DE102011077832A1

DE102011077832A1 - Treibmittelbehälter für brennkraftbetriebene Bolzensetzgeräte

Info

Publication number: DE102011077832A1
Application number: DE201110077832
Authority: DE
Inventors: Stefan Mayer
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 2011-06-20
Filing date: 2011-06-20
Publication date: 2012-12-20
Also published as: EP2720832A1; AU2012272151A1; US20140191009A1; JP2014519990A; WO2012175235A1; CN103619543A; CA2837136A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Treibmittelbehälter für brennkraftbetriebene Bolzensetzgeräte (1), mit einem Gehäuse und einem Gehäuseinnenraum zur Aufnahme von Treibmittel. Um den Betrieb eines Bolzensetzgeräts weiter zu vereinfachen, ist in dem Gehäuseinnenraum eine Sensoreinrichtung angeordnet, die mindestens eine Zustandsgröße in dem Gehäuseinnenraum erfasst.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Treibmittelbehälter für brennkraftbetriebene Bolzensetzgeräte, mit einem Gehäuse und einem Gehäuseinnenraum zur Aufnahme von Treibmittel. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Bolzensetzgerät mit einem derartigen Treibmittelbehälter. Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Bolzensetzgeräts.
Stand der Technik
Aus der deutschen Patentschrift DE 103 19 646 B3 ist ein Treibmittelbehälter für brennkraftbetriebene Setzgeräte mit einem Gehäuse und einem Gehäuseinnenraum zur Aufnahme von Treibmittel bekannt. An dem Treibmittelbehälter ist eine Datenspeicher-Identifikationseinheit angeordnet, in der Treibmittel-Füllstandsdaten abspeicherbar und auslesbar sind.
Darstellung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, den Betrieb eines Bolzensetzgeräts gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 weiter zu vereinfachen.
Die Aufgabe ist bei einem Treibmittelbehälter für brennkraftbetriebene Bolzensetzgeräte, mit einem Gehäuse und einem Gehäuseinnenraum zur Aufnahme von Treibmittel, dadurch gelöst, dass in dem Gehäuseinnenraum eine Sensoreinrichtung angeordnet ist, die mindestens eine Zustandsgröße in dem Gehäuseinnenraum erfasst. Die Bolzensetzgeräte sind vorzugsweise als tragbare Handgeräte ausgeführt. Zum Setzen eines Befestigungselements wird vorzugsweise Gas als Treibmittel verwendet. Das Treibmittel aus dem Treibmittelbehälter wird in einem Brennraum des Bolzensetzgeräts mit Sauerstoff beziehungsweise Luft zu einem zündfähigen Gemisch vermischt. Wenn das zündfähige Gemisch gezündet wird, dann explodiert es schlagartig, um einen Arbeitskolben anzutreiben. Durch die erfindungsgemäße Sensoreinrichtung im Gehäuseinnenraum des Treibmittelbehälters wird auf einfache Art und Weise eine präzise Zustandserfassung des Treibmittels ermöglicht. Die Sensoreinrichtung kann beim Abfüllen des Treibmittels oder direkt bei der Herstellung des Treibmittelbehälters in diesen integriert werden. Mit der Sensoreinrichtung können die gewünschten Zustandsgrößen direkt im Treibmittel erfasst werden.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Treibmittelbehälters ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuseinnenraum ein elektronisches System angeordnet ist, das die Sensoreinrichtung und/oder eine Signalgeneratoreinrichtung umfasst. Mit dem elektronischen System im Gehäuseinnenraum können die von der Sensoreinrichtung beziehungsweise der Signalgeneratoreinrichtung gelieferten Sensorwerte beziehungsweise Signale in dem Gehäuseinnenraum weiter verarbeitet beziehungsweise an eine weiterverarbeitende Einheit im Bolzensetzgerät übermittelt werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Treibmittelbehälters ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung und/oder eine Signalgeneratoreinrichtung in dem Gehäuseinnenraum mit einem elektronischen System verbunden sind/ist, das außen an dem Treibmittelbehälter angebracht ist. Die in dem Gehäuseinnenraum erfassten Sensorwerte beziehungsweise Signale können, zum Beispiel über eine Funkverbindung, drahtlos an das außen an dem Treibmittelbehälter angebrachte elektronische System übermittelt werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Treibmittelbehälters ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung beziehungsweise das elektronische System so ausgeführt ist, dass mindestens eine, mehrere oder jede der folgenden Zustandsgrößen des Treibmittels in dem Gehäuseinnenraum erfasst wird beziehungsweise werden: Treibmitteltemperatur, Treibmitteldruck, Treibmittelfüllstand, Mischungsverhältnis. Die Zustandsgrößen können außen am Bolzensetzgerät angezeigt werden. Die Zustandsgrößen können vorteilhaft in dem Bolzensetzgerät verwendet werden, um den Ablauf von Funktionen im Betrieb des Bolzensetzgeräts zu steuern beziehungsweise zu regeln.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Treibmittelbehälters ist dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische System einen Mikrokontroller mit oder ohne Speichereinheit umfasst. Die Speichereinheit ermöglicht es, die von der Sensoreinrichtung erfassten Sensorwerte permanent oder nur vorübergehend zu speichern.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Treibmittelbehälters ist dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische System eine Kommunikationsschnittstelle aufweist. Die Kommunikationsschnittstelle ermöglicht es zum Beispiel, die von der Sensoreinrichtung erfassten Sensorwerte und/oder die von dem Signalgenerator erzeugten Signale drahtlos, zum Beispiel per Funk, oder über eine kontaktbehaftete Verbindung an eine außerhalb des Treibmittelbehälters angeordnete Geräteelektronik des Bolzensetzgeräts zu übermitteln.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Treibmittelbehälters ist dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische System eine Antenne umfasst. Die Antenne kann aus dem Treibmittelbehälter herausragen oder in das Gehäuse des Treibmittelbehälters integriert sein.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Treibmittelbehälters ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung mehrere Sensoren umfasst, und/oder, dass die Signalgeneratoreinrichtung mehrere Signalgeneratoren umfasst. Die Sensoren und/oder die Signalgeneratoren können in das elektronische System integriert sein. Die Sensoren beziehungsweise Signalgeneratoren können aber auch außerhalb des elektronischen Systems angeordnet sein, und nur durch entsprechende Signalleitungen oder drahtlos mit diesem verbunden sein.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Treibmittelbehälters ist dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse als Dose ausgeführt ist, die Flüssiggas enthält. Ein entsprechender Treibmittelbehälter wird auch als Gasdose oder Gaskartusche bezeichnet. Die Gasdose beziehungsweise Gaskartusche ist vorzugsweise als Mehrwegdose oder Mehrwegkartusche ausgeführt.
Die oben angegebene Aufgabe ist alternativ oder zusätzlich durch ein Bolzensetzgerät mit einem vorab beschriebenen Treibmittelbehälter gelöst, der mit einer Brennkammer verbindbar beziehungsweise verbunden ist, und mit einer elektronischen Steuerung, die informationstechnisch, steuerungsmäßig und/oder regelungstechnisch mit der Sensoreinrichtung in dem Gehäuseinnenraum verbindbar beziehungsweise verbunden ist. Die Verbindung zwischen der Sensoreinrichtung in dem Gehäuseinnenraum und der elektronischen Steuerung des Bolzensetzgeräts erfolgt vorzugsweise über das elektronische System, das in dem Gehäuseinnenraum oder außen an dem Treibmittelbehälter angebracht sein kann.
Bei einem Verfahren zum Betreiben eines vorab beschriebenen Bolzensetzgeräts ist die oben angegebene Aufgabe alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass mindestens eine Zustandsgröße in dem Gehäuseinnenraum erfasst wird. Die erfasste Zustandsgröße wird in dem Bolzensetzgerät vorzugsweise dazu verwendet, um mindestens eine Funktion des Bolzensetzgeräts zu steuern und/oder zu regeln. Dabei kann die erfasste Zustandsgröße vorteilhaft zu Diagnosezwecken, zum Einstellen einer Dosiermenge, zum Einstellen eines Zündzeitpunkts und/oder zum Anzeigen eines Füllstands des Treibmittelbehälters verwendet werden.
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. Es zeigen:
1 eine vereinfachte Darstellung eines Bolzensetzgeräts;
2 eine vereinfachte Darstellung eines Treibmittelbehälters, der durch ein Übertragungskabel mit einer Geräteelektronik des Bolzensetzgeräts aus 1 verbunden ist und
3 eine ähnliche Darstellung wie in 2, wobei die Gerätelektronik über eine Funkstrecke mit dem Treibmittelbehälter verbunden ist.
Ausführungsbeispiele
In 1 ist ein erfindungsgemäßes Bolzensetzgerät 1 mit einem Gehäuse 2 stark vereinfacht 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 verwendeten Befestigungselemente werden vorzugsweise über ein geräteinternes Magazin 6 bereitgestellt, das in der Nähe des Bolzensetzendes 5 des Bolzensetzgeräts 1 angebracht ist. Aus dem Magazin 6 werden die Befestigungselemente vorzugsweise einzeln automatisch entnommen und am Bolzensetzende 5 bereitgestellt.
Zum Eintreiben der Befestigungselemente in den Untergrund benötigte Energie wird in einem Treibmittelbehälter 8, der als Gasdose oder Gaskartusche ausgeführt ist, im Inneren des Bolzensetzgeräts 1 bereitgestellt. Der Treibmittelbehälter 8 ist über ein verstellbares beziehungsweise regelbares Dosierventil 10 und eine Gasleitung 11 mit einer Brennkammer oder einem Brennraum 12 verbindbar.
In dem Brennraum 12 wird Gas aus dem Treibmittelbehälter 8 mit Luft zu einem brennfähigen Gemisch vermischt, das gezündet wird, um ein Befestigungselement, wie einen Bolzen oder einen Nagel, in den Untergrund einzutreiben. Die zum Eintreiben benötigte Energie wird, zum Beispiel über einen (nicht dargestellten) Arbeitskolben von der Brennkammer 12 auf ein Befestigungselement am Bolzensetzende 5 übertragen.
In dem Brennraum 12 ist eine Einrichtung 14 angeordnet, die dazu dient, in dem Brennraum 12 Turbulenz zu erzeugen, den Brennraum 12 zu spülen und/oder zu kühlen. Die Einrichtung 14 umfasst einen Ventilator 15, der von einem Elektromotor 18 angetrieben wird. Der Elektromotor 18 wird über eine elektronische Steuerungseinrichtung 20 angesteuert.
Von der elektronischen Steuerungseinrichtung 20 erstreckt sich ein Zündkabel 21 zum Brennraum 12. Über das Zündkabel 21 wird das zündfähige Gemisch im Brennraum 12 gezündet.
Der Elektromotor 18 ist über eine Motorsteuerungsleitung 22 ebenfalls mit der elektronischen Steuerungseinrichtung 20 verbunden. Darüber hinaus ist eine elektrische Energiespeichereinrichtung 24, aus welcher der Elektromotor 18 seine Antriebsenergie bezieht, mit der Steuerungseinrichtung 20 verbunden.
In den 2 und 3 sind der Treibmittelbehälter 8; 38 und die Steuerungseinrichtung allein gemäß zwei verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung dargestellt. Der Treibmittelbehälter 8; 38 ist als Gasdose mit einem Gehäuse 28 ausgeführt, das im Wesentlichen die Gestalt eines geraden Kreiszylindermantels aufweist. An einem Ende ist das Gehäuse 28 durch einen Boden 29 verschlossen. An dem anderen Ende weist das Gehäuse 28 eine Anschlusseinrichtung 30 auf, die vorzugsweise in Kombination mit einer entsprechenden Ventileinrichtung, einen definierten Austritt von Treibmittel aus dem Treibmittelbehälter 8; 38 über die Gasleitung 11 in den Brennraum 12 des Bolzensetzgeräts 1 ermöglicht.
Die Steuerungseinrichtung 20 des Bolzensetzgeräts 1 umfasst eine Geräteelektronik 32, die mit einem elektronischen System 34 in einem Gehäuseinnenraum des Gehäuses 28 des Treibmittelbehälters 8; 38 verbunden ist. Das elektronische System 34 im Inneren des Gehäuses 28 umfasst eine Sensoreinrichtung 35, die es ermöglicht, Zustandgrößen des Treibmittels in dem Gehäuse 28 zu erfassen.
Das elektronische System 34 umfasst vorzugsweise mehrere Sensoren beziehungsweise Signalgeneratoren, die insbesondere die Temperatur, den Druck und/oder das Mischungsverhältnis des Treibmittels in dem Gehäuse 28 erfassen. Das elektronische System 34 umfasst des Weiteren einen Mikrokontroller, vorzugsweise mit einer Speichereinheit. Über den Mikrokontroller werden die Sensordaten empfangen, verarbeitet und/oder gespeichert. Darüber hinaus umfasst das elektronische System 34 eine Kommunikationsschnittstelle, die es ermöglicht, Daten mit der Geräteelektronik 32 auszutauschen.
In 2 ist durch eine Linie 36 angedeutet, dass die Geräteelektronik 32 über ein Verbindungskabel beziehungsweise Übertragungskabel mit dem elektronischen System 34 in dem Gehäuse 28 des Treibmittelbehälters 8 verbunden ist. Es ist auch möglich, dass nur die Sensoreinrichtung 35 im Inneren des Gehäuses 28 angeordnet ist.
Das elektronische System 34 kann auch außen an dem Gehäuse 28 angebracht sein. Dann ist es vorteilhaft, wenn die Sensoreinrichtung 35 drahtlos mit dem elektronischen System 34 verbunden ist. Das außen angebrachte elektronische System 34 kann über das Übertragungskabel oder Verbindungskabel mit der Geräteelektronik 32 des Bolzensetzgeräts 1 verbunden werden.
Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist durch ein Doppelpfeilsymbol 37 angedeutet, dass das elektronische System 34 mit der Sensoreinrichtung 35 im Inneren des Gehäuses 28 drahtlos über eine Funkstrecke mit der Geräteelektronik 32 des Bolzensetzgeräts 1 verbindbar beziehungsweise verbunden ist. Die drahtlose Verbindung hat den Vorteil, dass ein Durchgangsloch zum Durchführen eines Verbindungskabels oder Übertragungskabels durch das Gehäuse 28 entfallen kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10319646 B3 [0002]

Claims

Treibmittelbehälter für brennkraftbetriebene Bolzensetzgeräte (1), mit einem Gehäuse (28) und einem Gehäuseinnenraum zur Aufnahme von Treibmittel, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuseinnenraum eine Sensoreinrichtung (35) angeordnet ist, die mindestens eine Zustandsgröße in dem Gehäuseinnenraum erfasst.
Treibmittelbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuseinnenraum ein elektronisches System (34) angeordnet ist, das die Sensoreinrichtung (35) und/oder eine Signalgeneratoreinrichtung umfasst.
Treibmittelbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (35) in dem Gehäuseinnenraum mit einem elektronischen System verbunden sind/ist, das außen an dem Treibmittelbehälter (8; 38) angebracht ist.
Treibmittelbehälter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (35) beziehungsweise das elektronische System (34) so ausgeführt ist, dass mindestens eine, mehrere oder jede der folgenden Zustandsgrößen des Treibmittels in dem Gehäuseinnenraum erfasst wird beziehungsweise werden: Treibmitteltemperatur, Treibmitteldruck, Treibmittelfüllstand, Mischungsverhältnis.
Treibmittelbehälter nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische System (34) einen Mikrokontroller mit oder ohne Speichereinheit umfasst.
Treibmittelbehälter nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische System (34) eine Kommunikationsschnittstelle aufweist.
Treibmittelbehälter nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische System (34) eine Antenne umfasst.
Treibmittelbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (35) mehrere Sensoren umfasst, und/oder, dass die Signalgeneratoreinrichtung mehrere Signalgeneratoren umfasst.
Treibmittelbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (28) als Dose ausgeführt ist, die Flüssiggas enthält.
Bolzensetzgerät mit einem Treibmittelbehälter (8; 38) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der mit einer Brennkammer (12) verbindbar beziehungsweise verbunden ist, und mit einer elektronischen Steuerung (20), die informationstechnisch, steuerungsmäßig und/oder regelungstechnisch mit der Sensoreinrichtung (35) in dem Gehäuseinnenraum verbindbar beziehungsweise verbunden ist.
Verfahren zum Betreiben eines Bolzensetzgeräts nach (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Zustandsgröße in dem Gehäuseinnenraum erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erfasste Zustandsgröße in dem Bolzensetzgerät (1) verwendet wird, um mindestens eine Funktion des Bolzensetzgeräts (1) zu steuern und/oder zu regeln.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erfasste Zustandsgröße zu Diagnosezwecken, zum Einstellen einer Dosiermenge, zum Einstellen eines Zündzeitpunkts und/oder zum Anzeigen eines Füllstands des Treibmittelbehälters (8; 38) verwendet wird.