DE1235229B - Bolzensetzgeraet und Bolzen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

B 25 c

Deutsche KL: 87 a-18

Nummer: 1235 229

Aktenzeichen: Sch 264461 c/87 a

Anmeldetag: 29. Juli 1959

Auslegetag: 23. Februar 1967

Bolzensetzgeräte, d. h. Geräte, die dazu dienen, Bolzen durch die Kraft hochgespannter Gase in harte Werkstoffe einzutreiben, können in zwei Grundarten unterteilt werden. Bei der ersten Art wirken die Pulvergase direkt auf den Setzbolzen, der dadurch im Lauf wie ein Geschoß in einer Waffe beschleunigt wird und mit hoher Geschwindigkeit in die Beschußfläche eindringt. Bei der zweiten Art, die als Bolzensetzgeräte mit mittelbarem Antrieb bezeichnet werden können, wirken die Pulvergase auf einen Kolben. Dieser Kolben, der zumeist eine größere Masse hat als der einzutreibende Bolzen, wird durch die Kraft der Pulvergase beschleunigt und überträgt seine Bewegungsenergie auf den Bolzen. Dabei kann der Bolzen in dem Bolzensetzgerät getrennt vom Kolben auf die Beschußfläche aufgesetzt sein, so daß der Kolben wie ein Hammer auf den Bolzenkopf aufschlägt und den Bolzen eintreibt, oder der Bolzen kann in die Vorderseite des Kolbens eingesetzt, insbesondere eingeschraubt sein, so daß er gleichzeitig mit dem Kolben beschleunigt wird und die gemeinsame Bewegungsenergie von Kolben und Bolzen den Bolzen in die Beschußfläche eintreibt.

Die Erfindung betrifft ein Bolzensetzgerät mit sogenanntem mittelbarem Antrieb. Derartige Bolzensetzgeräte haben gegenüber den Bolzensetzgeräten mit unmittelbarem Antrieb mehrere Vorteile. So kann der Gasschlupf bei diesen Geräten wesentlich geringer gehalten werden, da der Kolben genau in die Zylinderbohrung eingepaßt sein kann, während bei den Bolzensetzgeräten mit unmittelbarem Antrieb zwischen dem Kopf des in Massenfabrikation hergestellten Bolzens und der Laufinnenwand immer ein Zwischenraum vorhanden ist, durch den ein Teil der Pulvergase nutzlos am Bolzen vorbeistreichen kann. Die Energieverluste können somit bei den Bolzensetzgeräten mit mittelbarem Antrieb niedriger gehalten werden als bei Bolzensetzgeräten mit unmittelbarem Antrieb. Weiterhin sind bei Bolzensetzgeräten mit mittelbarem Antrieb die Bolzengeschwindigkeiten bei gleicher zur Verfügung stehender Eindringenergie wesentlich geringer, so daß auch die Unfallgefahr vermindert ist und die Schutzkappen, die die Umgebung der Einschußstelle abdecken, kleiner gehalten werden können. Ferner arbeiten diese Geräte praktisch geräuschlos oder zumindest mit sehr viel geringerem Geräusch als die Geräte mit unmittelbarem Antrieb, weil die Abgase nicht mehr an der Laufmündung austreten können, sondern in einen besonderen, abgedichteten Raum des Gerätes eintreten müssen. Schließlich bietet sich bei den Kolbengeräten auch die Möglichkeit, die Eindringtiefe des Bolzens in die Beschuß-Bolzensetzgerät und Bolzen

Anmelder:

Walter Schulz,

Metzkausen über Mettmann, Stübbenhauserstr. 34

Als Erfinder benannt:

Walter Schulz, Metzkausen über Mettmann

fläche dadurch genau festzulegen, daß der Kolben beim Erreichen einer bestimmten Stellung abgefangen wird.

Diesen Vorteilen der Bolzensetzgeräte mit mittelbarem Antrieb stehen jedoch verschiedene Nachteile gegenüber, die die Ursache dafür sind, daß sich diese Geräte bis jetzt noch nicht, insbesondere für größere Leistungen, durchgesetzt haben. So wäre z.B. das Abfangen des rasch bewegten Kolbens kein Problem, wenn sichergestellt würde, daß die Energie, mit der der Kolben beschleunigt wird, stets gleich der zum Eintreiben des Bolzens erforderlichen Energie ist oder diese Energie nur um einen geringen Betrag übersteigt. Allein schon wegen der Ungleichmäßigkeiten im Beschußwerkstoff ist es aber praktisch nicht möglieh, im voraus die zum Eintreiben des Bolzens erforderliche Energie so genau zu bestimmen und dementsprechend die zu verwendende Kartusche so auszuwählen, daß der Bolzen keine überschießende Energie erhält. Es müssen deshalb unter Umständen verhältnismäßig hohe Energiebeträge beim Abfangen des Kolbens vernichtet werden, was einen hohen Verschleiß zur Folge hat.

Ein weiterer, sehr wesentlicher Nachteil der Bolzensetzgeräte mit Kolben ist die Erhöhung des Rück-Stoßes. Die Rückstoßenergie, die von der Hand des Bedienenden aufgenommen werden muß, ist gleich der Eintreibenergie multipliziert mit dem Verhältnis der angetriebenen Masse zu der den Rückstoß aufnehmenden Masse des Gerätes (Geschützmasse). Bei den Bolzensetzgeräten mit unmittelbarem Antrieb ist die angetriebene Masse nur die Masse des Bolzens, also beispielsweise 5 g. Bei einem Kolbengerät kommt zur Bolzenmasse noch die Masse des Kolbens von beispielsweise 50 g dazu, so daß die Rückstoßenergie, wenn man gleiche Kartuschenenergie, gleiche Geschützmasse und gleiche Energieausnutzung voraussetzt, etwa elf mal so groß ist wie bei einem Gerät mit

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unmittelbarem Antrieb. Weitere Nachteile der Geräte Gasausströmöffnungen nicht früher freigibt als der

mit mittelbarem Antrieb sind ferner der komplizierte Kolben die diesem zugeordneten Gasausström-

Ladevorgang, das stärkere Verschmutzen der Lauf- Öffnungen.

innenwand und die geringere Bolzengeschwindigkeit, Um sicherzustellen, daß bei ordnungsgemäßer

die insbesondere beim Schießen in harte Werkstoffe 5 Handhabung des Gerätes nur solche Bolzen verwen-

einen stärkeren Bolzenschaftquerschnitt und damit det werden können, die auf das Gerät bezüglich ihrer

wieder eine höhere Leistung erfordert. Abmessungen und sonstigen Eigenschaften abge-

Zur Verminderung der Rückstoßwirkung ist es be- stimmt sind, kann ferner im Kolben oder im Bolzen reits bekannt, bewegliche Verschlußstücke vorzu- eine Ausnehmung vorgesehen sein, in die ein Stift sehen, die sich im Bolzensetzgerät unter dem Druck io oder ein Anschlag eingreift, der das Einsetzen von der Pulvergase in der der Eintreibrichtung des BoI- Bolzen, die nicht zum Gerät passen, verhindert. Der zens entgegengesetzten Richtung bewegen. Es ist Stift oder Anschlag kann auch relativ zum Kolben weiterhin bekannt, bei Bolzensetzgeräten mit mittel- verschiebbar sein und Gasausströmöffnungen freibarem Antrieb in der Kolbenführung Überstrom- geben, wenn kein Bolzen oder ein nicht zum Gerät Öffnungen vorzusehen, die durch die Bewegung des 15 passender Bolzen eingesetzt ist. Dies kann beispiels-Kolbens geöffnet werden, wenn der Kolben eine be- weise dadurch erreicht werden, daß der in die Ausstimmte Lage erreicht, so daß die Treibgase entwei- nehmung des Bolzens eingreifende oder durch einen chen können. Diese Maßnahmen zur Verhinderung Ansatz am Bolzen in eine bestimmte Lage gebrachte der Rückstoßwirkung sind jedoch nicht ausreichend. Stift mit einem vorzugsweise glockenförmigen Schie-

Es ist daher Zweck der Erfindung, den Rückstoß 20 ber verbunden ist, der in seiner Sollstellung, die er bei Bolzensetzgeräten mit mittelbarem Antrieb so weit nach dem Einsetzen eines passenden Bolzens einzu vermindern und die Kolbenenergie so zu begren- nimmt, Gasausströmöffnungen im Kolben überdeckt, zen, daß beim Abfangen des Bolzens nur ein gerin- die jedoch bei jeder von der Sollstellung abweichenger Betrag an Überschußenergie aufgenommen und den Stellung des Schiebers freigegeben sind,
dadurch der Verschleiß vermindert wird. Gleichzeitig 25 Ferner kann an der Vorderseite des Kolbens ein kann eine erhöhte Sicherheit dadurch erreicht wer- relativ zum Kolben bewegliches Ansatzstück vorgeden, daß in dem Gerät nur solche Bolzen verwendet sehen sein, in das der Bolzen einsetzbar, z. B. einwerden können, die bezüglich ihrer Härte und ihrer schraubbar, ist und das in seiner Sollstellung zum Abmessungen für das Gerät geeignet sind, und daß Kolben durch einen Abscherstift oder eine Abscherauch die Unfallgefahr, wenn das Gerät ohne Ein- 30 platte gehalten ist. Wenn beim Eintreiben der Bolzen setzen eines Bolzens betätigt wird, vermieden ist. auf einen übermäßig hohen Widerstand trifft, schert

Erfindungsgemäß wird dieses bei einem Bolzensetz- dieser Abscherstift ab, und das Ansatzstück vergerät mit einem durch die Treibkraft hochgespannter schiebt sich gegen die elastischen Kräfte relativ zum Gase in einem Führungsrohr vorbewegbaren Kolben, Kolben, so daß die überschüssige Kolbenenergie von der den Bolzen eintreibt, und einem unter der Treib- 35 diesen elastischen Kräften aufgenommen wird,
gaswirkung rückbeweglichen Verschlußstück da- Schließlich ist es auch möglich, die Auswirkung durch erreicht, daß das Verschlußstück nach einem des Rückstoßes dadurch zu vermeiden oder zu verbestimmten Rücklaufweg Gasausströmöffnungen frei- mindern, daß das hinter dem sich vorbewegenden gibt. Weiterhin kann bei einem derartigen Bolzensetz- Bolzen bzw. Kolben aus dem Lauf bzw. Führungsgerät, dessen Kolben nach einem bestimmten Vor- 40 rohr für den Kolben durch Gasausströmöffnungen schubweg in an sich bekannter Weise Gasausström- entweichende Treibgas durch nach hinten gerichtete Öffnungen freigibt, die in der Wandung des Führungs- Schubdüsen austretend dem Rückstoß entgegenwirkt, rohres vorgesehen sind und den Gasübertritt in einen Ein solches Gerät wird also einerseits durch den Gasentspannungsraum ermöglichen, die Länge des Rückstoß entgegen der Bewegungsrichtung des BoI-Rücklaufweges des Verschlußstückes bis zur Freigabe 45 zens von der Beschußfläche wegbewegt, während es der Gasausströmöffnungen unter Berücksichtigung durch die Schubwirkung der Düsen auf die Beschußder Masse des Kolbens einschließlich des Bolzens fläche zubewegt wird. Beide Vorgänge fallen zwar und der Masse des Verschlußstückes so bemessen zeitlich nicht streng zusammen, die auftretenden Zeitsein, daß die dem Verschlußstück zugeordneten Gas- differenzen sind aber, da beide Krafteinwirkungen ausströmöffnungen dann früher freigegeben werden 50 innerhalb der Zeit, die das Eintreiben des Bolzens erals die dem Kolben zugeordneten Gasausströmöffnun- fordert, auftreten, so gering, daß sich der Rückstoß gen, wenn ein Bolzen verwendet wird, der länger als nicht mehr auf die Hand der Bedienungsperson ausder vom Konstrukteur vorgesehene Bolzen ist, oder wirkt und nicht mehr fühlbar ist bzw. daß nur die wenn aus anderen Gründen nicht vorhergesehene Differenz dieser beiden Kräfte fühlbar ist.
Widerstände gegen die Vorbewegung des Kolbens 55 Weiterhin kann der Kolben, dessen Vorschubweg auftreten. nicht durch ein mit dem Führungsrohr für den Kolben

Das Bolzensetzgerät, dessen Kolben die ihm zu- lösbar verbundenes Mündungsstück begrenzt ist,

geordneten Gasausströmöffnungen freigibt, wenn er durch die Mündung des Führungsrohres herausnehm-

die Stellung erreicht, bei der die Spitze des am KoI- bar sein.

ben angebrachten Bolzens in den Aufnahmekörper 60 Der in dem neuen Bolzensetzgerät zu verwendende

aus vorzugsweise hartem Material einzudringen be- Bolzen kann weiterhin eine Ausnehmung oder einen

ginnt, kann so ausgebildet sein, daß die Masse des Ansatz aufweisen, der mit Stiften oder Anschlägen

Kolbens einschließlich des Bolzens und die Masse am Kolben des Bolzensetzgerätes derart zusammen-

des Verschlußstückes in einem solchen Verhältnis zu- wirkt, daß bei fehlendem Bolzen oder bei Verwen-

einander stehen, daß, sofern während des Eindrin- 65 dung von Bolzen ohne entsprechende Ausnehmungen

gens des Bolzens in den Aufnahmekörper die Be- oder Ansätze oder mit falsch bemessenen Ausneh-

wegung des Kolbens nur durch seine Trägheit be- mungen oder Ansätzen die Gasausströmkanäle im

stimmt ist, das Verschlußstück die ihm zugeordneten Gerät geöffnet sind.

Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt

A b b. 1 den vorderen Teil eines Bolzensetzgerätes gemäß der Erfindung, wobei der rückwärtige Teil, d. h. der Teil, der den Schlagbolzen und die Vorrichtung zur Betätigung des Schlagbolzens enthält, nicht gezeichnet ist,

Abb. 2 bis 4 verschiedene Ausführungsformen eines Kolbens für ein Gerät nach Abb. 1,

A b b. 5 einen Teil eines Gerätes, bei dem die durch Gasausströmöffnungen austretenden Treibgase Schubdüsen zugeleitet werden, die dem Rückstoß entgegenwirken,

A b b. 6 einen Kolben für ein Gerät nach A b b. 1 mit Scherstift und zusätzlichen Pufferkörpern zur Aufnahme überschüssiger Energie.

Bei dem Gerät nach A b b. 1 ist der Kolbeo 1 in einem als Lauf dienenden Führungsrohr 4 bewegbar. Das Führungsrohr 4 ist durch ein Verschlußstück 2 verschlossen, das seinerseits wieder in dem äußeren Rohr 3 verschiebbar ist. Der Kolben 1 hat an seinem hinteren Ende eine Bohrung 28 zur Aufnahme der Kartusche, die in üblicher Weise durch einen Schlagbolzen gezündet werden kann. Um den Kolben 1 im Führungsrohr 4 festzulegen und zu verhindern, daß bei geneigter Stellung des Gerätes der Kolben nach vorn gleitet, kann in an sich bekannter Weise in einer Ringnut des Kolbens eine Ringfeder 29 vorgesehen sein, die sich an die Innenwand des Führungsrohres 4 anlegt. In der vorderen Stirnfläche des Kolbens 1 befindet sich eine Bohrung, in die der Bolzen 5 einsetzbar, z. B. einschraubbar, ist. Im Führungsrohr 4 befinden sich Gasausströmöffnungen S, durch die die Pulvergase, die sich nach der Entzündung der Kartusche in dem Raum innerhalb des Führungsrohres 4 zwischen dem Kolben 1 und dem Verschlußstück 2 befinden, in den Ringraum A zwischen dem Rohr 3 und dem Führungsrohr 4 übertreten können, sobald der Kolben die Strecke α zurückgelegt hat. Das Verschlußstück 2 ragt mit einem Ansatz 30 in das Führungsrohr 4 hinein.

Sobald sich unter der Wirkung des Rückstoßes das Verschlußstück 2 um die Strecke c zurückbewegt hat, können die Pulvergase durch den Zwischenraum zwischen dem Führungsrohr 4 und dem Verschlußstück 2 in den Raum A austreten. Die Länge des Bolzens 5 ist so bemessen, daß die Strecke b, die der Bolzen zusammen mit dem Kolben zurücklegt, bis seine Spitze in die Fläche F einzudringen beginnt, gleich oder größer ist als die Strecke a, die der Kolben zurücklegt, bis die Gasausströmöffnungen 5 freigegeben werden. Sobald die Treibgase durch die Gasausströmöffnungen S entweichen können, entspannen sich diese so stark, daß der den Kolben antreibende Restgasdruck vernachlässigbar klein wird. Praktisch bedeutet dies, daß in dem Augenblick, in welchem die Bolzenspitze in die Fläche F einzudringen beginnt, der Antrieb des Kolbens durch die Pulvergase beendet ist und der Bolzen nur noch durch die Bewegungsenergie des Kolbens eingetrieben wird. Wird dagegen in einem solchen Gerät ein Bolzen 6 verwendet, dessen Spitze schon in der Ruhelage oder in einer Lage, ehe die Gasausströmöffnungen 5 freigegeben werden, die Fläche F berührt, so wirkt der Beschleunigung des Kolbens durch die Pulvergase der Eindringwiderstand entgegen, um den dann auch der Rückstoßimpuls vergrößert wird. Die Antriebslänge a des Kolbens und der Rücklaufweg c des Verschlußstückes 2 sind nun entsprechend den trägen Massen des Kolbens und des Verschlußstückes so berechnet, daß, wenn der Bewegung des Kolbens kein Eindringwiderstand entgegenwirkt, der Kolben die Strecke a in der gleichen Zeit zurücklegt, in der das Verschlußstück die Strecke c zurücklegt, so daß sich die Gasausströmöffnungen, die das Verschlußstück freigibt, nicht früher öffnen als die Gasausströmöffnungen S, die der Kolben freigibt. Tritt aber durch Verwendung

ίο eines längeren Bolzens ein merklicher Eindringwiderstand bereits auf, ehe der Kolben die Strecke α zurückgelegt hat, so daß die Bewegung des Kolbens verzögert, der Rückstoßimpuls aber vergrößert wird, so legt das Verschlußstück die Strecke c in kürzerer Zeit zurück als der Kolben die Strecke a, und die Gasausströmöffnungen, die das Verschlußstück freigibt, öffnen sich, ehe die Gasausströmöffnungen F freigegeben werden; das hat zur Folge, daß die auf den Kolben wirkende Antriebskraft entsprechend früher zu wirken aufhört. Die gleiche Wirkung tritt ein, wenn zu schwere Bolzen verwendet werden, die für das Gerät nicht zugelassen sind.

Auf diese Weise wird erreicht, daß der Rückstoß stets in tragbaren Grenzen, d. h. in solchen Grenzen, die keine Handverletzungen der Bedienungsperson zur Folge haben, gehalten werden kann. Selbst wenn man annimmt, daß in das Führungsrohr 4 statt eines Bolzens ein Stahlkörper eingelegt würde, der überhaupt nicht in der Lage ist, in die Fläche F einzudringen, werden Unfälle durch zu starken Rückstoß vermieden, weil sich in diesem Fall nur das Verschlußstück um die Strecke c zurückbewegt und die Gasausströmöffnungen freigibt, durch die sich die Pulvergase entspannen können.

Es kann ferner der Fall eintreten, daß zwar ein langer Bolzen 6 eingesetzt ist, dessen Spitze bereits in der Ruhelage die Fläche F berührt, daß aber der Körper, in den der Bolzen eingetrieben werden soll, dem Eindringen einen verhältnismäßig geringen Widerstand entgegensetzt. In diesem Fall wird die Bewegung des Kolbens 1 durch den Eindringwiderstand nur wenig verzögert. Das Verschlußstück wird deshalb die Strecke c erst dann zurückgelegt haben, wenn der Kolben den größten Teil der Strecke α zurückgelegt hat, d. h., es wird auf den Kolben, ehe sich die Pulvergase entspannen, eine hinreichend große Antriebskraft ausgeübt, um dem Kolben die Bewegungsenergie zu erteilen, die erforderlich ist, um den Bolzen in das relativ weiche Material einzutreiben.

Da im allgemeinen Bolzen mit um so längerem Schaft verwendet werden, je weicher das Material ist, in das der Bolzen eingetrieben wird, wird bei dieser Anordnung erreicht, daß die Baulänge des Gerüstes nicht zu groß wird und trotzdem genügend Energie zur Verfügung steht und daß bei kurzen Bolzen, die z. B. in Stahl eingetrieben werden, der Rückstoß das errechnete Höchstmaß nicht überschreitet.

Es ist möglich, auf Vorrichtungen, die den Kolben beim Erreichen einer bestimmten Lage abfangen, ganz zu verzichten und den Kolben 1 dadurch abzufangen, daß seine Stirnfläche auf die Fläche 2 auftrifft. Dies hat den weiteren Vorteil, daß zum Laden des Gerätes der Kolben nach vorn aus dem Führungsrohr 4 herausgezogen werden kann, wodurch das Laden wesentlich vereinfacht wird. Nach dem Eintreiben des Bolzens wird das Gerät abgezogen, der Kolben vom eingetriebenen Bolzen abgezogen oder abgeschraubt und nach Einsetzen oder Einschrauben

des nächsten Bolzens wieder in das Gerät eingeführt.

Selbstverständlich können dabei in der Abbildung nicht gezeichnete Vorrichtungen vorgesehen sein, die verhindern, daß die Kartusche gezündet wird, wenn die Laufmündung nicht gegen eine Beschußflache gedrückt wird, so daß der Kolben nicht frei aus dem Gerät herausgeschossen werden kann. Eine mißbräuchliche Benutzung des Gerätes durch Abfeuern, ohne daß ein Bolzen eingesetzt wurde, kann bei der Anordnung nach A b b. 1 auch dadurch vermieden werden, daß die Bohrung 35 durch den ganzen Kolben geht und vorn durch den Bolzen 5 verschlossen wird. Ist kein Bolzen eingesetzt, so strömen die Pulvergase einfach durch die Bohrung in den Raum vor dem Kolben, und der Antrieb des Kolbens entfällt. Diese Anordnung ist auch möglich, wenn die Kartusche in einem besonderen Kartuschenlager oder seitlich oder sonstwo angeordnet ist.

Um nun Unfälle zu vermeiden, ist es wünschenswert, daß mit einem Gerät nur Bolzen, die für dieses Gerät geeignet sind, eingetrieben werden können. A b b. 2 zeigt einen Kolben 1, bei dem das Einsetzen nicht zum Gerät gehöriger Bolzen dadurch verhindert ist, daß ein Stift 8 in den Kolben eingesetzt ist, der in die zur Aufnahme des Bolzenkopfes bestimmte Gewindebohrung hineinragt. Der Bolzen 5 hat eine entsprechende Ausnehmung 7, in die beim Einsetzen oder Einschrauben des Bolzens in den Kolben der Stift 8 eintritt. Ein Bolzen, der keine solche Ausnehmung 7 hat oder bei dem die Ausnehmung 7 nicht tief genug ist, läßt sich in den Kolben nicht einsetzen. In A b b. 1 und 2 ist das Gewinde am Bolzenkopf nur an der Unterseite gezeichnet, um dadurch zum Ausdruck zu bringen, daß der Bolzenkopf statt eingeschraubt auch in eine glatte, zylindrische Bohrung eingeschoben sein kann.

Eine andere Ausführungsform, die die Verwendung der zum Gerät passenden Bolzen sicherstellt, ist in A b b. 3 dargestellt. Der Bolzen hat in diesem Beispiel keine Ausnehmung, sondern einen zylindrischen Ansatz 9 bestimmter Länge, der beim Einschrauben des Bolzens in den Kolben 1 in eine zylindrische Bohrung eintritt und dabei einen Stift 10 zurückdrückt. In den Kolben 1 ist der das Kartuschenlager aufnehmende Teil 1' eingeschraubt, und der Kartuschenraum 28 steht durch eine Bohrung 31 mit einem Kanal 11 in Verbindung, der seinerseits wieder durch die Kanäle 12 mit der Vorderseite des Kolbens in Verbindung steht. Ist ein Bolzen mit einem Ansatz 9 entsprechender Länge in den Kolben eingesetzt, so verschließt das zweckmäßig kegelförmige Ende des Stiftes 10 die Bohrung 31, und die Pulvergase können nicht in den Kanal 11 austreten. Wird aber ein Bolzen verwendet, bei dem der Ansatz 9 fehlt, oder wird vergessen, einen Bolzen in den Kolben einzusetzen, so ist der Überströmkanal 31 offen, und die Pulvergase können aus dem Kartuschenraum durch den Überströmkanal 31 und die Kanäle 11 und 12 an die Vorderseite des Kolbens gelangen, so daß die Treibgase nicht nur unwirksam werden, sondern auch der Vorwärtsbewegung des Kolbens entgegenwirken. Bei der Anordnung nach A b b. 3 kann auch ein Bolzen nach der Abb. 2 benutzt werden; der Stift 10 ist dann links so weit zu verlängern, daß er mit der linken Stirnfläche des Kolbens abschließt, wenn der Überströmkanal 31 verschlossen ist. Ein Bolzen 5 gemäß A b b. 2, jedoch ohne Bohrung 7, kann nicht eingesetzt werden; wird ohne Bolzen abgeschossen, so öffnet der Stift 10 den Gasdurchlaß über die Kanäle 31,11,12.

Eine weitere Ausführungsform des Kolbens 1, bei der nur passende Bolzen verwendbar sind, ist in Abb. 4 dargestellt. Wie bei der Ausführungsform nach A b b. 2 hat der Bolzenkopf eine Ausnehmung, in die ein Stift 32 eintreten kann. Mit dem Stift 32 ist ein etwa glockenförmiger Schieber 13 fest verbunden, der in einer zylindrischen Bohrung des Kolbens 1 verschiebbar ist. Dieser glockenförmige Schieber hat die Bohrungen 14. In seinen zylindrischen Teil ragt das zylindrische Kartuschenlager hinein, das in den Teil 1' eingesetzt ist, der seinerseits wieder in den Kolben 1 eingesetzt ist. Dieses Kartuschenlager hat seitliche Gasausströmöffnungen 15 und eine engere Gasaustrittsbohrung 21a. Die Gasausströmöffnungen 14, 15 und 21 sind so angeordnet und die Länge des Stiftes 32 und die Tiefe der Ausnehmung

ao im Bolzenkopf sind so aufeinander abgestimmt, daß, wenn ein passender Bolzen in den Kolben eingeschraubt ist, die Gasauströmöffnungen 21 durch den glockenförmigen Schieber 13 verschlossen sind. Ist dagegen ein Bolzen eingesetzt, dessen Kopf keine Ausnehmung hat oder bei dem die Ausnehmung im Bolzenkopf zu tief ist, oder wenn kein Bolzen eingesetzt wurde, können die Treibgase entweder durch die Öffnungen 15, den Raum 16, die Gasausströmöffnungen 21 und den Kanal 12 oder durch die öffnungen 15,14, die Gasausströmöffnungen 21 und den Kanal 12 an die Vorderseite des Kolbens austreten, so daß auch hier der Kolben nicht in Bewegung gesetzt wird, wenn ein nicht zum Gerät passender Bolzen eingesetzt ist. Durch die Öffnung 21a kann ein Teil der Pulvergase in den Innenraum des glockenförmigen Schiebers 13 eintreten und drückt diesen Schieber nach vorn, so daß ohne Verwendung elastischer Glieder, wie Federn od. dgl., sichergestellt ist, daß der Stift 32 stets bis auf den Grund der Ausnehmung im Bolzenkopf eingedrückt ist. Auch bei der Anordnung nach A b b. 4 kann sinngemäß ein Bolzen mit Zapfen, wie in Ab b. 3 angegeben, verwendet werden.

Bei allen beschriebenen Ausführungsformen treten die Pulvergase bei normalem Gebrauch in einen Hohlraum über, sobald der Kolben die erforderliche Bewegungsenergie erlangt hat, bei nicht normalem Gebrauch aber schon vorher. In diesem Hohlraum können sie sich entspannen.

A b b. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Arbeitsfähigkeit dieser in einen Hohlraum ausströmenden Pulvergase dazu benutzt wird, eine dem Rückstoß entgegenwirkende Kraft zu erzeugen. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Lauf 4 in zwei Teile 4 und 4' geteilt, zwischen denen sich die Gasausströmöffnungen 18 befinden, in die die Pulvergase eintreten können. Diese Gasausströmöffnungen 18 können also in etwa den Gasausströmöffnungen S in A b b. 1 entsprechen, sollen aber so ausgebildet sein, daß sie den Pulvergasen einen möglichst geringen Strömungswiderstand entgegensetzen. Von den Gasausströmöffnungen 18 strömen die Pulvergase durch mehrere Schubdüsen 19 in den Raum A und erzeugen dabei eine in der A b b. 5 nach links gerichtete Kraft, die über das die Schubdüsen aufnehmende

6g Einsatzstück 20 und das äußere Rohr 3 das ganze Gerät nach links zu bewegen sucht und damit dem nach rechts gerichteten Rückstoß entgegenwirkt. Dieser Kunstgriff, durch Schubdüsen eine dem Rück-

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stoß entgegenwirkende Kraft zu erzeugen, ist nicht auf die dargestellten Bolzensetzgeräte mit Kolben beschränkt, sondern auch bei anderen Bolzensetzgeräten anwendbar, wobei nur Voraussetzung ist, daß die Pulvergase, solange sie eine genügend hohe Dichte S besitzen, durch Gasausströmöffnungen und die Schubdüsen ausströmen können.

In A b b. 6 ist ein Kolben 22 dargestellt, der in einem Gerät nach A b b. 1 verwendet werden kann und bei dem als weitere Sicherheit Puffer vorgesehen sind, die wirksam werden, wenn der Bolzen 5 auf einen zu harten Widerstand trifft. Der rückwärtige Teil des Kolbens 22 enthält das Kartuschenlager 28, während in das relativ zum Kolben bewegliche Ansatzstück 23 der Kopf des Bolzens 5 eingesetzt oder eingeschraubt ist. Beide Kolbenteile 22 und 23 sind gegeneinander in Längsrichtung verschiebbar, und dem Zusammenschieben wirken die Puffer 26 und 27 entgegen, die aus Gummi oder einem anderen Material bestehen können, das in der Lage ist, durch elastische oder plastische Verformung verhältnismäßig hohe Energiebeträge aufzunehmen. In einer Querbohrung befindet sich ein Scherstift 24, der durchschert, wenn der Eindringwiderstand des Bolzens und damit die auf das Ansatzstück 23 wirkende «5 Verzögerungskraft einen bestimmten Betrag überschreitet. An Stelle eines Scherstiftes kann hier mit gleichem Erfolg auch eine Scherplatte verwendet werden. Bei normalem Gebrauch des Gerätes schert der Stift 24 nicht ab. Wenn jedoch das Gerät vorschriftswidrig gebraucht wird, beispielsweise versucht wird, einen Bolzen in harten Stahl einzutreiben, so schert der Stift 24 ab, und durch die Puffer 26, 27 wird ein Teil der Bewegungsenergie aufgenommen und der Rückstoß entsprechend vermindert.

Um die richtige Lage des Bolzens vor und während des Schusses festzulegen, kann auf den Bolzenschaft in an sich bekannter Weise eine Führungsscheibe aufgesetzt sein. Ferner können bei der Ausführungsform nach A b b. 6 die in A b b. 2 bis 4 dargestellten Sicherungsstifte, die die Verwendung nicht zum Gerät passender Bolzen verhindern, ebenfalls angewandt werden. Weiter können die in A b b. 2 bis 4 und 6 dargestellten Kolbensicherungen auch mit den Energiebegrenzungssicherungen in A b b. 1 und 5 kombiniert werden.

Von den in den Abbildungen dargestellten Konstruktionen kann in verschiedener Weise abgewichen werden, solange das Erfindungsprinzip eingehalten wird. So können die Kartuschen, statt sie in den Kolben einzusetzen, auch in das Verschlußstück entweder mit der Öffnung oder mit dem Bodenrand zum Kolben hin eingesetzt werden; ferner ist es möglich, die Kartuschen auch seitlich anzuordnen, wenn in der Zündstellung zwischen dem Kolben und dem Ver-Schluß ein kleiner Gasraum frei gelassen wird. Der Gegenstand der Erfindung ist auch anwendbar auf an sich bekannte Bolzensetzgeräte mit mittelbarem Antrieb, bei denen der Kolben größeren Durchmessers mit einem Hilfskolben verbunden ist, dessen Durchmesser dem Durchmesser des Bolzenkopfes entspricht und der in einem Hilislauf den Bolzen vor sich herschiebt und in den Beschußkörper eindrückt. Die Energiebegrenzungsanordnungen nach A b b. 1 und 5 sind auch für Geräte mit unmittelbarem Antrieb anwendbar. Die Schlagbolzen- und Schlagbolzenauslösekonstruktion ist nicht dargestellt, da hierfür bekannte und übliche Konstruktionen verwendbar sind.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Bolzensetzgerät mit einem durch die Treibkraft hochgespannter Gase in einem Führungsrohr vorbewegbaren Kolben, der den Bolzen eintreibt, und einem unter der Treibgaswirkung rückbeweglichen Verschlußstück, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußstück (2) nach einem bestimmten Rücklaufweg (c) Gasausströmöffnungen freigibt.

2. Bolzensetzgerät nach Anspruch 1, dessen Kolben nach einem bestimmten Vorschubweg Gasausströmöffnungen freigibt, die in der Wandung des Führungsrohres vorgesehen sind und den Gasübertritt in einen Gasentspannungsraum ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Rücklaufweges (c) des Verschlußstückes bis zur Freigabe der Gasausströmöffnungen unter Berücksichtigung der Masse des Kolbens (1) einschließlich des Bolzens (5) und der Masse des Verschlußstückes (2) so bemessen ist, daß die dem Verschlußstück (2) zugeordneten Gasausströmöffnungen dann früher freigegeben werden als die dem Kolben (1) zugeordneten Gasausströmöffnungen (S), wenn ein Bolzen verwendet wird, der langer als der vom Konstrukteur vorgesehene Bolzen ist, oder wenn aus anderen Gründen nicht vorgesehene Widerstände gegen die Vorbewegung des Kolbens auftreten.

3. Bolzensetzgerät nach Anspruch 2, dessen Kolben die ihm zugeordneten Gasausströmöffnungen freigibt, wenn er die Stellung erreicht, bei der die Spitze des am Kolben angebrachten Bolzens in den Aufnahmekörper aus vorzugsweise hartem Material einzudringen beginnt, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse des Kolbens (1) einschließlich des Bolzens (5) und die Masse des Verschlußstückes (2) in einem solchen Verhältnis zueinander stehen, daß, sofern während des Eindringens des Bolzens in den Aufnahmekörper die Bewegung des Kolbens nur durch seine Trägheit bestimmt ist, das Verschlußstück die ihm zugeordneten Gasausströmöffnungen nicht früher freigibt als der Kolben die diesem zugeordneten Gasausströmöffnungen.

4. Bolzensetzgerät mit einem durch die Treibkraft hochgespannter Gase in einem Führungsrohr vorbewegbaren Kolben, der den Bolzen eintreibt, insbesondere nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Bolzen (5) oder im Kolben eine Ausnehmung vorgesehen ist, in die ein Stift (8, 32) oder Anschlag eingreift, der das Einsetzen von Bolzen, die nicht zum Gerät passen, verhindert.

5. Bolzensetzgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (32) oder Anschlag relativ zum Kolben (1) verschiebbar ist und Gasausströmöffnungen (21) freigibt, wenn kein Bolzen oder ein nicht zum Gerät passender Bolzen eingesetzt ist.

6. Bolzensetzgerät nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der in die Ausnehmung des Bolzens (5) eingreifende oder durch einen Ansatz am Bolzen in eine bestimmte Lage gebrachte Stift (32) mit einem vorzugsweise glockenförmigen Schieber (13) verbunden ist, der in seiner Sollstellung (A b b. 4), die er nach dem Einsetzen eines passenden Bolzens einnimmt,

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Gasausströmöffnungen (21) im Kolben (1) überdeckt, die jedoch bei jeder von der Sollstellung abweichenden Stellung des Schiebers freigegeben sind.

7. Bolzensetzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Vorderseite des Kolbens (22) ein relativ zum Kolben bewegliches Ansatzstück (23) vorgesehen ist, in das der Bolzen (5) einsetzbar, z. B. einschraubbar, ist und das in seiner Sollstellung zum Kolben durch einen Abscherstift (24) oder eine Abscherplatte gehalten ist.

8. Bolzensetzgerät, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das hinter dem sich vorbewegenden Bolzen bzw. Kolben aus dem Lauf bzw. Führungsrohr (4, 4') für den Kolben durch Gasausströmöffnungen (18) entweichende Treibgas durch nach hinten gerichtete Schubdüsen (19) austretend dem Rückstoß entgegenwirkt.

9. Bolzensetzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben, dessen Vorschubweg nicht durch ein mit dem Führungsrohr für den Kolben lösbar verbundenes Mündungsstück begrenzt ist, durch die Mündung des Führungsrohres herausnehmbar ist.

10. Bolzen zur Verwendung in Bolzensetzgeräten nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen eine Ausnehmung oder einen Ansatz aufweist, der mit Stiften oder Anschlägen am Kolben des Bolzensetzgerätes derart zusammenwirkt, daß bei fehlendem Bolzen oder bei Verwendung von Bolzen ohne entsprechende Ausnehmungen oder Ansätze oder mit falsch bemessenen Ausnehmungen oder Ansätzen die Gasausströmkanäle im Gerät geöffnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 913 759, 914 840,
1000749, 1017 099;

deutsche Auslegeschriften Nr. 1 008 216,
012 868;

deutsche Patentanmeldung R 5375 Ib/87a (bekanntgemacht am 23.4. 1953);

österreichische Patentschrift Nr. 193 817;
französische Patentschrift Nr. 1169 633;
britische Patentschrift Nr. 808 872;
USA.-Patentschrift Nr. 2 518 395.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1 064 438.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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