DE102004041079A1

DE102004041079A1 - Kolben für Setzgeräte

Info

Publication number: DE102004041079A1
Application number: DE102004041079A
Authority: DE
Inventors: Peter Hertlein; Stefan Petkov; Mario Zahner
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 2004-08-25
Filing date: 2004-08-25
Publication date: 2006-03-02
Also published as: FR2874528A1; JP2006062076A; US20060042460A1; FR2874528B1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolben (10) für über expandierende Gase betriebene Setzgeräte. Der Kolben (10) weist einen Kolbenkopf (11) und einen Kolbenschaft (12) auf, die an einer Schnittstelle (13) miteinander verbunden sind. Im Bereich der Schnittstelle (13) ist dabei wenigstens eine Anschlagfläche (14) am Kolbenkopf (11) und eine Gegenanschlagfläche (15) am Kolbenschaft (12) ausgebildet. Zur Erleichterung des Zusammenbaus des Kolbens (10) werden die Anschlagfläche (14) und die Gegenanschlagfläche (15) durch Oberflächen ausgebildet, die im Wesentlichen komplementäre Verjüngungsbereiche definieren.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolben für über expandierende Gase betriebene Setzgeräte der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.
Bei derartigen Setzgeräten ist der Kolben in einem Kolbenführungsraum versetzbar gelagert und über expandierende Gase, wie z. B. Verbrennungsgase, antreibbar. Der Kolben weist dabei einen Kolbenschaft und einen Kolbenkopf auf, der eine Kolbenfläche trägt.
Bei Setzgeräten mit vergleichsweise geringem Antriebsdruck, muss, damit die antreibende Kraft genügend gross ist, die Kolbenfläche stark vergrössert werden. Damit durch diese Massnahme nicht auch das Gewicht in gleichem Masse ansteigt, werden der Kolbenschaft und der Kolbenteller als separate Teile aus verschiedenen Materialien gefertigt und anschliessend miteinander verbunden. Der Kolbenschaft besteht dabei vorzugsweise aus einem hochfesten Material, da er in direktem Kontakt zum Befestigungselement steht und auf kleinem Durchmesser grosse Kräfte übertragen muss.

Aus der US 5 860 580 ist ein derartiger zweiteiliger Kolben eines Setzgerätes bekannt, bei dem ein Kolbenkopf über eine Schraubverbindung an einem Kolbenschaft festgelegt ist. Die notwendige Zentrierung von Kolbenkopf und Kolbenschaft erfolgt dabei über das Gewinde, während die senkrechte Ausrichtung des Kolbenkopfes zum Kolbenschaft über sich gegenüberliegende planare Anschlagflächen an dem Kolbenschaft und am Kolbenkopf erfolgt.

Von Nachteil hierbei ist jedoch, dass das Gewinde auch die Rechtwinkeligkeit beeinflusst, da dieses bei der Härtung des Kolbenschafts durch Wärmebehandlung einem Härteverzug unterworfen ist. Die Herstellung eines derartigen Kolbens ist daher sehr aufwändig.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt daher darin, einen Kolben für über expandierbare Gase antreibbare Setzgeräte zu entwickeln, der die oben genannten Nachteile vermei det. Dieses wird erfindungsgemäss durch die in Anspruch 1 genannten Massnahmen erreicht.

Die vorliegende Erfindung sieht vor, die Anschlagfläche und die Gegenanschlagfläche durch Oberflächen auszubilden, die im Wesentlichen komplementäre Verjüngungsbereiche definieren. Hierdurch wird auf einfache Weise eine rechtwinklige Ausrichtung des Kolbenschafts zum Kolbenkopf erreicht. Ein Nachjustieren oder gar ein Biegen des Kolbenschafts in die richtige Stellung ist nicht mehr notwendig.

Günstig ist es dabei, wenn die im Wesentlichen komplementären Verjüngungsbereiche konusförmig ausgebildet sind, wodurch eine spielfreie Verbindung geschaffen wird.

Vorzugsweise ist die Anschlagfläche am Kolbenkopf als Innenkonus bzw. Innenkegel ausgebildet, während die Gegenanschlagfläche an dem Kolbenschaft im Wesentlichen komplementär als Aussenkonus bzw. Aussenkegel ausgebildet ist. Hierdurch wird eine einfach zu fertigende Geometrie bereitgestellt.

Vorteilhafterweise sind die Anschlagfläche und die Gegenanschlagfläche in einem Winkel α von 10° bis 80° zu einer zum Kolbenkopf parallelen Ebene geneigt. Durch diese Massnahme wird eine optimale Ausrichtung des Kolbenschafts gewährleistet.

In einer günstigen Variante sind die im Wesentlichen komplementären Verjüngungsbereiche sphärisch ausgebildet, wodurch ebenfalls eine spielfreie Verbindung gewird.

Vorteilhaft ist dabei die Anschlagfläche am Kolbenkopf als Innensphäre ausgebildet, während die Gegenanschlagfläche am Kolbenschaft im Wesentlichen komplementär als Aussensphäre ausgebildet ist, wodurch ebenfalls eine einfach zu fertigende Geometrie bereitgestellt werden kann.

Günstig ist es ferner, wenn die Schnittstelle zur Verbindung des Kolbenschafts mit dem Kolbenkopf eine Schraubverbindung beinhaltet. Hierdurch kann auf einfache Weise eine haltbare Verbindung hergestellt werden, die beim Zusammenschrauben vom Kolbenkopf und dem Kolbenschaft eine Ausrichtung des Kolbenschafts erlaubt.

Weitere Vorteile und Massnahmen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen. In den Zeichnungen ist die Erfindung in zwei Varianten dargestellt.
Es zeigen:
1 Einen erfindungsgemässen Kolben für ein Setzgerät im Längsschnitt,
2 einen Teilbereich eines weiteren Kolbens für ein Setzgerät entsprechend dem Ausschnitt II aus 1.
In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Kolbens 10 für ein über expandierende Gase betreibares Setzgerät dargestellt. Der Kolben 10 ist zweiteilig ausgebildet und weist einen sich in einer Ebene 19 senkrecht zur Kolbenachse 16 erstreckenden tellerförmigen Kolbenkopf 11 und einen länglichen, sich in Richtung der Kolbenachse 16 erstreckenden Kolbenschaft 12 auf. Der Kolbenkopf 11 und der Kolbenschaft 12 sind an einer Schnittstelle 13 miteinander verbunden. Die Schnittstelle 13 weist dazu eine Schraubverbindung auf, die aus einem Gewindezapfen 17 am Kolbenschaft 12 und einer Gewindebohrung 18 im Kolbenkopf 11 gebildet wird. In dem Kolbenkopf 11 ist eine die Öffnung der Gewindebohrung 18 umlaufende und als Innenkonus ausgebildete Anschlagfläche 14 angeordnet, an der sich eine Gegenanschlagfläche 15 abstützt, die die Ansatzstelle des Gewindezapfens 17 ringförmig umgibt. Die Gegenanschlagfläche 15 ist dabei im Wesentlichen komplementär zur Anschlagfläche 14 als Aussenkonus bzw. Aussenkegel ausgebildet. Die Anschlagfläche 14 und die Gegenanschlagfläche 15 spannen dabei jeweils eine Ebene auf, die parallel zur Ebene 19 verläuft. Die Anschlagfläche 14 bzw. die Gegenanschlagfläche 15 ist dabei in einem Winkel α zwischen 10° bis 80° gegenüber einer zum Kolbenkopf 11 parallelen Ebene 19 geneigt. Bei der Montage des Kolbens 10 erfolgt über die konische Anschlagfläche 14 und die dazu komplementäre konische Gegenanschlagfläche 15 die Ausrichtung des Kolbenschafts 12 gegenüber dem Kolbenkopf 11, ohne dass eine weitere Justierung vorgenommen werden muss. Es versteht sich, dass die Anschlagfläche 14 als wie auch die Gegenanschlagfläche 15 jeweils auch unterbrochen ausgebildet sein können.
2 zeigt einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemässen Kolbens 10. Dieser unterscheidet sich von dem vorhergehend dargestellten nur dadurch, dass die Anschlagfläche 14 und die Gegenanschlagfläche 15 als sphärische Ringflächen ausgebildet sind. Auch hier erfolgt bei der Montage des Kolbens 10 über die Anschlagfläche 14 und die Gegenanschlagfläche 15 die Ausrichtung des Kolbenschafts 12 gegenüber dem Kolbenkopf 11, ohne dass eine weitere Justierung vorgenommen werden muss.

Claims

Kolben für über expandierende Gase betriebene Setzgeräte, mit einem Kolbenkopf (11) und einem Kolbenschaft (12), die an einer Schnittstelle (13) miteinander verbunden sind, wobei im Bereich der Schnittstelle (13) wenigstens eine Anschlagfläche (14) am Kolbenkopf (11) und eine Gegenanschlagfläche (15) an dem Kolbenschaft (12) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagfläche (14) und die Gegenanschlagfläche (15) durch Oberflächen ausgebildet sind, die im Wesentlichen komplementäre Verjüngungsbereiche definieren.
Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im Wesentlichen komplementären Verjüngungsbereiche konusförmig ausgebildet sind.
Kolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagfläche (14) am Kolbenkopf (11) als Innenkonus ausgebildet ist, während die Gegenanschlagfläche (15) am Kolbenschaft (12) im Wesentlichen komplementär als Aussenkonus ausgebildet ist.
Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagfläche (14) und die Gegenanschlagfläche (15) in einem Winkel α von 10° bis 80° zu einer zum Kolbenkopf (11) parallelen Ebene (19) geneigt sind.
Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im Wesentlichen komplementären Verjüngungsbereiche sphärisch ausgebildet sind.
Kolben nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagfläche (14) am Kolbenkopf (11) als Innensphäre ausgebildet ist, während die Gegenanschlagfläche (15) am Kolbenschaft (12) im Wesentlichen komplementär als Aussensphäre ausgebildet ist.
Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (13) eine Schraubverbindung beinhaltet.