DE1603843A1

DE1603843A1 - Pulverkraftbetriebenes Setzgeraet zum Setzen von Verankerungsstiften

Info

Publication number: DE1603843A1
Application number: DE19671603843
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl-Ing Bayer; Karl-Ernst Udert
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 1967-10-02
Filing date: 1967-10-02
Publication date: 1971-09-16
Also published as: GB1226397A; US3556379A; DE1603843B2; DE1603843C3; FR1586719A

Description

DR. BERQ DIPL-INQ. STAPF

PATENTANWÄLTE β MÜNCHEN 2, HILBLESTRASSE SO

Anwaltsakte 16 689 2. Okt. 1967

HILTI AKTIENGESELLSCHAFT IN SCHAAN (Liechtenstein)

Pulverkraftbetriebenes Setzgerät sum Setzen von Verankerungsstiften

Die Erfindung betrifft ein pulverkraftbetrlebenes Setzgerät zum Eintreiben von Verankerungsstiften In Form von Bolzen und Nägeln in hartes Aufnahmematerial wie Eisen_B Beton und derglo, bei dem ein in einem Lauf axial verschiebbarer Hammerkolben von den Treibgasen einer Kartusche angetrieben wird, die axial oder im wesentlichen axial im Lauf ge« lagert ist und deren zylindrische bzw. sich zur

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Laufbohrung hin konisch verengende Lagerbohrung von einem axial beweglichen Verschlussstück abgeschlossen 1st.

Bei bekannten Geräten dieser Art 1st der In einem Gerätegehäuse geführte Lmif bis zu einem geräteeigenen Anschlag Im Gerätegehäuse gegen den Druck des federbelasteten Verschlussstückes entgegen der Eintreibrichtung verschiebbar. Der durch die Zündung entstehende Gasdruck wirkt einerseits in Eintreibrichtung auf den Hammerkolben als Eintreibkraft und andererseits entge* gen der Eintreibrichtung als Reaktionskraft auf den Lauf und ψ das Verschlussstück. Die Kraftangriffsfläche des Laufes für die Reaktionskraft ergibt sich aus der die Laufbohrung nach hinten begrenzenden Stirnfläche» die vom Kartuschenlager durchsetzt ist. Durch die durch das Kartuschenlager gebildete Oeffnung im Lauf wirkt ein weiterer Teil der Reaktionskraft auf die Rückstossdämpfungsmasseo Hierbei trifft die auf die Rückstossdämpfungsmasse wirkende Kraft über eine Feder und ein Luftpolster gedämpft auf das Gehäuse» hingegen die wie beschrieben auf den Lauf wirkende Reaktionskraft ungedämpft, d.h. schlagartig auf das Gehäuse, was neben erhöhter Materialbeanspruchung vor allem unangenehm auf die Bedienungsperson wirkt.

Es 1st zwar bereits ein pulverkraftbetrlebenes Arbeitsgerät bekannt, bei welchem der Lauf frei beweglich im Gehäuse gelagert ist, also nicht auf einen Anschlag aufläuft. Hierbei ist der Lauf mit dem ebenfalls beweglichen Verschlussstück verriegelt. Es wirkt dabei der verhältnl«massig grossmassige Lauf selbst als Rückstossdämpfungsmasse und 1st im Gehäuse zusammen mit dem verriegelten Verschlussstück abgefedert gelagert. Die Uebertragung eines solchen Verriegelungsmechanismus' auf Bolzensetzgeräte ist jedoch konstruktiv mit erheblichen Nachtellen verbunden»

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde· ein Gerät der eingangs genannten Art unter Vermeidung der oben genannten Nachteile zu schaffen.

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Erflndungsgetnäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Lauf und das Verschlussstück in einem Gerätegehäuse axial frei ver= schiebbar angeordnet sind und dass durch Abstimmung der Querschnittsfleche der Laufbohrung und der grössten Querschnittsfläche des Kartuschenlagers sowie der Massen des Laufes und des Verschlussstückes die dem Gerätelauf vom Explosionsdruck erteilte Beschleunigung mindestens gleich der dem Verschlussstück erteilten Beschleunigung ist und sich eine während der Rückbewegung des Laufes und des Verschlussstückes kraftschlüssl» ge Verbindung beider Teile ergibt₀

Durch die mindestens gleich grosse Beschleunigung von Lauf und Verschlussstück und dadurch, dass der Lauf und das Verschluss« stück axial frei verschiebbar sind_s entsteht der Vorteil« dass auch die auf den Lauf wirkenden Hückstosskräfte gedämpft werden könnenρ ohne dass eine Verriegelung von Lauf und Verschlussstück notwendig ist.

Um eine mindestens gleiche Beschleunigung von Lauf und Verschlussstück zu erreichen, kann man von z«e 1 Grenzfällen der in Abhängigkeit stehenden Querschnittsflächen und Hassen ausgehen=

Beim ersten Fall muss bei gleicher Masse von Lauf und Verschluss» stück die Querschnittsfläche der Laufbohrung mindestens doppelt | so gross sein wie die grösste Querschnittsfläche des Kartuschen» lagers, da der vorhandene Druck auf die gleich grosse Angriffsfläche die gleich grosse Kraft ausübt«

Beim zveLten Fell darf bei einer Querschnittsfläche der Laufbohrung, die gleich dem Doppelten der grössten Querschnittsfläche des Kartuschenlagers 1st» die Masse des Laufes höchstens so gross wie die des Verschlussstückes sein.

Dem Fachmann 1st ohne weiteres eine Vielzahl von Realisierungen Möglichkeiten ausser diesen beiden Grenzfällen gegeben»

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Die Erfindung soll nun an Hand der sie beispielsweise wieder« gebenden Zeichnungen näher erläutert werden₈ und zwar zeigen;

Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Gerät_p

Figo 2 einen Schnitt nach der Linie II - XI der Fig, 1„

Figo 3 einen Schnitt nach der Linie III - III der Fig. 2,

Fig« 4 einen teilweisen Schnitt nach der Linie IV - IV der Fig, 3 ui.cl

Fig» 5 einen schematisiert gezeichneten Schnitt nach der Linie III <= III mit eingezeichneten Kräften

Wie aus Fig. 1 ersichtlich^ weist das Bolrensetsgeiäi: einen vorderen Gehäuseteil 1 und einen hinteren Gehäuseteil Γ au? , Dem letzteren ist ein Griffteil 3 angefügt_c de^zusr Schlagriämpiung mit einem Gummiteil 3a belegt ist» Der vordere Gehäuseteil 1 ist mit einem Zapfen 4 mit dem hinteren Gehäuseteil 2 verbunden " und parallel zur Schussrichtung um den Zapfen 4 verschwenkbar«. Der Zapfen 4 ist im hinteren Gehäuseteil 2 mit einem Stfit 5 gegen Verdrehung gesichert.

Auf dem vorderen Gehäuseteil 1 ist eine Schutzkappe 6 aufgeschraubt _s die einen Führungsainsatz 7 für den einzutreibenden Bolzen hsm. Nagel 8 aufweist_o In das hintere Endstück des Führungseinsatzes 7 ragt: das vordere Endstück des abgesetzten Teiles des Haiunerkolbens 9„ der mit: seinem Kopfteil 9a in der Laufbohrung 11 des Laufes 1?. geführt iet_P Der in den beiden Gehäuse« teilen I₁ 2 geführte Lauf 12 weist in seinem in Schussrichtung gesehen hinteren Endstück ein Knrtuechenlager 13 auf, das mit «inor Durchgangsbohtung 13a zur Laufbohrung versehen ist, so dass el no Ringfläche. 11a AW%ß#\ftl

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Im hinteren Gehäuseteil 2 ist ein von einer Feder 14 belastetes Verschlussstück 15 geführt₀ das einen Zündstift 16_D eine Umlenkklappe 17 und einen die Feder 14 führenden Zapfen 18 aufweistο Der Zündstift 16 ragt mit aainem hinteren Endstück in eine Boh> rung 21 des Verschlussstückes 15 und ist an seinem vorderen Endstück in einem auswechselbaren Einsatz 22 geführt. Die in einem Schlitz 23 des Verschlussstückes 15 geführte und um den Zapfen 24 schwankbare Umlenkklappe 17 ragt in die Bohrung 21 und ist mit den Flächen 17a oder 17b in Wirkverbindung mit dem Zündstift 16 bringbarο Bei der in Fig, I gezeigten Ausgangsstellung des Gerätes steht die Fläche 17c der Umlenkklappe 17 auf öiner Nocke 25a auf und drückt über die Fläche 17a den Zündstift 16 nach hinten=

Im Griffteil 3 ist eine Ab&ugfalle 26 um den Zapfen 27 drehbar gelagert„ die einen von einer Feder 28 belasteten um den Zapfen 29 drehbaren Hebel 30 aufweist„ der mit einem Schlagbolzen 31 in Wirkverbindung steht„ Der im Griffteil 3 geführte Schlagbolzen 31 wird ψοά einer Feder 32 auf eine zweite Feder 33 gedrückt, die zutsi Spzmen des Schlagbolzens 31 dient und die mit einer Schraube 34 im Griffteil 3 festgehalten wirdo

Aus der Fig. 1 ist weiterhin erkennbar„ dass im hinteren Endstück des vorderen Gehäuseteiles I ein Hockenring 35 auf dam Zapfen 4 f ds?öhbeff gelagert ist„ Auf der_p in Eintieibriehtung gesehen^ lin° ken Hälfte aea Nockenringes 35 ist eine Hut 35a angebracht, in die eine Nocke 25b des im hinteren Gehäuseteil 2 verdrehungs« aiches? uratergebrashten Noekenririges 25 (wie aus Fig„ 2 noch besser esfsiehtliüh) eingreift. Di© Hocke 25b bildet in der Nut 35a den Anschlag für die Schwenkbewegung des vorderen Gehäuseteil lea 1«

FIg₀ 3 äelgt» dass die Kasrtoseha 36 mit einem aus Schwenkarm 37 und Augw@y£kl&ppe 38 bestehender Jkiswerfmeehanismus ausgeworfen wird, Der Schi?ankarm 37 ist aalt aföinsm vorderen Endstück im Geiiäuaefcüil 1 in einer Ausnehmung 39 um den Zapfen 40 drehbar ge-XHfί«irL-, uöisrenU der übrige Teil im Gehäuseteil 2 in einer

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Ausnehmung 41 untergebracht ist (verglα Figo 2 und 4^₀ Die Aus» werfklappe 38 ist im Lauf 12 um den Zapfen 42 drehbar gelagert und bildet mit dem Arm 38a einen Teil des Kartuschenlagers 13„ und der von einer Feder 43 belastete Arm 38b hält die Klappe 38 in der gezeigten Ausgangsstellung»

Wie in SJg* 4 ersichtlich» wird der vordere Gehäuseteil 1 mit einer in diesem Gehäuseteil untergebrachten federbelasteten Kugel 44» die in einer entsprechenden Ausnehmung 45 im Gehäuse= teil 2 einrastet, mit dem Gehäuseteil 2 fixiert und zusätzlich ψ durch den in den Ausnehmungen 39_p 41 der beiden Gehäuseteile I₉ 2 untergebrachten Schwenkarm 37 gesichert (vergl« Fig. 2 und 3),

In Fig, 5 sind zur besseren Erläuterung der Wirkungsweise₀ die maasgebenden Kräfte und Flächen eingezeichnet«

Die Wirkungsweise des Gerätes ist wie folgt:

Bei geschlossenem Gerät wird der Schwenkarm 37 aus der in Figo gezeigten Ausgangsstellung in Pfeilrichtung f herausgeklappt, wo» durch ein Verschwenken des den Lauf 12 enthaltenden vorderen Gehäuseteiles 1 gegenüber dem Gehäuseteil 2 möglich ist, Om hier= durch frei gelegte Kartuschenleger 13 wird mit einer Kartusche geladen, darauf der vordere Gehäuseteil 1 zurückverschwenkt und anschliessend auch der Schwenkarm 37 in die Ausgangsstellung ent» gegen der Pfeilrichtung f zurückgeklappt. Nun wird in den Füh=· mngselnsatz 7 ein Bolzen bzw«, Nagel 8 eingeführt und mit handbetätigten Mitteln, ζ,Β» mit einem Stab, so weit zurückgeschoben, bis der Hammerkolben 9 mit seinem Kopfteil 9a in dar Laufbohrung 11 an der ringförmigen Anachlagflache 11a des Laufes 12 anliegt.

Das somit geladene Gerät wird gegen das Beschussmaterial angepresst, wobei der Führungseinsatz 7 um die Strecke a und mit diesem auch der Lauf 12 und das Verschlussstück 15 verschoben wird.

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Durch das Verschieben dieser Teile 1st das Gerät in Zündstellung gebracht worden» in der die Fläche 17c der Umlenkklappe 17 nicht mehr auf der Nocke 25a aufsteht. Anschliessend an den Anpressvorgang wird die Abzugfalle 26 nach hinten geführt, bis der Schlagbolzen 31 nach oben schnellt und auf die Umlenkklappe 17 schlägt» die ihrerseits mit der Fläche 17b auf den Zündstift 16 schlägt und die Zündung auslöst„

Durch die Explosion der Kartuschenladung entsteht ein allseitig gleicher Gasdruck, der proportional der Querschnittsfläche A^ auf den Kopfteil 9a des Hatnmerkolbens 9 eine Eintreibkraft F^ ausübt. Da AktIons- und Reaktionskräfte gleich gross sind» tritt entgegengesetzt der Eintreibkraft eine gleich gross© Reaktionskraft F2 auf» Die Reaktionskraft Fg wird in die Teilkraft F₂I₅ dies, proportional der Ringfläche lla, auf den Lauf 12 wirkt und in die Teilkraft F₂", die, der grössten ^uerschnittsflache A₂ des Kartuschenlagers 13 proportional, auf das Verschlussstück 15 wirkt_e aufgeteilt. Sind nun die Ringfläche lla und die Querschnittsfläche A₂ gleich gross, dann sind auch die beiden Teilkräfte F₂» und F₂H gleich gross.

Dadurch, dass der Lauf 12 und des Verschlussstück 15 frei beweglich sind, können sich beide Teile unter der Wirkung der Kräfte F₂« und F₂If entgegengesetzt der Eintreibrichtung bewegen und zur Dämpfung der Reaktionskraft F« verwendet werden. Ist Z=B₀ bei gleicher Masse von Lauf 12 und Verschlussstück 15 die Laufring« fläche lia so gross wie die Querschnittsfläche A₂ des Kartuschenlagers 13, dann werden das Verschlussstück 15 und der Lauf 12 durch die gleich grossen Kräfte F₂* und F₂,i gleich schnell beschleunigt, so dass sich bei der Rückbewegung eine kraftschlüssige Verbindung der beiden Teile ergibt, ohne dass diese durch eine aufwendige Verriegelung zusammengehalten werden. Selbstverständ·» Hch kann auch die Laufringfläche lla grosser als die Querschnitts· fläche A₂ des Kartuschenlagers sein,

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Nach beendetem Eintreibvorgang wird das Gerät von der Wsnd ab» gehoben. Der Schwenkarm 37 wird wieder in Pfeilrichtung f aus der in Fig. 3 gezeigten Ausgangsstellung herausgeklappt und der vordere Laufteil 1 um den Zapfen 4 bis zum Anschlag verschwenkt. Anschliessend wird der Schwenkarm 37 weiter in Pfeilrichtung f gedruckt und damit der Arm 38b der Auswerfklappe 38 in Richtung Kartuschenlager 13 „ wodurch der Arm 38a die leere Kartuschenhülse aus dem Kartuschenlager 13 auswirft.

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Claims

Patentansprüche

(l))pulverkraftbetriebenes Setzgerät zum Eintreiben von Ver- ^"^ ankerungssfciften in Form von Bolzen und Nägeln in hartes Aufnahmematerial wie Eisen,, Beton und dergl.» bei dem ein in einem Lauf axial verschiebbarer Hammerkolben von den Treibgasan einer Kartusche angetrieben wirdj die axial oder Im wesentlichen axial im Lauf gelagert ist und deren zylindrische bzw. sich zur Laufbohrung hin konisch verengende Lagerbohrung von einem axial beweglichen Verschluss» λ stück abgeschlossen isfc_a dadurch gekennzeichnet, dass der Lauf (12) und das Vsrsehlussstfck (15) in einem Gerätegehäuse (1, 2) axial frei verschiebbar angeordnet sind und dass durch Abstimmung der Querschnittsfläche der Laufbohrung (11) und der grossten Querschnittsfläche des Kartuschen» lagers (13) sowie der Massen"des Laufes (12) und des Verschlussstückes (15) die dem Gerätelauf (12) vom Explosions= druck erteilte Beschleunigung mindestens gleich der dem Verschlussstück (15) erteilten Beschleunigung ist und sich eine während der Rückbenegung des Laufes (12) und des Verschluss sfcücke 3 (15) kraftSchlussige Verbindung beider Teile ergibt. ^
2) Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet„ dass bei gleicher Hasse von Lauf (12) und Verschlussstück (15) die Querschnittsfläche der Laufbohrung (11) mindestens gleich dem Doppelten der grössten Querschnittsfläche des Kartuschenlagers (13) istο
3) Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Querschnittsfläche der Laufbohrung, die gleich dem Doppelten der grossten Querschnittsfläche des Kartuschenlagers (13) ist, die Masse des Laufes (12) höchstens gleich der Masse des Verschlussstückes (15) ist.

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