Satz von Patronenteilen für pyrotechnische Bolzenbefestigungswerkzeuge. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Satz von Patronenteilen für pyro technische Bolzenbefestigungswerkzeuge.
Um die Verwendung von Bolzen für ver schiedene Befestigungsarten zu ermöglichen, muss eine grosse Auswahl an Bolzentypen oder Befestis-nn;smitteln vorhanden sein.
Ferner ist es oft erforderlich, dass die Bolzen bei Korrosion begünstigenden Verhältnissen aus einem besonderen Material hergestellt werden, wie zum Beispiel aus nichtrostendem Stahl, oder dass sie mit einem besonderen Oberflä- ehensehutz aus Kupfer oder Kadmium über zogen werden, was die Vielzahl der auf Lager zu haltenden Bolzen noch uni solche aus be- solrderem Material und mit Schutzüberzug er höht.
Beim Anbringen von Baumaterialien, von elektrischen Leitungen und ähnlichem an solch unterschiedliche Strukturen wie Stahl, Beton oder Holz ist es klar, dass irgendeine Möglichkeit zur Regulierung der Eintriebs- kraft des Bolzens oder des Befestigungsmit tels vorbanden sein muss. Bis jetzt wurde eine Regulieruni, durch besonders geladene Patro nen erreicht.
und durch komplizierte Ausbil- dun- des Befestigungswerkzeuges, wie zum Beispiel die Schaffung von Expansionskam- lnerrl, mit veränderlichem Querschnitt oder mit veränderlichem Volumen oder von ein stellbaren Entlüftungsöffnungen. Wenn für alle verschiedenen Typen von Befestigungs- werkzeugen besondere Patronen auf Lager gehalten werden, so muss notwendigerweise für den -Verkzeuggebraucher das Inventar an Patronen unpraktisch gross werden.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht, die Behebung der genannten Nachteile und zu gleicher Zeit das Lagerproblem des Werkzeug benutzers zu vereinfachen und ist gekenn zeichnet durch wenigstens eine Patronenhülse mit einer Treibladung, in welcher Hülse ein becherförmiger Einsatz mit nach aussen ge kehrter Offenseite befestigt. ist, und ferner durch mehrere Bolzen mit einem Kopf, welche wahlweise in den Einsatz eingesetzt werden können, derart, dass sie darin wegnehmbar und nachgiebig festgehalten werden können.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs gegenstandes und mehrere Varianten sind in der beiliegenden Zeichnung dargestellt.
Fig.1. ist ein Längsschnitt durch eine ge- brauehsfertige Patrone mit Bolzen für das Befestigungswerkzeug.
Fig. 2 ist. in grösserem Massstab ein Längs schnitt durch den in der Patrone der Fig.1 gezeigten Einsatz.
Fig. 3 ist eine Vorderansicht des in Fig. 2 dargestellten Einsatzes.
Fig. 4, 5, 6 und- 7 sind Längsschnitte von laborierten Pationenhülsen, aber fortschrei tend sehwachere Treibladungen enthaltend.
Fig. 8, 9, 10 und 11 stellen teilweise im Schnitt Aufrissansiclrten von Bolzen dar -und veranschaulichen die Verschiedenartigkeit der in Verbindung mit irgendeiner dieser Patro nenhülsen verwendbaren Bolzen. Fig.1 stellt eine schussbereite Patrone mit Bolzen für das Befestigungswerkzeug dar. Diese besitzt eine Patronenhülse 1, die ent weder vom Zentralzünder- oder vom Rand- zündertyp sein kann. In dem angegebenen Beispiel ist eine Randzünderpatrone gezeigt, welche handelsüblich als Caliber .32 Long R.
F. bezeichnet wird und innerhalb ihrer Bodenumrandung eine Zündermischung 2 auf weist. Diese Patrone ist mit einer entsprechen den Treibladung 3 laboriert, welche durch einen aus zähem, nachgiebigem Pressstoff her gestellten Einsatz -1 an ihrem Platz gehalten wird. Dieser Einsatz ist in die Öffnung der Hülse 1 eingeschoben und darin durch ein mässiges Eindrücken oder durch andere De formation des Hülsenrandes festgehalten.
Wie aus den Fig. 2 und 3 am besten zu ersehen ist, weist. der genannte Einsatz die Form eines nach aussen offenen Bechers auf mit einem verhältnismässig massiven Fuss; die Aussparung 5 ist von solcher Grösse und Form, dass darin auswechselbar irgendein Bolzen eines Bolzensatzes aufgenommen und nachgiebig festgehalten werden kann.
Durch die Eigenschaften des für den Ein satz gewählten Materials, welches zäh und nachgiebig ist, sowie durch die Form und Grösse der Aussparung 5 wird vollständige Austauschfähigkeit für die Bolzen des Bol- zensatzes erzielt.
Die Aussparung weist Kreis form auf und ist mit vier Abflachungen 6 versehen, von denen je zwei einander dia metral gegenüberliegen; dabei sind die Ver hältnisse derart gewählt, dass ein eingeschrie bener Kreis, der jede dieser Abflachungen berührt, einen etwas kleineren Durchmesser hat als derjenige der Bolzenköpfe des ent sprechenden Bolzensatzes. Daher kommt. ein Bolzen dieses Satzes, wie auch der mit 7 be zeichnete, mit dessen Kopf mit den Abfla- chungen 6 in Eingriff, wobei dieses ausein- andergespreiztwerden und den kreisförmigen Teil der Aussparung verzerren.
Diese Abfla- chungen 6 sind durch Verstärkungen der Wanddicke des Einsatzes gebildet. Die :Nach giebigkeit, welche allen für den Gebrauch als Einsätze verwendbaren Materialien eigen ist, hat eine sichere Festhaltung der Bolzen bis zu ihrer Abfeuerung zur Folge. Die genauer- Verhältniswerte zwischen dem Durchmesser des Bolzenkopfes 8, dein Innendurchmesser der genannten Aussparung und dem Durch messer des eingeschriebenen, die Abflachun gen 6 berührenden Kreises sind so aufeinan der abgestimmt, dass der Durchmesser des Bolzenkopfes ungefähr das arithmetische Mit tel zwischen den beiden andern Durchmessern bildet.
Da also der Bolzenkopf kleiner ist als der Innendurchmesser der Aussparung, kann beim Einsetzen des Bolzens in den Einsatz die in der Aussparung verdrängte Luft ent weichen. Experimente haben gezeigt, dass die Einsätze beim Abfeuern bersten, wenn sich in der Aussparung derselben gefangene Luft be findet.
Damit bei einer bestimmten Treibladung gleichen Bolzen immer annähernd gleiche Durchschlagskraft erteilt wird, müssen die Bolzen durch die Einsätze nicht nur alle mit gleicher Kraft (Ausziehwiderstand) gehalten werden, sondern die Treibladungen müssen durch die Einsätze auch gegen das Eindrin gen von Feuchtigkeit geschützt werden.
Ausser nachgiebig zu sein, sind wünschens werte Materialeigenschaften für die Herstel lung der genannten Einsätze: Zähigkeit, Stoss festigkeit und Stabilität sowohl über einen weiten Temperaturbereich, z. B. von 65 C bis -29 C, als auch während einer langen La gerdauer. Im allgemeinen ist ein flüchtiges, plastisch machendes Mittel nicht zweckmässig. Wenn ferner eine Farbskala zum Kennzeich nen der jeweiligen Treibladung verwendet. wird, so sollte das Material. für den Einsatz auch in einer grossen Auswahl an stabilen, deutlich unterscheidbaren Farben vorhanden sein.
Von vielen passenden Materialien scheinen thermoplastische Äthyleellulosen, z. B. Her- cules 477 (Markenprodukt.), für das For men der genannten Einsätze am zweckmässig sten zu sein, obgleich gewisse Arten von Nylon und bestimmte Poly styrenverbindungen auch brauchbar sind, besonders solche, die auch noch gummiähnliche Stoffe enthalten, z. B.
Iiralastic (Markenprodukt). Gewisse Cellu- loseacetat-Butyratverbindungen, besonders die thermoplastische Cellulose Acetat-Butyratver- bindung für Formzwecke, wie z. B. Tenite Vr. 2 (Markenprodukt), weisen günstige physikalische Eigenschaften auf, abgesehen etwa von dem Umstand, dass sie mit der Zeit an Weichmacher ärmer werden, was einen langsamen Zerfall zur Folge haben kann, wenn die Patronenhülsen bzw. Einsätze jahre lang unter verhältnismässig hohen Tempera turen im Lager verbleiben.
Die Dicke des massiven Einsatzfusses kann innerhalb weiter Grenzen gewählt werden; diese soll jedoch ausreichend sein, um ein Durehsteehen des Fusses zu verhindern rund um ferner zu vermeiden, dass der plastische Einsatz seine Öffnung blockiert, indem er an seinen Randteilen über den Kopf des Bolzens ragt. Eine Minimaldicke von 3,2 mm ist selbst für die stärksten Materialien erforderlich. Einsätze, die länger sind, sowohl hinsichtlich der Totallänge als auch hinsichtlich der Länge, mit. welcher diese die Bolzen umgrei fen, besitzen natürlich bessere Führungseigen schaften.
Wenn eine Patrone dieser Art mittels des Befestigungswerkzeuges abgefeuert wird, so wird durch den Druck der massive Fuss des Einsatzes konkav deformiert, so dass dadurch das Entweichen von Gasen verhindert rund der Bolzen im Lauf des Befestigungswerkzeuges zentriert geführt wird. Die für solche Patro nen verwendeten Befestigungswerkzeuge bzw. Befestigungspistolen werden fast alle so ab gefeuert, dass die Laufmündung das Arbeits stück berührt.
Die Laufmündung ist häufig etwas erweitert, und das Werkzeug ist gewöhn lich mit einem sich radial erstreckenden Schutzschirm versehen, um zu verhindern, dass Rückschlag und Steinsplitter den Arbeiter verletzen können. Gewöhnlich bleibt der Ein satz innerhalb der erweiterten -Zündung des Laufes am Kopfe des Bolzens haften. Durch das Abfeuern wird der Einsatz meistens noch fester auf den Bolzenkopf aufgepresst, was von Vorteil ist, da sonst der Einsatz beim Entfernen des Befestigungswerkzeuges vom Bolzen abgezogen und in dem Laufe verblei ben würde, was aus Sicherheitsgründen ver mieden werden muss.
Für alle praktischen Zwecke bietet ein Satz von fünf mit verschiedenen Ladungen laborierten Patronenhülsen genügend Aus wahlmöglichkeiten für die verschiedenen An wendungen. In Fig.l ist eine Patrone dar gestellt, welche vollständig mit Schiesspulver gefüllt ist, was allerdings selten notwendig ist.
Wenn man diese Maximalladung als 100%ige Ladung betrachtet, so sind die in den Fig. 4 bis einschliesslich 7 dargestellten Patro nen mit Ladungen versehen, welche sich durch ungefähr 15% voneinander unterscheiden. Dadurch entstehen Ladungen, die ungefähr 85, 70,
55 und 40% der Durchschlagskraft der Maximalladung entsprechen. Die verschiede nen Ladungen sind durch Verwendung von aus farbigem Kunststoff hergestellten Einsät zen gekennzeichnet; so wird zum Beispiel die Farbe purpur für die Maximalladung verwen det, während rot, gelb, grün und braun fort schreitend schwächere Treibladungen anzei gen.
Um eine besondere Aufgabe abzuschätzen, wird der betreffende Arbeiter wahrscheinlich schon aus Erfahrung ungefähr wissen, welche Patronenladung dafür in Betracht kommt, und auf jeden Fall kann er auch im Instruk tionsheft nachsehen oder ein bis zwei Ver suchsschüsse abgeben. Er kann dann ohne wei teres alle für die betreffende Arbeit benötig ten Patronen auf einmal zusammensetzen, oder er kann auch eine Schachtel voll Patro nenhülsen der ausgewählten Ladungsstärke sowie eine Handvoll Bolzen nehmen und dann die Patronen einzeln zusammensetzen, laden und. abfeuern.
Der in Fig.1 dargestellte Bolzen 7 ist einer der verschiedenen Typen, die gebraucht wer den können, und hat einen einfachen massiven Kopf B. Ein solcher Bolzen kann in verschie denen Längen zum Befestigen von Holzver kleidungen oder elektrischen Leitungen, z. B. an einer Mauerwerkwand, verwendet werden.
Andere Bolzentypen sind in den Fig. 8 bis 10 dargestellt, wo der Bolzen gemäss Fig. 8 einen mit einem Innengewinde versehenen Kopf auf weist, während der Bolzen nach Fig. 9 einen Kopf mit Aussengewinde trägt und der Kopf 9 beim Bolzen nach Fig.10 auf den Schaft des Bolzens aufgeschraubt ist.
Fig.1.l stellt eine weitere Kopfform dar, und zwar ist der Bolzenkopf 9 bei 10 scharf eingekerbt, um (las Abbrechen fast des ganzen Kopfes bis auf einen verhältnismässig kleinen, unauffälligen Teil 11 zii ermöglichen. Diese Figur illustriert auch einen Schafttp, der zur Befestigung von Gegenständen an Stahlträgern und an dern Metallstrukturen besonders geeignet ist. Wenn solch ein gerillter Schaft in das Metall eindringt, dann schiebt sieh das verdrängte Metall in die Längsrillen 12 ein und verankert den Bolzen fest an seinen Platz.
Die gezeigten Abbildungen erschöpfen keineswegs die :1iög- liehkeitenweiterer Bolzen-Konstruktionen. Es ist im allgemeinen zweckmässig, wenn die Oberfläche des' Bolzenkopfes leicht angerauht ist, um das Festhalten des Einsatzes an letz terem nach dem Abfeuern zu erhöhen. Eine rauh gedrehte Oberfläche erfüllt diesen Zweck.
Da diese zweckmässige Bolzenbefestigung sieh im allgemeinen dann am nützlichsten er weisen -wird, wenn es sieh um Material handelt, das so widerstandsfähig ist, dass es der Ver wendung von Nägeln und Schrauben trotzt, so sollten daher auch die Bolzen aus zweck mässigem, vergütetem Stahl angefertigt sein, der gehärtet ist, uni jeder Deformation wäh rend des Gebrauches zu widerstehen. Es hat sieh ergeben, dass zum Beispiel eine Stahl- legierung,
die .15 bis .30% Molibdenum und .35 bis .400,'o Kohlenstoff enthält. und nach der Fertigstellung der Bolzen vergütet, in Öl auf eine Temperatur von 830 bis 8430C ab- gesehreekt und dann auf einen Härtebereieli von Roeli:well C> 51 bis 54 getempert wurde, höchst zufriedenstellende Resultate lieferte.
Oberflächenhärtung liefert gleichwertige oder noch höhere Härtewerte für die Bolzenober- fläehe, während der Bolzenkern zäher und dehnbarer bleibt.