8 baut sich der hohe Innendruck rechts auf. Der
nasenartige Vorsprung 54 dringt schon bei kleinem Gasdruck bzw.
kleinem Anpressdruck in die Blisterkartuschenfolie 42 ein
und sorgt somit für
eine ausreichende Anfangsdichtung. Bei maximalem Druck im Brennraum bzw.
Kartuschenlager erfolgt ein weiteres Eindringen des Vorsprungs 54 in
die Folie 42, ohne diese jedoch zu durchtrennen. Hierfür sorgt
der anschließende
flache Bereich 55 der Dichtbuchse 12, der auf
Anschlag gegen die Folie 42 gefahren wird. Die strichpunktierte Linie
verdeutlicht die Lage der Dichtbuchse 12 bei maximalem
Innendruck. Die Stirnfläche
der Dichtbuchse 12 ist außen weiter zurückgenommen,
und zwar in dem Bereich 56. Sollten Gase aus dem Innenraum
austre ten, können
diese dort keine Kraft mehr zum Öffnen
der Dichtbuchse 12 erzeugen.
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Eine
weitere Ausbildung der zum Stoßboden 8 weisenden
Stirnseite der Dichtbuchse 12 ist in 10 gezeigt.
Rechts liegt wiederum die Druckseite bzw. der Brennraum. Hier ist
im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel
nach 9 der nasenartige Vorsprung 54a keilförmig ausgebildet,
derart, dass er ausgehend vom Druckraum radial nach außen in Richtung
zum Stoßboden 8 ansteigt.
Es ergibt sich somit ein radialer Keilspalt 57, der von
den Folien 25, 42 ausgefüllt wird und für eine sehr
gute Anfangsabdichtung sorgt.
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Die 11 und 12 zeigen
weitere Ausführungsbeispiele
zur Anfangsabdichtung, wobei jetzt jedoch entsprechende Strukturen
im Stoßboden 8 vorhanden
sind. Nach 11 liegt die zum Stoßboden 8 weisende
Stirnfläche 55 der
Dichtbuchse 12 parallel zum Stoßboden 8, wobei der
ansonsten ebene Stoßboden 8 dieser
Stirnfläche 55 gegenüberliegend
einen umlaufenden, nasenartigen Vorsprung 58 aufweist.
Wird die Dichtbuchse 12 gegen den Stoßboden 8 gedrückt, so
dringt der Vorsprung 58 durch die Deckfolie 25 bzw.
Alufolie einerseits hindurch und andererseits in die Kunststofffolie 42 zum
Teil hinein, und sorgt damit für
eine hinreichend gute Anfangsabdichtung.
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Beim
Ausführungsbeispiel
nach 12 ist ebenfalls die zum Stoßboden 8 weisende
Stirnfläche 55 der
Dichtbuchse 12 parallel zu diesem angeordnet, während der
ansonsten ebene Stoßboden 8 einen
kegelstumpfförmigen
Vorsprung 59 aufweist, der in die Dichtbuchse 12 hineinragt,
wenn diese gegen den Stoßboden 8 drückt. Die
Umfangswand 59a des kegelstumpfartigen Vorsprungs 59 verläuft schräg zur Zylinderachse 6 bzw.
schräg
zur Innenwand der zylindrischen Ausnehmung 5. Auf diese
Weise wird ein axialer Keilspalt 60 zwischen der Innenwand
der zylindrischen Ausnehmung 5 und der schräg verlaufenden
Umfangswand 59a des Vorsprungs 59 erhalten, in
welchem die Folien 25 und 42 eingequetscht sind,
was zu einer guten Anfangsabdichtung führt.
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Die 13 zeigt
eine noch weitere Ausgestaltung des Stoßbodens 8 im Bereich
der Dichtbuchse 12. Hier weist der Stoßboden 8 der Dichtbuchse 12 gegenüberliegend
einen kreisscheibenartigen Vorsprung 61 auf, dessen Umfangsrand
dem Innenrand der Dichtbuchse 12 gegenüberliegt. Wird die Dicht buchse 12 gegen
den Stoßboden 8 gedrückt, fährt die
Kante des kreisscheibenförmigen
Vorsprungs 61 in die Kunststofffolie 42 der Blisterkartusche
ein und bewirkt somit eine Anfangsabdichtung. Blisterkartusche 12 und
Stoßboden 8 werden
auf Anschlag gefahren, wobei die Höhe des kreisscheibenartigen
Vorsprungs 61 so gewählt
ist, dass die Kunststofffolie 42 nicht durchtrennt wird.
Bezogen auf den Stoßboden 8 weist
der kreisscheibenartige Vorsprung 61 eine Höhe auf,
die z.B. 0,1 bis 0,2 mm betragen kann. Dabei muss die Kante des
kreisscheibenartigen Vorsprungs 61 nicht unbedingt mit
der Innenwandung der Dichtbuchse 12 fluchten sondern kann
auch radial gegenüber
dieser versetzt sein.
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Die 14 zeigt
eine besondere Ausgestaltung der Kunststofffolie einer Blisterkartusche
an der dem Stoßboden 8 zugewandten
Seite der Kunststofffolie. Der Stoßboden 8 ist hier
völlig
eben ausgebildet, während
die Kunststofffolie 42 der Blisterkartusche eine in Richtung
zum Stoßboden 8 sowie schräg zum Zentrum
der Dichtbuchse 12 weisende Nase besitzt, die oberhalb
des Innenumfangsrandes der Blisterkartusche 12 liegt. Wird
die Blisterkartusche 12 gegen den Stoßboden 8 gefahren,
wird die Nase, die mit dem Bezugszeichen 42a versehen ist, in
Richtung zum Zentrum der Dichtbuchse 12 gedrückt, sodass
dann in den sich dabei ergebenden Spalt zwischen Stoßboden 8 und
Dichtbuchse 12 das Material der Nase 42a hineingepresst
werden kann, wenn im Inneren der Dichtbuchse 12 ein Überdruck erzeugt
wird. In Ausgestaltung der in 14 gezeigten
Ausführungsform
kann der Stoßboden
auch eine umlaufende bzw. ringförmige
Ausnehmung 62 aufweisen, die der Nase 42a gegenüber liegt,
und in die die Nase eindringen kann, wenn Stoßboden 8 und Dichtbuchse 12 aufeinander
zu bewegt werden. Auch hierdurch lässt sich eine sehr gute Anfangsdichtwirkung
erzielen.