DE1073977B

DE1073977B - Arbeitsgerät dessen Kolben durch Pulvertreibstoffe oder ein gasformiges Druckmittel bewegt wird

Info

Publication number: DE1073977B
Application number: DENDAT1073977D
Authority: DE
Inventors: W Maier Che shire Conn Karl (V St A)
Original assignee: Olm Mathieson Chemical Corpo ration Nev, York N Y (V St A)
Priority date: 1957-04-12
Publication date: 1960-01-21
Also published as: GB845483A; BE566698A; US2845908A; CH366007A; FR1200333A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf ein Arbeitsgerät, dessen Kolben in einem Zylinder durch Pulvertreibstoff oder ein gasförmiges Druckmittel bewegt wird und dessen Aufschlag im unteren Totpunkt durch elastische Verformung eines federnden Teiles dämpfend abgefangen ist.

Beim Einschießen von Befestigungselementen, wie Nägeln, Bolzen, Dübeln od. dgl., muß die Treibstoffmenge bzw. die Beaufschlagungsenergie des Kolbens durch das Druckmittel genau gewählt werden, um einerseits Beschädigungen des Werkzeugs zu vermeiden und andererseits zu verhindern, daß die Befestigungselemente zu weit in das Werkstück getrieben werden.

Bekanntlich ändert sich der dem Befestigungselement entgegengebrachte Widerstand des Werkstücks je nach dessen Beschaffenheit, und zwar zwischen verschiedenen Werkstücken und auch zwischen verschiedenen Flächenabschnitten eines Werkstücks. So hat beispielsweise Beton einen anderen Widerstand als Holz oder Mauerwerk. Innerhalb einer Betonplatte kann sich wiederum der Widerstand von Flächenabschnitt zu Flächenabschnitt ändern.

Auf Grund dessen erreicht der Kolben das Ende seines Hubes oft mit einem beträchtlichen Teil unverbrauchter Energie. Diese Energie kann in nachteiliger Weise die Befestigungselemente zu weit treiben oder den Kolben beschädigen.

Üblicherweise liegt für einen in das Werkstück einzutreibenden Stift ein Toleranzbereich vor, der eingehalten werden muß, da sonst eine weitere Verwendung des eingetriebenen Befestigungsmittels in Frage gestellt ist. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß die Arbeitsgeräte Kolbengeschwindigkeiten in der Größenordnung von 30 bis 60 m je Sekunde aufweisen und der Kolbenaufschlag innerhalb einer Strecke in der Größenordnung von etwa 0,76 bis 1 mm gedämpft werden soll.

Es ist bei Arbeitsgeräten, bei denen durch eine Pulvertreibladung schlagartig wirkende Druck- oder Zugkräfte auf die ein Verformen oder Trennen von Werkstücken bewirkenden Werkzeugbacken ausgeübt werden, bekannt, die Kolbenstange mit einer Schneidoder Preßbacke zu verbinden, die vom Kolben durch die Treibgase gegen eine feste zweite Backe gezogen wird. Die Anwendung derartiger Werkzeuge ist relativ beschränkt und eignet sich nicht zum geschoß artigen Eintreiben von Befestigungsvorrichtungen. Bei dieser bekannten Ausführung dient zur Abdämpfung des Rückstoßes eine Dämpfungsfeder, die einen verhältnismäßig großen Federweg hat, stark zu Schwingungen neigt und nicht zu einem schnellen gedämpften Abfangen des Kolbens in dem oben angegebenen Bereich führt.

Arbeitsgerät,

dessen Kolben durch Pulvertreibstoffe

oder ein gasförmiges Druckmittel

bewegt wird

Anmelder:

Olin Mathieson Chemical Corporation,
New York, N, Y. (V. St. A.)

Vertreter: E. Maemecke, Berlin-Lichterfelde West,

und Dr, W. Kühl, Hamburg 36, Esplanade 36 a,

Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom. 12. April 1957

Karl W. Maier, Cheshire, Conn. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

Weiterhin ist es bekannt, in dem Zylinder eines zum Eintreiben von Verbindungsmitteln dienenden Arbeitsgerätes mit Pulvertreibladung einen Absatz anzuordnen, welcher den hinteren dickeren Geschoßteil beim Aufprall zurückhält, wodurch sich der vordere Geschoßteil löst und in das Werkstück eindringt. Hierdurch kann die Eindringtiefe des Geschoß teiles nicht genau gesteuert werden, außerdem führt die Anordnung eines Absatzes zu außerordentlichen starken Beanspruchungen im Laufteil und zu einem verhältnismäßig großen Rückprall. Die starken Beanspruchungen erfordern die auswechselbare Anordnung des mit dem Absatz versehenen Mündungsstückes.

Ferner ist es bei diesem Schußgerät bekannt, in den Bereich des Mundstückes einen Ring oder eine Scheibe ausmehr oder weniger zähem Stoff anzubringen, der bei der Vorwärtsbewegung des treibenden Geschosses zerdrückt, abgeschert und auf den ringförmigen Ab-

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satz gedruckt, also plastisch verformt wird. Auch hierdurch wird keine genau bestimmbare Dämpfung des Aufpralls herbeigeführt. Ferner liegt der Nachteil vor₅ daß Verklemmungen des in dem Zylinder verbleibenden Geschoßteiles vorkommen können, so daß die S Handhabung schwierig ist. Zu berücksichtigen ist, daß bei dieser bekannten Ausführung vor jedem Schuß ein neuer Ring bzw. eine neue Scheibe eingesetzt werden muß.

Die Erfindung beseitigt die Nachteile der bekannten Ausführungen und schafft eine Vorrichtung, welche auch bei den obenerwähnten Kolbengeschwindigkeiten eine Dämpfung des Kolbenaufschlages auf kürzester Strecke wirksam dadurch erreicht, daß die untere Stirnseite des Kolbens einen kegeligen Übergangsteil aufweist, der mit einem entsprechenden Innenkegel am mit Radialshlitzen versehenen unteren Teil des Zylinders zusammenwirkt, dessen spannzangenartig radial federnde Segmente von einer mit Kunstharz getränkten Glasfaserwicklung teilweise umgeben sind.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist zwischen den Segmenten des unteren Zylinderteiles und der Glasfaserwicklung ein Dehnmetallstreifen eingelegt.

Die Erfindung ist an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen durch die Längsachse des Arbeitsgerätes gehenden Längsschnitt, der ein Paar gegenüberliegender Segmente schneidet, und

Fig. 2 eine Stirnansicht des linken Endes der Vorrichtung gemäß Fig. 1.

Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein mit Pulverladung betätigtes Werkzeug. Die erfindungsgemäße Einrichtung kann auch an mit gasförmigen Druckmitteln betriebenen Kolbenwerkzeugen angewendet werden.

In Fig. 1 ist ein Zylinder 10 gezeigt, der mittels eines in eine Bohrung eingeschraubten Stopfens 11 verschlossen ist. Der Stopfen 11 ist mit einer Kammer zur Aufnahme einer Patrone 12 versehen. In dem Zylinder befindet sich unmittelbar vor dem Stopfen ein Kolben 13, dessen obere Stirnseite mit 14 bezeichnet ist und der einen sich verjüngenden Übergangsteil 16 und einen Kopf 17 hat. Die Druckkammer 15 befindet sich zwischen dem Stopfen 11 und der Stirnseite 14. Der Kolben ist mit Kolbenringen 18 zur besseren Abdichtung versehen. Der Kolben bewegt sich in dem Zylinder in der durch den Pfeil angegebenen Richtung, bis der kegelige Übergangsteil auf einen entsprechenden Innenkegel 19 an der Innenwand des Zylinders trifft.

In üblicher Weise wird ein geeignetes Befestigungselement, wie der Stift 21, in das Werkstück getrieben, wenn der Kopf 17 auf den Stift trifft.

Der Zylinder ist an seinem unteren Ende, wie in Fig. 1 ersichtlich, mit mehreren durchgehenden radialen Schlitzen 22 versehen, die den Zylinder in mehrere Segmente23 unterteilen. Zur Vereinfachung kann dieser Abschnit des Kolbens in folgendem als Auffangabschnitt bezeichnet werden.

Der Auffangabschnitt für den Kolben ist am Umfang nach innen abgesetzt. In dieser Eindrehung ist eine Glasfaserwicklung angeordnet, die in geeigneter Weise mit einem Kunststoffbindemittel imprägniert ist, so daß ein Ring 24 gebildet wird. Es ist wichtig, daß die Glasfaserstränge oder -fäden so angeordnet sind, daß eine Belastung der Segmente, die diese radial nach außen drückt, die Glasfaserwicklung unter eine Zugspannung in Umfangsrichtung setzt.

Vorteilhaft wird zusätzlich ein dünner Dehnmetallring 20 zwischen die mit Kunstharz getränkte Glasfaserwicklung und den in Segmente unterteilten unteren Zylinderabschnitt gebracht.

Das Werkzeug arbeitet wie folgt:

Es wird angenommen, daß ein Stift 21 in dem Zylinder 10 angeordnet ist und sich der Kolben in der in Fig. 1 gezeigten Stellung befindet.

Die Zündung der Patrone 12 durch bekannte Mittel erzeugt in der Kammer 15 Treibgase, die schnell expandieren, um den Kolben vorwärts zu treiben. Hierauf stößt der Kopf 17 den Stift 21 aus dem Kolben und treibt ihn in ein Werkstück.

Wie oben dargelegt, ist es notwendig, den Kolben nach dem Eintreiben des Stiftes innerhalb des sehr kurzen Toleranzbereiches für die Eintreibtiefe abzubremsen und abzufangen.

Der kegelige Übergangsteil 16 und der entsprechende Innenkegel 19 des Zylinders kommen kurz vor dem Hubende des Kolbens in Anlage, so daß die Segmente radial nach außen gedrückt werden und die Wicklung 24 unter Zug gesetzt wird. Infolge der Ausführung der Wicklung aus Glasfasern mit sehr hoher Dehnungsspannung und beträchtlichem Streckvermögen (mehr als 2 %) nimmt die Wicklung ohne Überschreitung der Elastizitätsgrenzen der Glasfasern leicht eine hohe Energie auf.

Häufig ist es erwünscht, den Innenkegel 19 des Kolbens so auszubilden, daß der durch gestrichelte Linien dargestellte Winkel Alpha des kegeligen Zylinderabschnittes größer als der entsprechende Winkel Beta an dem kegeligen Übergangsteil des Kolbens ist. Hierdurch wird eine allmähliche Belastung der Wicklung 24 erreicht, wobei die kegeligen Teile zuerst in ringförmige Linienberührung kommen und später passend aufeinandersitzen.

Die kegelige Ausbildung des Kolbens und des Zylinders hat folgende Vorteile:

a) Eine Konzentration der Spannungen an dem Kolben wird vermieden.

b) Es findet eine Übertragung der Längsbewegung des Kolbens in Radialbewegung der Segmente und in eine Umfangsspannung in den Glasfasern statt.

c) Die Aufprallfläche wird vergrößert.

d) Die Festigkeit des Kolbens wird nicht vermindert, während das radiale Federungsvermögen der spannzangenähnlichen Segmente zum Auffangen ausgenutzt wird.

e) Sich selbst lösende Kegelwinkel (Kegelwinkel, die groß genug sind, um ein Festfressen durch Reibung infolge des Aufpralles zu vermeiden) können gewählt werden, um die Geschwindigkeit der Aufprallfläche des Kolbens auf die des Zylinders wirksam von 60 m je Sek. auf einen niedrigen Wert wie 15 m je Sek. herabzusetzen.

Claims

Patentansprüche:

1. Arbeitsgerät, dessen Kolben in einem Zylinder durch Pulvertreibstoffe oder ein gasförmiges Druckmittel bewegt wird und dessen Aufschlag im unteren Totpunkt durch elastische Verformung eines federnden Teils dämpfend abgefangen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Stirnseite des Kolbens (13) einen kegeligen Übergangsteil (16) aufweist, der mit einem entsprechenden Innenkegel (19) am mit Radialschlitzen (22) versehenen unteren Teil des Zylinders (10) zusammenwirkt,

dessen spannzangenartig radial federnde Segmente (23) von einer mit Kunstharz getränkten Glasfaserwicklung (24) teilweise umgeben sind.

2. Arbeitsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Segmenten (23) des unteren Zylinderteils und der Glasfaserwicklung (24) gelegt ist.

ein Dehnmetallstreifen (20) ein-

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 919 940, 348 652; USA.-Patentschrift Nr. 1 365 870.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen