DE10158435A1

DE10158435A1 - Führungselement

Info

Publication number: DE10158435A1
Application number: DE2001158435
Authority: DE
Inventors: Jens-Martin Koegel; Stefan Petkov; Norbert Wohlwend
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 2001-11-29
Filing date: 2001-11-29
Publication date: 2003-06-12
Also published as: FR2832665B1; FR2832665A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Führungselement (20), insbesondere für über Bolzensetzgeräte setzbare Befestigungs- (50) und/oder Bau-Hilfselemente (40). Derartige Führungselemente (10) umfassen einen rohrförmigen Innenkörper (11), an dessen außenliegender Mantelfläche Führungsrippen (12, 12') und Federelemente (20) angeordnet sind. Um die Einsteckarbeit und die Führungsfunktion derartiger Führungselemente (10) zu verbessern, wird vorgeschlagen, die Führungsrippen (12, 12'9 radial verlaufend an dem rohrförmigen Innenkörper anzuordnen und die Federelemente (20) in einem Winkel alpha (16) zu von dem Zentrum (18) des Führungselementes (10) ausgehenden Radiallinien (15) anzuordnen, wobei der Winkel alpha (16) günstigerweise in einem Bereich von 70 bis 110 DEG liegt.

Description

Die vorliegende Patentanmeldung betrifft ein Führungselement der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.
Derartige Führungselemente kommen z. B. bei, mit Bolzensetzgeräten setzbaren Nägeln, Stiften oder Bau-Hilfselementen wie z. B. Schalungsanschlägen zum Einsatz. Die Führungselemente dienen dabei entweder der Führung eines Nagels, Stiftes oder etc. im Lauf eines Bolzensetzgerätes während des Setzvorganges, oder aber sie dienen der Positionierung eines Bau-Hilfselementes an der Mündung des Laufes eines Bolzensetzgerätes.
Aus der US 4,979,858 sind Führungselemente bekannt, bei denen kürzere Führungsrippen alternierend mit längeren Federrippen an einer Mantelfläche eines rohrförmigen Zentralteils angeordnet sind. Die Rippen sind dabei länglich ausgebildet und verlaufen parallel zur Längsachse des Zentralteils. Beide, Federrippen und Führungsrippen sind ungefähr in einem 45° Winkel zu, vom Zentrum des Zentralteils ausgehenden Radien angeordnet. Wird ein derartiges Führungselement in einen Lauf eingeführt, oder in die Mündung eines Laufes eingesteckt, so ist hierzu ein erhöhter Kraftaufwand notwendig, da die Federrippen nur sehr schwer an den Innendurchmesser des Laufes bzw. der Mündung anzupassen sind.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Führungselement der oben genannten Art bereitzustellen, das die oben genannten Nachteile vermeidet und sich in einfacher und sicherer Weise in den Lauf oder die Mündung eines Bolzengerätes einführen lässt. Dies wird erfindungsgemäss durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 genannten Massnahmen erreicht, denen folgende besondere Bedeutung zukommt.
Die Besonderheit der vorliegenden Erfindung liegt darin, die Führungsrippen derart an der Aussenseite des rohrförmigen Innenkörpers anzuordnen, dass sie sich bezogen auf das Zentrum bzw. die Längsachse des rohrförmigen Innenkörpers radial an der Mantelfläche des rohrförmigen Innenkörpers nach aussen hin erstrecken. Die Federrippen hingegen werden erfindungsgemäss in einem Winkel α zu einer imaginären, vom Zentrum bzw. der Längsachse des rohrförmigen Innenkörpers ausgehenden Radiallinie an dem Führungselement angeordnet. Die Endkanten der radial angeordneten Führungsrippen liegen dabei auf einem Durchmesser, der im wesentlichen dem Innendurchmesser des Laufes bzw. der Mündung des Arbeitsgerätes entspricht. Die Endkanten der Federrippen hingegen liegen auf einem Durchmesser, welcher grösser ist als der Innendurchmesser des Laufes oder der Mündung des Arbeitsgerätes. Durch die Anordnung der Führungsrippen als radial verlaufende Führungsrippen, in Kombination mit der Anordnung der Federrippen in einem Winkel α zu den vom Zentrum des Führungselementes ausgehenden hypothetischen Radiallinien können die Federrippen im Vergleich zum Stand der Technik eine relativ grosse Länge aufweisen, weil sie in einem relativ flachen Winkel zur Innenfläche des Laufes bzw. der Mündung des Arbeitsgerätes liegen, wenn sie in dieser eingesteckt werden. Es wird also durch diese Massnahme ein relativ langer Hebelarm an den Federrippen erzeugt, der ein einfaches Zurückbiegen der Federrippen bei geringem Kraftaufwand erfordert. Trotzdem können aber die erfindungsgemässen Führungselemente eine hervorragende Führungsfunktion auch in Läufen bzw. Mündungen übernehmen, die durch Fehlbetätigung einen unrunden Innendurchmesser aufweisen. Einem derartigen Lauf bzw. einer derartigen Mündung werden die Federrippen weniger nach innen, auf das Zentrum des rohrförmigen Innenkörpers des Federelementes hin zugebogen, sie liegen jedoch trotzdem an der Innenwand des Laufes bzw. der Mündung an. Bei der Verwendung des Führungselementes an einem Bau-Hilfselement, wie z. B. einem Schalungsanschlag als Anklemmelement für die Mündung eines Laufes eines Bolzensetzgerätes gewährleisten die erfindungsgemässen Führungselemente eine fast konstante Klemmkraft über einen weiten Toleranzbereich, wobei ebenfalls eine optimale Zentrierung des Bau- Hilfselementes an der Mündung erreicht wird.
Gemäss Anspruch 8 kann es von Vorteil sein, wenn der Winkel α in einem Bereich von 70 bis 110° liegt. In diesem Bereich wurden sehr gute bis hervorragende Ergebnisse bezüglich der Haltewirkung und des Einsteckkomforts bei erfindungsgemässen Führungselementen erzielt.
Vorteilhaft gemäss Anspruch 2 kann es ebenfalls sein, wenn die Federelemente der Federrippen eine geringere Wandstärke aufweisen als die Führungsrippen. Durch diese Massnahme wird eine leichte Einsteckbarkeit weiter unterstützt.
Gemäss Anspruch 3 ist es ferner sinnvoll, die Federelemente als längliche Streifen, dh im wesentlichen die Federrippen als Blattfedern auszuführen, die einerseits zum Führungselement festgelegt sind, während die äussere Endkante frei beweglich ist und sich im Einsteckzustand an die Innenwand eines Laufes oder einer Mündung anlegt.
Gemäss Anspruch 4 kann ferner noch ein Fortsatz an der Endkante vorgesehen sein, welcher winkelig zur eigentlichen Federrippe angeordnet ist. Durch diesen Fortsatz kann eine relativ grossflächige Anlage an die Innenwand des Laufes oder der Mündung im Einsteckzustand des Federelementes erreicht werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung gemäss Anspruch 5 kann die innere Kante der oder jeder Federrippe je an einer Seitenfläche einer Führungsrippe festgelegt sein. Durch diese Massnahme kann erreicht werden, dass die Zugkräfte, welche auf den belasteten Federrippen im Einsteckzustand lasten, nicht auf den rohrförmigen Innenkörper direkt übertragen werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform gemäss Anspruch 6 kann die Führungsrippe auch zweiteilig ausgebildet werden. Der eine Teil der Führungsrippe wird dabei durch, parallel zur Längsachse des Führungselementes verlaufende wulstförmige Rippen gebildet, während der zweite Teil der Führungsrippe durch eine Kuppe oder Verdickung an der freien Endkante des oder jeden Federelementes gebildet wird. Eine Zentrierung wird hierbei dadurch erzeugt, dass sich die Federelemente beim Aufstecken auf die Mündung des Laufes oder in den Lauf so verformen, dass die Radien der Innenfläche der Federn definiert in Kontakt mit den Rippen kommen. Die Höhe der Rippen kann so gewählt sein, dass sie zusammen mit den Rippen einen Durchmesser aufweisen, der dem Innendurchmesser der Mündung oder des Laufes entspricht. Das bedeutet, dass die Gesamtsteifigkeit des Systems ab einer bestimmten Verformung sprunghaft ansteigt und so das Bau-Hilfselement wie z. B. ein Schalunganschlag oder ein Befestigungselement wie z. B. ein Haken oder Stift über die Kontaktflächen zur Mündung, welche aussen an den freien Endkanten liegen, zentrieren. Durch diese Massnahme kann zusätzlich zur guten Halte- und Führungsfunktion sowie der leichten Einsteckbarkeit auch eine gewisse Materialersparnis erzielt werden. Es bleibt noch zu bemerken, dass die oder jede Führungsrippe erst nach dem Einstecken des Führungselementes einen Lauf bzw. eine Mündung dadurch gebildet wird, dass die Federrippen nach innen gebogen werden und die Kuppe mehr oder weniger stark zur Anlage auf der oder den wulstförmigen Rippen, welche an dem rohrförmigen Innenkörper angeordnet sind, kommt. Günstig kann es auch sein, wenn die Rückseite der freien Endkante sich im wesentlichen formschlüssig auf die Wulst draufsetzt, wenn das Federelement an dieser anliegt. Die freie Endkante kann z. B. hakenförmig ausgebildet sein.
Eine hervorragende Einsteckerleichterung kann ebenfalls noch dadurch erreicht werden, dass das Führungselement in Einsteckrichtung konisch ausgebildet ist, da sich insbesondere an den Führungsrippen und an den Federrippen Auflaufschrägen bilden, die ein erleichtertes Einführen in einen Lauf oder eine Mündung ermöglichen.
Weitere Vorteile und Massnahmen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen. In den Zeichnungen ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1 schematisch, eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemässen Führungselementes in perspektivischer Seitenansicht,
Fig. 2 schematisch, in perspektivischer Ansicht ein Bau-Hilfselement, nämlich einen Schalungsanschlag mit erfindungsgemässem Führungselement, in Ansicht von schräg oben,
Fig. 3 schematisch, ein erfindungsgemässes Führungselement in Ansicht auf das Einsteckende,
Fig. 4 schematisch, ein in die Mündung bzw. den Lauf eines Arbeitsgerätes eingestecktes Führungselement gemäss Fig. 3 in Ansicht auf das Einsteckende,
Fig. 5 schematisch, eine, auf einen Nagel aufgezogene Ausführungsform eines Führungselements,
Fig. 6 schematisch, eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemässen Führungselementes in perspektivischer Seitenansicht,
Fig. 7 schematisch, die zweite Ausführungsform eines erfindungsgemässen Führungselementes in Ansicht auf das Einsteckende,
Fig. 8 schematisch, ein in die Mündung eines Arbeitsgerätes eingestecktes Führungselement gemäss Fig. 7 in Ansicht auf das Einsteckende,
Fig. 9 schematisch, ein in die unrunde Mündung eines Arbeitsgerätes eingestecktes Führungselement gemäss Fig. 3 in Ansicht auf das Einsteckende.
In den Fig. 1, 3 bis 4, 9 ist das erfindungsgemässe Führungselement 10 in einer ersten Ausführungsform wiedergegeben. Das Führungselement 10 weist einen rohrförmigen Innenkörper 11 auf, von dem Führungsrippen 12 abgehen, die sich radial nach aussen erstrecken. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zweigen, in entgegengesetzter Richtung zum Uhrzeigersinn, von den Seitenflächen 13 der Führungsrippen 12 Federelemente 20 ab. Diese Federelemente 20 sind in einem Winkel α 16, welcher in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bei 90° liegt, zu imaginären Radiallinien 15 angeordnet, welche sich von einem Zentrum 18 des rohrförmigen Innenkörpers 11 des Führungselementes 10 her erstrecken. Beide, sowohl die Federelemente 20 als auch die Führungsrippen 12 verlaufen auf der Aussenfläche des inneren Bohrkörpers 11 im wesentlichen achsparallel zur Längsachse 17 des Führungselementes 10. Wesentlich an dieser Ausgestaltung ist, dass die Federelemente 20 aufgrund ihrer Anordnung in einem bestimmten Winkelbereich zu den Radiallinien sowie aufgrund ihrer Länge von ihrer inneren Längskante 22, welche dem Ansatzpunkt an den Führungsrippen 12 entspricht bis hin zu ihrer äusseren Längskante 21 einen optimalen Hebelarm bilden, der ein leichtes Einbiegen der Federelemente 20 erlaubt, wenn diese an ihren äusseren Längskanten 21 mit einer auf das Zentrum 18 gerichteten Kraft beaufschlagt werden. Dieses ist dann der Fall, wenn das Führungselement 10 in die Mündung 30 oder den Lauf eines Bolzensetzgerätes eingesteckt wird. An der äusseren Längskante 21 der Federelemente 20 ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Fortsatz 23 angeordnet, welcher in Bezug auf die Längserstreckung des Federelementes 20 leicht zum Zentrum 18 hin abgewinkelt ist. Dieser Fortsatz 23 bildet im wesentlichen die Kontaktfläche zwischen der Innenwand der Mündung 30/des Laufes des Arbeitsgerätes und den Federelementen 20. An dem in Einsteckrichtung 25 liegenden Ende 26 des Führungselementes 10 ist das Führungselement 10 mit einer ringförmigen Schrägfläche 27 versehen, die sich bis hin zu den Führungsrippen 12 und Federelementen 20 erstreckt. Diese Schrägfläche bzw. der Konus 27 erleichtern das Einstecken eines erfindungsgemässen Führungselementes 10 in die Mündung 30 eines Laufes eines Arbeitsgerätes.
In Fig. 4 ist dargestellt, wie ein erfindungsgemässes Führungselement 10 in einen Lauf oder eine Mündung 30 eines Arbeitsgerätes eingesteckt worden ist. Die äusseren Längskanten 21 der Federelemente 20 sind gegen ihre Federkraft leicht nach innen gebogen und liegen an der inneren Mantelfläche des Laufes 30 an. Der Versatz der Federelemente 20 wird dabei durch den angedeuteten Umfangskreis 28 deutlich, der angibt, auf welchem Umfangskreis die Federelemente 20 vor dem Einstecken in die Mündung bzw. den Lauf 30 gelegen haben.
In Fig. 2 ist eine Anwendung des erfindungsgemässen Führungselementes 10 an einem Bau-Hilfselement 40 dargestellt, welches in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Schalungsanschlag ist. Das Führungselement dient dabei der Zentrierung und Justierung des Schalungsanschlages an der Mündung eines Laufes oder einer Bolzenführung eines Bolzensetzgerätes. Wenn ein Schalungsanschlag mittels dieses Gerätes z. B. an einer Schalungswand festgelegt werden soll. Das Befestigungselement wie z. B. ein Nagel wird beim Setzvorgang dann durch den rohrförmigen Innenkörper des Führungselementes hindurch bewegt, bis der Schalungsanschlag mittels des Nagelkopfes und des in der Schalungswand festgelegten Schaftes des Nagels an der Schalungswand befestigt ist.
In Fig. 5 ist eine weitere Anwendung eines erfindungsgemässen Führungselementes 10 wiedergegeben. Hier ist das Führungselement 10 auf ein Befestigungselement 50, nämlich einen Nagel aufgezogen. Das Führungselement 10 dient dabei der Führung des Befestigungselementes (50), während dieses in einem Bolzensetzgerät mittels eines sich durch den Lauf bewegenden Kolbens nach vorne in einen Untergrund getrieben wird.
In Fig. 9 ist ein erfindungsgemässes Führungselement 10 wiedergegeben, welches in einen Lauf 30 eingesteckt worden ist, der im Bereich 31 durch vorhergehende Fehlbetätigung in seinem Innendurchmesser aufgeweitet worden ist. Das in diesem Bereich 31 anliegende Federelement 20 gleicht die entstandene Unwucht aufgrund seiner Federkraft aus, so dass das Führungselement 10 trotz der vorhandenen Unwucht im Bereich 31 im Lauf 30 gut zentriert ist.
In den Fig. 6 bis 8 ist eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemässen Führungselementes 10 wiedergegeben. Das dort wiedergegebene Führungselement 10 entspricht in seinem Aufbau im wesentlichen dem vorhergehend beschriebenen Aufbau. Es unterscheidet sich jedoch dadurch von dem vorgenannten Ausführungsbeispiel, dass die Führungsrippe 12' zweiteilig ausgebildet ist. Die Führungsrippe 12' besteht aus einem Basisteil 14, welches in diesem Ausführungsbeispiel als wulstförmige Rippe ausgeführt ist. Dieses Basisteil 14 verläuft parallel zur Richtung der Längsachse 17 auf der Aussenfläche des rohrförmigen Innenkörpers 11 des Führungselementes 10. Die Federelemente 20 zweigen an ihren inneren Längskanten 22 direkt vom rohrförmigen Innenkörper 11 ab. An ihrer äusseren Längskante 21 ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Kopfteil bzw. eine Kuppe 24 angeordnet.
Das Federelement 20 wird, wie in Fig. 8 wiedergegeben, in Einsteckrichtung 25 in die Mündung einer Bolzenführung 30 eines Bolzensetzgerätes eingesteckt, so werden die Federelemente 20 in Richtung auf das Zentrum 18 des Führungselementes 10 hin nach innen gebogen. Das Kopfteil 24 kommt dabei auf dem Basisteil 14 zur Anlage, so dass sich die Führungsrippe 12' bildet. Die Höhen der Basisteile 14 und der Kopfteile 24 sind dabei so gewählt, dass sie zusammen denselben Durchmesser wie die Bolzenführung/der Lauf 30 aufweisen. Ferner ist im Vergleich zu dem vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispiel auch der Winkel α 16, welcher zwischen der Radiallinie 15 und dem Federelement 20 aufgespannt wird, etwas kleiner als der Winkel α in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat der Winkel α einen Wert von 80 Grad. Das Federelement 10 ist also etwas flacher geneigt in Bezug auf die innere Mantelfläche der Mündung bzw. des Laufs 30 und weist daher einen noch längeren Hebelweg auf.
Das Kopfteil 24 ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hakenförmig ausgebildet, so dass es die wulstförmige Rippe 14 im wesentlichen formschlüssig umfassen kann, wenn das Federelement 20 an der Innenfläche des Laufes 30 zusammengedrückt wird. Diese Formschlüssigkeit muss jedoch nicht zwingend gegeben sein. Aehnliche Ergebnisse lassen sich auch ohne Formschluss erzielen.
Die wiedergegebenen Führungselemente sind aus Kunststoff gerfertigt. Es sind jedoch ebenfalls andere Werkstoffe für derartige Führungselemente denkbar, so dass die vorliegende Erfindung nicht auf das Material Kunststoff beschränkt ist. Bezugszeichenliste 10 Führungselement
11 rohrförmiger Innenkörper
12 Führungsrippe
12' Führungsrippe
13 Seitenfläche von 12
14 Basisteil/wulstförmige Rippe
15 Radiallinie
16 Winkel α
17 Längsachse
18 Zentrum von 11/10
20 Federelement
21 äussere Längskante
22 innere Längskante
23 Fortsatz
24 Kopfteil/Kuppe
25 Einsteckrichtung
26 Ende von 10
27 Konus/Schrägfläche
28 von Federelementen in Ausgangsstellung aufgespannter Umfangskreis
30 Mündung, Lauf, Bolzenführung
31 Bereich von 30/Unwucht
40 Bau-Hilfselement/Schalungsanschlag
50 Befestigungselement/Nagel

Claims

1. Führungselement, insbesondere für, über Bolzensetzgeräte setzbare Befestigungs- und/oder Bau-Hilfselemente, umfassend einen rohrförmigen Innenkörper (11) sowie peripher an diesem angeordnete Führungsrippen (12, 12') und Federelemente (20), dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsrippen (12, 12') radial verlaufend an dem rohrförmigen Innenkörper (11) angeordnet sind, und dass die Federelemente (20) je in einem Winkel α (16) zu, von dem Zentrum (18) des Führungselements (10) ausgehenden Radiallinien (15) angeordnet sind.

2. Führungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (20) eine geringere Wandstärke aufweisen als die Führungsrippen (12, 12').

3. Führungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (20) als längliche Streifen ausgeführt sind, deren innere Längskante (22) an dem Führungselement (10) angelenkt ist, während die äussere Längskante frei beweglich ist.

4. Führungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der frei beweglichen äusseren Längskante (21) ein winkelig und parallel zu dieser verlaufender Fortsatz (23) angeordnet ist.

5. Führungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Längskante (22) des oder eines jeden Federelements (20) je an der Seitenfläche (13) einer Führungsrippe (12) angelenkt ist.

6. Führungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede Führungsrippe (12') zweiteilig ausgebildet ist und eine parallel zur Längsachse (17) des Führungselementes (10) verlaufendes Basisteil (14) und eine an der äusseren Längskante (21) des oder jeden Federelementes (20) angeordnetes Kopfteil (24) umfasst.

7. Führungselement nach einem der Ansprüche 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede Führungsrippe (12') erst nach dem Einstecken des Führungselementes (10) in einen Lauf (30) gebildet ist.

8. Führungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel α (16) in einem Bereich von 70-110° liegt.

9. Führungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (10) integraler Bestandteil eines Bau-Hilfselementes (40), wie eines Schalungsanschlags, einer Rohrschelle, eines Kabelbinders, eines Halteelements oder dgl. ist.

10. Führungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (10) an einem Befestigungselement (50) wie einem Nagel, Stift oder dgl. angeordnet ist.

11. Führungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das in Einsteckrichtung (25) liegende Ende (26) des Führungselements (20) konusförmig angeschrägt (27) ist.