DE1603918C3 - Treibkolbenpuffer und TreibkolbenrückfUhrfeder an einem Eintreibwerkzeug - Google Patents
Treibkolbenpuffer und TreibkolbenrückfUhrfeder an einem EintreibwerkzeugInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Treibkolbenpuffer und eine Treibkolbenrückführfeder an einem Eintreibwerkzeug,
insbesondere für ein pulverkraftbetriebenes Eintreibwerkzeug für Befestigungsmittel, mit einem einfach
wirkenden Arbeitszylinder und einer den Treibkolbenschaft umgebenden Treibkolbenrückführfeder.
Eine solche als Treibkolbenpuffer und Treibkolbenrückführfeder wirkende Anordnung ist neben dem Einsatz
für ein Eintreibwerkzeug für Befestigungsmittel auch beispielsweise für Stanzwerkzeuge und Härteprüfgeräte verwendbar.
Bei einem bekannten Treibkolbenpuffer und Treibkolbenrückführfeder
der vorstehenden Art wird mittels Druckluft ein Kolben in Eintreibrichtung des Befestigungsmittels
entgegen der Wirkung einer Schraubenfeder bewegt. Mit zunehmender Kompression der [jeder
wird der Eintreibdruck mehr und mehr kompensiert. Die Feder darf nicht so weit zusammengedrückt werden,
daß Windung auf Windung zu liegen kommt, da dadurch die Bruchgefahr sehr hoch wird und eine hohlzylindrische Stahlsäule gebildet wird, die keinerlei Puf- fts
ferwirkung hat (DT-PS 1 131 609).
Bei einer solchen Anordnung ist es weiterhin bekannt, den Kolben mit einem Bund zu versehen, an dem
sich auf der einen Seite die Feder abstützt und auf dessen anderer, dem Befestigungsmittel zugewandten Seite
sich beim Eintreiben ein Druckpolster aus komprimierter Luft ausbildet. Zusätzlich kann am Arbeitszylinderboden
noch ein Pufferring aus elastischem Material für das Auftreffen des Bundes vorgesehen werden
(DT-PS 913 759).
Bei dieser Anordnung muß jedoch ebenso wie bei einer anderen bekannten Vorrichtung (DT-PS
1171 840) getrennt von der Rückstellfeder ein elastischer Puffer vorgesehen werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Treibkolbenpuffer und eine Treibkolbenrückführfeder
der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der die Treibkolbenrückführfeder gleichzeitig einen sehr wirksamen
Treibkolbenpuffer bildet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Treibkolbenrückführfeder aus Tellerfedern
zusammengesetzt ist, die aus gummielastischem Werkstoff bestehen, wobei diese Tellerfedern in ihrer ausgefederten
Stellung eine federbalgartige Säule und in ihrer eingefederten Stellung, in der sie als Treibkolbenpuffer
wirken, einen hohlzylindrischen Block bilden. Dies hat den Vorteil, daß mit ein und demselben Feder- <
element neben der Abfederung auch eine extrem hohe Pufferwirkung erzielt wird.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 einen Längsschnitt des Eintreibwerkzeuges mit dem Treibkolben in der Ausgangsstellung,
F i g. 2 einen Querschnitt längs der Linie 2-2 nach Fig. 1,
F i g. 3 einen Längsschnitt gemäß F i g. 1 mit dem Treibkolben in der Endstellung.
Ein Arbeitszylinder 2 hat einen Kopf 4 als Verschluß, der eine Schulter 6 am hinteren Ende der inneren
Wand 56 des Arbeitszylinders 2 bildet. Im hinteren Teil des Arbeitszylinderkopfes 4 befindet sich eine Patronenkammer
8.
Am vorderen Ende des Arbeitszylinders 2 ist ein Befestigungsmittelführungsstück
10 angeschraubt, das mit einer sich in Längsrichtung erstreckenden Laufbohrung 12 versehen ist. Das Befestigungsmittelführungsstück
10 öffnet sich zum Arbeitszylinder 2 hin über eine mit der Bohrung 12 konzentrische Bohrung 14, die einen
kleineren Durchmesser als die Bohrung 12 hat. Dadurch wird am hinteren Ende der Laufbohrung 12 eine
Schulter 16 gebildet.
F i g. 1 zeigt ein Befestigungsmittel 18, das im Befestigungsmittelführungsstück
10 sitzt. Das Befestigungsmittel 18 besteht aus einem vergrößerten Kopf 20 und einem Schaftteil 22. Das vordere Ende des Schaftteils
22 ist mit einer Kunststoffspitze oder einer Führungsscheibe 24 versehen, die einen ringförmigen Bund 26
aufweist, wodurch das Befestigungsmittel 18 in der Laufbohrung 12 geführt wird. Wie aus F i g. 1 zu ersehen
ist, sitzt das Befestigungsmittel 18 so in der Laufbohrung 12, daß die hintere Oberfläche seines Kopfes
20 an der Schulter 16 anliegt.
Im Arbeitszylinder 2 befindet sich ein Treibkolben 28, der gleitend hin- und herbewegt werden kann. Der
Treibkolben 28 besteht aus einem Kolbenkopf 30 mit einem Ringbund 32 und einem zylindrischen Fortsatz
34, der einen kleineren Durchmesser hat, sowie aus einem sich vom Kolbenkopf 30 nach vorn erstreckenden
zylindrischen Kolbenschaft 36.
Wenn der Treibkolben 28 in Feuerstellung ist, liegt der Ringbund 32 an der Schulter 6 des Arbeitszylinders
2 an, und der zylindrische Fortsatz 34 erstreckt sich in eine Senkbohrung 38 des Arbeitszylinderkopfes 4. Das
vordere Ende des Kolbenschaftes 36 ist in der Bohrung 14 des Befestigungsmittelführungsstückes 10 geführt.
Der Treibkolbenpuffer und die Treibkolbenrückführfeder, die insgesamt mit 40 bezeichnet sind, sind um den
Kolben 36 des Treibkolbens 28 herum angeordnet und erstrecken sich von dem Arbeitszylinderboden 42, der
die Hinterseite des Befestigungsmittelführungsstückes 10 bildet, zum Ringbund 32 des Treibkolbens 28 hin.
Die Treibkolbenpuffer- und -rückführfederanordnung.40
besteht aus einer Vielzahl von aufeinander gestapelten Tellerfedern 44, die eine öffnung 46 sowie
einen Wandteil 48 besitzen, der gegen die Grundfläche eines Kegelstumpfes geneigt ist. Der Neigungswinkel
zwischen dem Wandteil 48 und der Grundfläche des Kegelstumpfes liegt im Bereich von etwa 15 bis 65°.
Die äußeren Enden 50 der Wandteile 48 besitzen plane
Oberflächen 52, die praktisch parallel zur Grundebene der Kegelstümpfe liegen. In den Wandteilen 48 der
Tellerfedern 44 können Luftdurchtrittsöffnungen 54, die in der Zeichnung zur besseren Erkennbarkeit vergrößert
dargestellt sind, vorgesehen sein.
Die Tellerfedern 44 sind im Arbeitszylinder 2 so angeordnet, daß sich der Kolben 36 des Treibkolbens 28
durch die öffnungen 46 erstreckt. Wie aus F i g. 1 zu
ersehen ist, sind jeweils zwei benachbarte Tellerfedern 44 gegeneinandergekehrt angeordnet, so daß sie mit
den planen Flächen 52 der äußeren Enden 50 ihrere Wandteile 48 aneinander anliegen. Eine Tellerfeder der
so gebildeten Zweiergruppen berührt jeweils mit ihrem die Öffnung 46 umgebenden Teil den entsprechenden
Teil einer Tellerfeder 44 der folgenden Gruppe. Durch diese Anordnung entsteht eine federbalgartige Konstruktion,
die sich vom Ringbund 32 des Treibkolbens 28 zum Arbeitszylinderboden 42 am Befestigungsmittelführungsstück
10 hin erstreckt.
Die Tellerfedern 44 sind aus einem Polyurethanelastomermaterial gefertigt. Es wurde gefunden, daß dieses
Material die für diesen Zweck erforderliche Dauerhaftigkeit besitzt und infolge seiner Elastizitätseigenschaften
hohe kinetische Energien aufnehmen und anschließend wieder in seine ursprüngliche Form zurückkehren
kann.
Wie aus F i g. 1 zu ersehen ist, sind diejenigen Tellerfedern 44, die sich näher am Befestigungsmittelführungsstück
10 befinden, d. h. diejenigen, die in der vorderen Hälfte des Arbeitszylinders 2 angebracht sind,
wenn der Treibkolben 28 in Feuerstellung ist, so ausgebildet, daß die äußeren Enden 50 ihrer Wandteile 48 die
Innenwand 56 des Arbeitszylinders 2 berühren und daß zwischen den Innenwandteilen 58 ihrer öffnungen 46
und dem Kolbenschaft 36 des Treibkolbens 28 ein geringes Spiel vorhanden ist. Diejenigen Tellerfedern 44,
die näher am Kopf 4 des Arbeitszylinders 2 angeordnet sind, d. h. diejenigen, die in der hinteren Hälfte des Arbeitszylinders
2 angeordnet sind, wenn sich der Treibkolben 28 in Feuerstellung befindet, sind dagegen*so
ausgebildet, daß zwischen den äußeren Enden 50 ihrer Wandteile 48 und der inneren Wand 56 des Arbeitszylinders
2 ein geringes Spiel vorhanden ist und daß sie mit den Innenwandteilen 58 ihrer Öffnungen 46 unter
Gleitpassung auf dem Kolbenschaft 36 des Treibkolbens 28 sitzen.
Am Ende eines normalen Arbeitshubes nimmt der Treibkolben 28 die in F i g. 3 gezeigte Stellung im Arbeitszylinder
2 ein. Dabei ist die Spitze des Kolbenschaftes 36 des Treibkolbens 28 so weit von der Mündung
der Laufbohrung 12 des Befestigungsmittelführungsstückes 10 entfernt, wie das Befestigungsmittel
aus der festen Masse, in die es eingeschossen wurde, herausragt. Nimmt der Treibkolben diese Lage ein, so
sind die aufeinagdergestapelten Tellerfedern 44 in der in F i g. 3 gezeigten Weise zu einem hohlzylindrischen
Block 60 aus elastischem Material zusammengepreßt. Wird ein Schuß abgefeuert, ohne daß die Mündung des
Werkzeugs gegen eine feste Masse gedrückt ist, so daß der Treibkolben 28 nicht durch das eingetriebene Befestigungsmittel
18 gebremst wird, so wirkt der aus den Tellerfedern 44 gebildete geschlossene hohlzylindrischer
Block 60 als Pufferelement, das die hohe kinetische Energie des Treibkolbens 28 aufnimmt. In gleicher
Weise wirkt dieser geschlossene hohlzylindrische Block 60, wenn eine für den jeweiligen Zweck zu starke Treibladung
verwendet und dadurch das Befestigungsmittel 18 zu weit in die feste Masse hineingetrieben wird.
Sind am Ende eines normalen Arbeitshubes des Treibkolbens 28 die zum Vortrieb des Kolbens benutzten
Treibgase durch die Entlüftungsöffnungen 62 ausgetreten, so nehmen die Tellerfedern 44 auf Grund ihrer
Elastizität wieder ihre ursprüngliche Gestalt ein und führen dabei den Treibkolben 28 wieder in seine
Anfangsstellung zurück, womit er für den nächsten Arbeitsgang bereit ist.
Da der Treibkolben 28 automatisch in seine Feuerstellung zurückkehrt, wird die Ladeöffnung 66 eines
Befestigungsmittelmagazins 64 nach jedem Schuß automatisch freigegeben, so daß ein neues Befestigungsmittel
18 in die Laufbohrung 12 des Befestigungsmittelführungsstückes 10 eintreten kann.
Auf Grund der vorstehend beschriebenen Anordnung der Tellerfedern 44, wobei ein Spiel zwischen den
vorderen Tellerfedern 44 und dem Kolbenschaft 36 und ein Spiel zwischen den hinteren Tellerfedern 44 und der
Wand 56 des Arbeitszylinders 2 herrscht, wird die Reibung zwischen den Tellerfedern 44 und dem Arbeitszylinder
2 bzw. dem Kolbenschaft 36 während der raschen Vorwärtsbewegung des Treibkolbens 28 weitestgehend
verringert. Hierdurch wird die durch diese Bewegung erzeugte Reibungshitze so gering wie möglich
gehalten, die ohne diese Maßnahme zu einer Zerstörung des Materials der Tellerfedern führen könnte. Wie
aus den Zeichnungen zu erkennen ist, müssen die Tellerfedern 44 der hinteren Hälfte des Arbeitszylinders 2
während der Vorwärtsbewegung des Treibkolbens 28 eine größere Relativbewegung gegenüber der Wand 56
des Arbeitszylinders 2 durchführen als gegenüber dem Kolbenschaft 36 des Treibkolbens. Die Tellerfedern 44
der vorderen Hälfte des Arbeitszylinders hingegen müssen eine größere Relativbewegung gegenüber dem
Kolbenschaft 36 des Treibkolbens 28 durchführen als gegenüber der Wand 56 des Arbeitszylinders 2. Daraus
ist zu erkennen, daß bei der vorstehend beschriebenen Anordnung jeweils dasjenige Teil der Vorrichtung zur
Zentrierung und Führung der Tellerfedern 44 benutzt wird, demgegenüber die Tellerfedern die geringste Relativbewegung
durchzuführen haben.
Infolge der besonderen Ausbildung der Tellerfedern 44 ist zum Zusammendrücken der Tellerfedern längs
des normalen Arbeitshubes eine nur verhältnismäßig geringe Energie erforderlich, so daß eine nur geringe
Verminderung der Geschwindigkeit des Treibkolbens erfolgt, durch die der Befestigungsvorgang nicht gehemmt
wird. Sind die Tellerfedern 44 jedoch so weit
zusammengedrückt, daß sie den in F i g. 3 gezeigten hohlzylindrischen Block 60 bilden, so nehmen sie längs
eines sehr kurzen Weges sehr hohe Energien auf. Dadurch wird eine schwere Beschädigung des Eintreibwerkzeuges
vermieden, wenn versehentlich ein Schuß ausgelöst wird, ohne daß die Mündung gegen eine feste
Masse gepreßt ist, oder wenn der Treibkolben infolge einer zu starken Treibladung einen Überschuß an kinetischer
Energie hat. Auch nach einem derartigen versehentlichen »Freiflugschuß« oder nach einem Schuß mit
überstarker Treibladung wird der Treibkolben 28 wieder in seine Ausgangsstellung zurückgeführt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnunfen
Claims (5)
1. Treibkolbenpuffer und Treibkolbenrückführfeder an einem Eintreibwerkzeug, insbesondere für
ein pulverkraftbetriebenes Eintreibwerkzeug für Befestigungsmittel, mit einem einfach wirkenden
Arbeitszylinder und einer den Treibkolbenschaft umgebenden Treibkolbenrückführfeder, dadurch
gekennzeichnet, daß die Treibkolbenrückführfeder (40) aus Tellerfedern (44) zusammengesetzt
ist, die aus gummielastischem Werkstoff bestehen, wobei diese Tellerfedern in ihrer ausgefederten
Stellung eine federbalgartige Säule und in ihrer eingefederten Stellung, in der sie als Treibkolbenpuffer
wirken, einen hohlzylindrischen Block (60) bilden.
2. Treibkolbenpuffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandteile (48) der als hohle
Kegelstümpfe ausgebildeten Tellerfedern (44) zur Grundfläche der Kegelstümpfe in einem Winkel im
Bereich von etwa 15 bis 65° geneigt sind.
3. Treibkolbenpuffer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandteile (48) der
Tellerfedern (44) mit Luftdurchtrittsöffnungen (54) versehen sind.
4. Treibkolbenpuffer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im Bereich
des Arbeitszylinderbodens (42) befindlichen Tellerfedern (44) mit äußeren Enden (50) die Wand (56)
des Arbeitszylinders (2) berühren und zwischen ihren Innenwandteilen (58) und dem Kolbenschaft
(36) ein geringes Spiel haben, während die Tellerfedern (44) im Bereich des Arbeitszylinderkopfes (4)
ein geringes Spiel zwischen ihren äußeren Enden (50) und der Wand (56) des Arbeitszylinders haben
und mit ihren Innenwandteilen (58) am Kolbenschaft (36) anliegen.
5. Treibkolbenpuffer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerfedern
(44) aus einem Polyurethanelastomeren bestehen.
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |