DE1119785B - Bolzensetzgeraet - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Bolzensetzgerät zum Eintreiben von Befestigungsbolzen in Bauwerksteile
oder andere Aufnahmewerkstücke mittels eines durch die Treibgase eines schnell verbrennenden Treibstoffes
beaufschlagten, in einem Arbeitszylinder gasdicht geführten Treibkolbens.
Bei den bekannten Bolzensetzgeräten dieser Art besteht die Schwierigkeit, daß, insbesondere wenn
eine zu starke Treibladung benutzt wird, der Kolben mit sehr großer Gewalt gegen das vordere Ende
seiner Führung schlägt. Wenn die Treibkraft immer genau richtig berechnet werden könnte, so würde die
Bewegungsenergie des Kolbens durch das Eintreiben des Bolzens vollständig aufgezehrt. Da dies aber
praktisch nicht möglich ist, sondern immer eine gewisse Überschußenergie vorhanden ist, sind die erwähnten
harten Schläge nicht zu vermeiden und führen zu verhältnismäßig rascher Zerstörung dieser
Art Bolzensetzgeräte. Besonders stark treten diese Zerstörungen auf, wenn ein Bolzen versehentlich in
zu weiches Material, z. B. in Holz, Gipsdielen od. dgl., unter Verwendung einer verhältnismäßig starken Kartusche
eingeschossen wird. Das Eindringen des Bolzens in dieses Material verbraucht fast überhaupt
keine Energie, und die gesamte Bewegungsenergie des Kolbens, die bei Verwendung einer z. B. einen Durchmesser
von 6 mm aufweisenden Kartusche etwa 40 bis 50 mkg betragen kann, muß abgefangen werden.
Es sind schon Bolzensetzgeräte bekanntgeworden, in denen vor dem Treibkolben ein mechanisches oder
gasförmiges Federungsmittel oder ein Gummiring vorgesehen ist, um die Uberschußenergie des Treibkolbens
während des letzten Teiles seines Arbeitshubes zu vernichten. Dies läßt sich jedoch praktisch
nicht erreichen, wenn vermieden werden soll, daß die Bolzensetzgeräte zu große Dimensionen erhalten.
Insbesondere kann als Stoßdämpfungsmittel ein Luftpolster, dessen Ausgangsvolumen nur Atmosphärendruck
hat, allenfalls bei Bolzen- oder Nageleintreibgeräten, deren Treibkolben durch Druckluft vorgetrieben
wird, jedoch nicht bei Bolzensetzgeräten, deren Treibkolben durch hochgespannte Pulvergase
vorgetrieben wird, eine zur Vernichtung der Uberschußenergie des Treibkolbens ausreichende Dämpfungswirkung
ergeben.
Die Erfindung ermöglicht es dagegen, bei Bolzensetzgeräten der eingangs bezeichneten Art den durch
die Treibgase eines schnell verbrennenden Treibstoffes beaufschlagten Kolben während des letzten
Teiles seines Arbeitshubes durch ein Gaspolster wirksam abzubremsen, d. h. notfalls eine Bewegungsenergie von etwa 40 bis 50 mkg aufzuzehren, ohne
Bolzensetzgerät
Anmelder:
Walter Schulz,
Mettmann (RhId.), Schwarzbachstr. 32
Mettmann (RhId.), Schwarzbachstr. 32
Walter Schulz, Mettmann (RhId.),
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
daß es notwendig wäre, das Gerät zu groß und unhandlich
auszubilden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Gaspolster durch einen im
mittleren Bereich des Arbeitshubes des Treibkolbens kurzzeitig in eine Bremskammer einströmenden Teil
der Treibgase gebildet und während des letzten Teiles des Arbeitshubes des Treibkolbens durch ein mit
diesem fest verbundenes Verdichtungsmittel in der Bremskammer verdichtet wird.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die Bremskammer durch einen den Arbeitszylinder
des Treibkolbens gleichachsig umgebenden Ringraum gebildet und steht mit dem Arbeitszylinder durch in
dessen Wandung vorgesehene, durch den Treibkolben während des ersten Teils seines Arbeitshubes abgesperrte
Öffnungen in Verbindung, die nach ihrer durch das Vorbeigleiten des rückwärtigen Endes des
Treibkolbens bewirkten Freigabe durch einen dem Treibkolben in geringem Abstand zwangläufig folgenden,
den Querschnitt der Bremskammer ausfüllenden Ringkolben wieder abgesperrt werden, so daß das
zwischen dem sich weiter vorbewegenden Ringkolben und einer im Gehäuse des Gerätes fest angeordneten
vorderen Abschlußwand der Bremskammer eingeschlossene Treibgaspolster verdichtet wird.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei die für das Verständnis
der Erfindung nicht erforderlichen Teile, nämlich der vordere Teil des Gerätes von der Ruhelage des Kolbens
bis zur Laufmündung und der hintere, die Auslösevorrichtung für den Schlagbolzen enthaltende Teil,
nicht dargestellt sind.
Die Antriebs-, Führungs- und Bremsvorrichtung des Treibkolbens 4 besteht aus zwei konzentrischen
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Rohren 1 und 2, die durch eine ringförmige Zwischenwand 3 fest und dicht miteinander verbunden
sind. Das Rohr 2 dient als Arbeitszylinder für den Treibkolben 4. Der Ringraum 12 zwischen den
Rohren 1 und 2 ist als Bremskammer vorgesehen. Als Treibladung wird beispielsweise eine Pulverladung
verwendet, die sich in einer in üblicher Weise in das Kartuschenlager 5 eingesetzten Kartusche befindet.
Die Treibladung wird durch einen nur schematisch angedeuteten Schlagbolzen 6 gezündet. Der Kolben 4
ist in einen in dem Rohr 1 beweglichen Metallklotz 7 eingeschraubt, der die Treibkraft auf den nicht gezeichneten
Bolzen beispielsweise mittels des als Döpper dienenden Ansatzes 8 überträgt. Mit dem
Metallklotz 7 und damit indirekt mit dem Kolben 4 ist ein in dem Zwischenraum zwischen den Rohren 1
und 2 verschiebbarer Ringkolben 9 mittels einiger Stäbe 10 verbunden, die einerseits in den Ringkolben
9, andererseits in den Metallkörper 7 eingeschraubt oder eingeschweißt sind. Der Arbeitszylinderraum
innerhalb des Rohres 2 steht mit der Bremskammer 12 durch eine oder mehrere Öffnungen
11 in Verbindung.
Beim Eintreiben eines Bolzens spielt sich folgender Vorgang ab:
Nachdem die Kartuschenladung durch den Schlagbolzen 6 gezündet ist, entwickeln sich im Rohr 2
hochgespannte Pulvergase, die den Kolben 4 und damit den Klotz 7 mit großer Gewalt nach links
schleudern. Durch diese Bewegung wird der Bolzen in die Wand eingetrieben. In dem Augenblick, in dem
die Rückfläche des Kolbens 4 die Öffnung 11 erreicht, wird diese Öffnung freigegeben, und die Pulvergase
strömen in die Bremskammer 12 ein. Da die Vorderfläche des Ringkolbens 9 in kurzem Abstand auf die
Rückfläche des Treibkolbens 4 folgt, wird die Öffnung 11 kurz nach ihrer Freigabe wieder durch den
Ringkolben 9 verschlossen, und bei der weiteren Vorwärtsbewegung des Treibkolbens werden die
durch die Öffnung 11 in die Bremskammer 12 eingeströmten Pulvergase nunmehr durch den sich gegen
die Abschlußwand 3 vorbewegenden Ringkolben 9 verdichtet, wodurch die ganze Kolbenbauteilgruppe
4, 7, 8 abgebremst wird. Es hat sich ergeben, daß beispielsweise bei einer Bewegungsenergie von 40 mkg
unter der Voraussetzung, daß die Pulvergase mit einem Druck von etwa 500 kg/cm2 in die Bremskammer
12 einströmen, sich die Bewegung des Kolbens auf einem Weg von etwa 40 mm vollkommen abbremsen
läßt. Die Bemessung der Größe der Bremskammer 12 im Verhältnis zum Arbeitszylinderraum,
insbesondere das Verhältnis der Querschnitte der Bremskammer und des Arbeitszylinders zueinander,
die Lage der Übertrittsöffnungen 11 und die Länge des erreichbaren Bremsweges hängen selbstverständlieh
von den jeweils gegebenen Bedingungen, insbesondere von der Stärke der verwendeten Treibkraft
und der zum Eintreiben des Bolzens erforderlichen Energie ab und lassen einen weiten Spielraum, so daß
in jedem Falle eine wirksame Abbremsung erreichbar ist.
Ist die Stärke der Treibkraft im Verhältnis zu der zum Eintreiben des Bolzens in einen Bauwerksteil erforderlichen
Energie richtig gewählt, so läßt sich erreichen, daß der Bolzen vollständig eingetrieben und
die Bewegungsenergie des Kolbens in dem Augenblick vollständig aufgezehrt ist, in welchem die Rückfläche
des Kolbens 4 die Öffnung 11 erreicht, so daß in diesem Fall überhaupt keine Pulvergase in die
Bremskammer 12 übertreten. In allen anderen Fällen jedoch, in denen die von den Treibgasen erzeugte
Energie die zum Eintreiben des Bolzens erforderliche Energie überschreitet, strömen die Pulvergase in die
Bremskammer über, und die weitere Bewegung des Kolbens wird — wie beschrieben — verzögert. Dadurch
werden nicht nur die zerstörend wirkenden harten Schläge in dem Bolzensetzgerät selbst vermieden,
sondern es wird auch verhindert, daß der Bolzen mit zu großer Energie in die Wand eingetrieben
und womöglich durch diese hindurchgetrieben wird.
Zusätzlich kann der einzutreibende Bolzen durch Klemmbacken mit dem Klotz 7 verbunden sein, die
den Bolzen festhalten, so daß mit der Abbremsung des Kolbens auch der einzutreibende Bolzen abgebremst
und dadurch verhindert wird, daß beim Eintreiben des Bolzens in zu weiche Wände dieser durch
solche Wände hindurchgetrieben wird.
Statt die Treibkolbenteile 4 und 7 mit dem ringförmigen Bremskolben 9 durch Stäbe 10 zu verbinden,
kann selbstverständlich auch eine andere Verbindung gewählt werden. Beispielsweise können die Stäbe 10
durch ein Rohr oder eine Büchse ersetzt sein.
An Stelle der in den üblichen Kartuschen enthaltenen Pulverladungen können auch andere Treibmittel
verwendet werden. Beispielsweise kann in den hinter dem Treibkolben 4 liegenden Raum flüssiger oder
gasförmiger Treibstoff eingespritzt bzw. eingeblasen und zur Entzündung gebracht werden. Es ist ferner
möglich, statt der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung deren kinematische Umkehrung zu verwenden,
derart, daß sich der Zylinder bewegt und der Kolben feststeht.
Die Erfindung kann außer bei Bolzensetzgeräten auch bei anderen, einen Kolben aufweisenden Schlaggeräten,
beispielsweise bei zum Töten von Schlachtvieh dienenden Bolzeneintreibgeräten, zum stoßfreien
Abfangen des Kolbens am Ende seines Arbeitshubes angewandt werden.
Claims (2)
1. Bolzensetzgerät zum Eintreiben von Befestigungsbolzen in Bauwerksteile oder andere
Aufnahmewerkstücke mittels eines durch die Treibgase eines schnell verbrennenden Treibstoffes
beaufschlagten, in einem Arbeitszylinder gasdicht geführten Treibkolbens, der während des
letzten Teiles seines Arbeitshubes durch ein Gaspolster abgebremst wird, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gaspolster durch einen im mittleren Bereich des Arbeitshubes des Treibkolbens (4) kurzzeitig
in eine Bremskammer (12) einströmenden Teil der Treibgase gebildet und während des letzten
Teiles des Arbeitshubes des Treibkolbens durch ein mit diesem fest verbundenes Verdichtungsmittel
(9) in der Bremskammer verdichtet wird.
2. Bolzensetzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremskammer durch
einen den Arbeitszylinder (2) des Treibkolbens (4) gleichachsig umgebenden Ringraum (12) gebildet
ist und mit dem Arbeitszylinder durch in dessen Wandung vorgesehene, durch den Treibkolben
während des ersten Teiles seines Arbeitshubes abgesperrte Öffnungen (11) in Verbindung steht,
die nach ihrer durch das Vorbeigleiten des rückwärtigen Endes des Treibkolbens bewirkten Freigabe
durch einen dem Treibkolben in geringem Abstand zwangläufig folgenden, den Querschnitt
der Bremskammer (12) ausfüllenden Ringkolben (9) wieder abgesperrt werden, so daß das zwischen
dem sich weiter vorbewegenden Ringkolben und einer im Gehäuse des Gerätes fest angeordneten
vorderen Abschlußwand (3) der Bremskammer
(12) eingeschlossene Treibgaspolster verdichtet wird.
In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 202414, 913 759;
britische Patentschrift Nr. 734 344; USA.-Patentschrift Nr. 1014 639.
In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1025 349.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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