DE19638341A1 - Bolzenschubgerät und Feder dafür - Google Patents
Bolzenschubgerät und Feder dafürInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Bolzensetz- bzw. -schubge
rät, mit dessen Hilfe ein Befestigungsmittel, in der Regel in
Form eines Nagels oder Bolzens, gesetzt werden kann. Das Bol
zenschubgerät enthält einen Treibkolben, der durch die Treib
ladungsgase nach Zündung einer Kartusche angetrieben wird und
durch seine Vorschubbewegung den Bolzen eintreibt.
Insbesondere für einen automatischen Betrieb eines solchen
Bolzenschubgerätes, bei dem die zu setzenden Befestigungsele
mente mit Hilfe eines an dem Gerät angebrachten Magazins zu
geführt werden, ist es wünschenswert, den Treibkolben durch
eine Automatik in seine Ausgangsposition zurückkehren zu las
sen.
Es ist bereits ein Bolzensetzgerät dieser Art bekannt (US-PS 3 331 546),
bei dem zu diesem Zweck eine Vielzahl von Teller
federn um eine Kolbenstange eines Treibkolbens angeordnet
ist. Die Tellerfedern bestehen vorzugsweise aus Polyurethan
und sind abwechselnd umgekehrt angeordnet, so daß sich ein
Tellerfederpaket aus nicht miteinander verbundenen Teller
federn ergibt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bolzensetzgerät
zu schaffen, bei dem der Treibkolben nach dem Setzen des Be
festigungselementes zurückgestellt wird und bei dem das Gerät
eine lange Lebensdauer ohne Auswechseln der Feder aufweist.
Der Erfindung liegt ebenfalls die Aufgabe zugrunde, eine Fe
der für ein derartiges Bolzensetzgerät zu schaffen.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Bolzen
setzgerät mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen sowie
eine Feder hierzu mit den im Anspruch 15 genannten Merkmalen
vor. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unter
ansprüchen.
Die Anordnung einer Feder, die beim Setzen des Befestigungs
elementes gegen ihre Federkraft gespannt wird, macht es mög
lich, bei einfachem Aufbau des Gerätes den Treibkolben nach
dem Setzvorgang in seine Ausgangsposition zurückkehren zu
lassen. Es kann unmittelbar nach dem Setzvorgang ein neues
Befestigungselement eingesetzt werden.
In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der
Treibkolben eine Kolbenstange mit verringertem Durchmesser
aufweist, die über mindestens einen Teil ihrer Länge von der
hülsenartig ausgebildeten Feder umgeben ist.
Die von der Erfindung vorgeschlagene Feder wird beim Montie
ren des Gerätes einfach über die Kolbenstange aufgesetzt und
das Gerät dann zusammengesetzt. Es muß nicht mehr darauf ge
achtet werden, daß die einzelnen Tellerfedern abwechselnd im
mer in umgekehrter Position eingesetzt werden.
Erfindungsgemäß kann in Weiterbildung vorgesehen sein, daß
sich die Feder zwischen einem die Bewegung des Treibkolbens
nicht mitmachenden Geräteteil und dem Treibkolben erstreckt.
Die Feder greift also direkt an dem Treibkolben an.
Insbesondere kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen
sein, daß die Feder an einem mit dem Treibkolben zusammen
wirkenden Bremselement für diesen angreift. Dies bedeutet,
daß gegen Ende der Setzbewegung des Treibkolbens, wenn also
die Feder stärker gespannt wird, sich diese Bewegung zum Teil
in eine Bremsbewegung durch das Bremselement umsetzt.
Die auf diese Weise ausgebildete Feder kann beispielsweise
eine Zugfeder sein. Besonders günstig ist es jedoch, wenn die
Feder als Druckfeder ausgebildet ist, so daß sie beim Setzen
des Befestigungselementes auf Druck beansprucht wird.
Erfindungsgemäß kann in Weiterbildung vorgesehen sein, daß
die Feder über ihre Länge verteilt Versteifungselemente auf
weist, die sich selbst nicht verformen. Die Versteifungsele
mente können insbesondere aus einem härteren und/oder anderen
Material hergestellt sein. Die Verformung der Feder wird da
durch auf kleine Bereiche zwischen je zwei Verstärkungsele
menten konzentriert, so daß die Abweichung der Feder auch im
Kompressionsfall von der etwa zylindrischen Form klein gehal
ten werden kann.
Insbesondere kann in Weiterbildung vorgesehen sein, daß die
Versteifungselemente während der Bewegung des Treibkolbens
von diesem und/oder von der Laufbahn des Kolbens geführt wer
den. Es kann also nicht vorkommen, daß die aus Elastomermate
rial bestehende Feder während der sehr schnellen Einschubbe
wegung einseitig verformt wird oder sich so verknäult, daß
sie die Einschubbewegung des Kolbens behindert oder aber
durch diese zerstört wird.
Insbesondere kann vorgesehen sein, daß die Versteifungsele
mente metallische Ringscheiben sind, deren Außendurchmesser
etwa dem Innendurchmesser der Kolbenlaufbahn entspricht, so
daß sie an ihrer Außenseite geführt werden. Weiterhin kann
ihr Innendurchmesser etwa dem Außendurchmesser der Kolben
stange entsprechen, so daß sie auch an ihrer Innenseite ge
führt werden und dadurch an einer Verkippung gehindert wer
den.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, daß die Feder mit den
Verstärkungselementen zusammen vulkanisiert ist. Dadurch ent
steht eine einstückige, als Einzelelement herstellbare Feder,
die alle gewünschten Eigenschaften aufweist.
Insbesondere kann vorgesehen sein, daß die Feder eine Wand
stärke aufweist, die höchstens halb so groß, vorzugsweise
höchstens ein Drittel so groß ist wie die Differenz zwischen
dem Radius der Verstärkungselemente und dem Radius der In
nenöffnung der Verstärkungselemente. Dadurch wird dafür ge
sorgt, daß die Feder im komprimierten Zustand eine relativ
kleine axiale Länge aufweist, die im wesentlichen nur durch
die Dicke aller Verstärkungselement e bestimmt wird, die damit
fast auf Block aneinander anliegen.
Die hülsenartige Feder ist dabei mit Vorteil in der Nähe der
Innenöffnung der Verstärkungselemente und damit in der Nähe
der Kolbenstange angeordnet. Ihre Verformung erfolgt daher in
erster Linie radial nach außen.
In unverformtem Zustand kann die Feder vorzugsweise eine zy
lindrische Form aufweisen.
Die Verstärkungselemente können insbesondere äquidistant an
geordnet werden, was unter anderem dazu führt, daß es kein
vorderes und hinteres Ende der Feder gibt. Die Orientierung
der Feder beim Zusammensetzen des Gerätes ist daher unkri
tisch.
Die Verstärkungselemente können mit Vorteil so angeordnet
werden, daß ihr gegenseitiger Abstand etwa ihrem halben
Durchmesser entspricht.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge ergeben sich aus
den Patentansprüchen, deren Wortlaut durch Bezugnahme zum
Inhalt der Beschreibung gemacht wird, der folgenden Beschrei
bung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowie
anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch die
wichtigsten Teile eines Bolzenschubgerätes
nach der Erfindung;
Fig. 2 in vergrößertem Maßstab eine Stirnansicht
eines als Ringscheibe ausgebildeten Verstär
kungselementes für eine Feder der Anordnung
nach Fig. 1.
Der vereinfachte Schnitt der Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt
durch ein Bolzenschubgerät nach der Erfindung. Das Bolzen
schubgerät nach der Erfindung enthält ein hinteres Gehäuse 1,
in dem unter anderem die Einrichtungen zum Zuführen und Zün
den einer Treibladung enthalten sind. Diese Einzelheiten sind
dicht dargestellt. In dem Gehäuse 1 ist die Kolbenhülse 2 un
tergebracht, die an ihrer Innenseite einen zylindrischen Raum
3 bildet. In dem zylindrischen Raum 3 ist ein Treibkolben 4
untergebracht, der mit Hilfe nicht dargestellter Dichtungen
gegenüber dem Raum 3 abgedichtet ist. Der Treibkolben 4 kann
in dem Zylinderraum 3 verschoben werden. Diese Verschiebebe
wegung wird durch eine auf der in Fig. 1 rechten Seite des
Treibkolbens 4 gezündete Treibladung hervorgerufen.
Im vorderen, d. h. in Fig. 1 linken Ende des Zylinderraumes 3
ist ein Ringelement 5 aus Elastomermaterial untergebracht,
das an einer Stirnwand 6 der Hülse 2 anliegt und einen Brems
puffer bildet. Auf der der Stirnwand 6 abgewandten Seite des
Bremspuffers 5 liegt ein im Innern der Hülse 2 verschiebbarer
Bremskonus 7 an. Der Bremskonus 7 weist eine sich in Richtung
auf den Treibkolben 4 trichterförmig erweiternde Innenöffnung
8 auf.
An der vorderen Stirnfläche des Treibkolbens 4, d. h. auf der
der Treibladung abgewandten Seite, ist an dem Treibkolben 4
eine Kolbenstange 9 angebracht, die in ihrer ersten, sich an
den Treibkolben 4 unmittelbar anschließenden Hälfte einen
ersten Durchmesser und in dem sich daran anschließenden, zum
freien Ende hin orientierten Bereich einen zweiten, nochmals
verkleinerten Durchmesser aufweist.
Zwischen der Kolbenstange 9 und der Hülse 2 ist dadurch ein
Ringraum gebildet, in dem eine Rückstellfeder 10 unterge
bracht ist. Die Rückstellfeder 10 ist etwa hülsenförmig aus
gebildet und erstreckt sich zwischen der die Kolbenstange 9
aufweisenden Stirnfläche des Treibkolbens 4 und der entspre
chenden gegenüberliegenden Stirnseite des Bremselementes 7.
Auf das vordere Ende der Hülse 2 ist eine äußere Kopfhülse 11
aufgesetzt, die einen zylindrischen Innenraum 12 zur Aufnahme
des eigentlichen Befestigungselementes aufweist. Der Boden
des zylindrischen Innenraumes 12 weist eine Öffnung auf,
durch die das vordere Ende der Kolbenstange 9 hindurchragt.
Auf der Kopfhülse 11 ist in Axialrichtung verschiebbar eine
Aufsetzhülse 13 gelagert, deren freie Stirnfläche 14 ringför
mig ausgebildet ist und etwas gegenüber der Stirnkante 15 der
Kopfhülse 11 vorsteht. Die Aufsetzhülse 13 geht auf ihrer dem
Gerät zugewandten Seite in einen radialen Flansch 16 über, an
dessen Stirnseite ein Elastomerpuffer 17 angebracht ist.
Die Rückstellfeder 10 weist die Form einer zylindrischen,
langgestreckten Hülse 18 aus Elastomermaterial auf, die durch
entsprechende Öffnungen einer Vielzahl von Verstärkungsele
menten 19 hindurch vulkanisiert ist. Die Verstärkungselemente
19 sind mit gleichem Abstand längs der Elastomerhülse 18 an
geordnet. Sie liegen mit ihren Außenrändern mit geringem Ab
stand vor der Innenwand des zylindrischen Innenraumes 3. Die
Verstärkungselemente 19 weisen koaxial eine zentrale Öffnung
20 in Form eines kreisrunden Lochs auf, mit denen sie auf der
Kolbenstange 19 aufgereiht sind. Der Innendurchmesser dieses
Loches 20 entspricht etwa dem Außendurchmesser des dickeren
Bereiches der Kolbenstange 9.
Die Wandstärke der Elastomerhülse 18 entspricht etwa einem
Viertel bis einem Drittel des Abstandes zwischen dem Außenum
fang des dickeren Teils der Kolbenstange 9 und dem Innen
durchmesser des Zylinderraumes 3 bzw. dem Außendurchmesser
des Treibkolbens 4. Die Anordnung der Elastomerhülse 18 ist
so gewählt, daß diese nahe der zentralen Mittelöffnung 20 der
Verstärkungselemente 19 angeordnet ist.
Fig. 1 zeigt das Gerät in der Ausgangsposition, in der der
Treibkolben 4 bis fast vor das hintere Ende des Zylinderrau
mes 3 geschoben ist. In dieser Position kann ein Befesti
gungselement in den Innenraum 12 der Kopfhülse 11 eingeführt
werden. Die Rückstellfeder 10 ist entspannt. Wird nun zum
Setzen eines Befestigungselementes eine Treibgaskartusche
gezündet, so bewegt sich der Treibkolben 4 mit hoher Ge
schwindigkeit aus der dargestellten Ausgangsposition in die
Setzposition, d. h. in Fig. 1 nach links. Dies führt dazu, daß
die Rückstellfeder komprimiert wird. Da die Verstärkungsele
mente 19, die aus Metall bestehen, sich nicht verformen und
andererseits sowohl an der Kolbenstange 9 als auch an der
Wand des Zylinderraumes 3 geführt werden, verformt sich die
Hülse 18 nur im Bereich zwischen den Verstärkungselementen
19, in dem das Material in erster Linie nach außen verformt
wird. Die Feder 10 verkürzt sich also ziehharmonikaartig, wo
bei die Verformung der Elastomerhülse 18 gleichmäßig über die
Länge der Feder verteilt wird.
Gegen Ende des Setzvorganges, wenn die Feder 10 also fast
vollständig verformt ist und die einzelnen Verstärkungsele
mente 19 fast auf Block liegen, wird der verbleibende Impuls
als Axialkraft auf das Bremselement 7 ausgeübt, der den
Bremspuffer 5 komprimiert. Diese Komprimierung des Bremspuf
fers 5 führt zu einer Verringerung seines Innendurchmessers
und dadurch zu einem Abbremsen der Kolbenstange 9 bis zum
Stillstand. Der dabei auftretende Restschub wird dann durch
das Pufferelement 17 abgebremst. Nach dem Setzen des Befesti
gungselementes schiebt die Feder 10 den Treibkolben 4 in die
dargestellte Ausgangsposition zurück.
Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Aufsicht auf ein Verstärkungs
element 19. Das Verstärkungselement 19 weist die Form einer
metallischen kreisrunden Ringscheibe 21 auf, beispielsweise
aus Aluminium. Konzentrisch zu der Zentralöffnung 20 ist ein
Kreis von kleineren kreisrunden Öffnungen 22 vorhanden. Diese
Öffnungen 22 entsprechen in ihrer Anordnung und ihrem Durch
messer der Anordnung und der Wandstärke der Elastomerhülse
18. Durch diese Löcher 22 wird die Elastomerhülse 18 hindurch
geformt, wobei eine Vulkanisierung mit den metallischen
Scheiben 21 erfolgt. Dadurch entsteht eine als ein einzelnes
Bauteil ausgebildete Feder, die aufgrund der Verstärkungsele
mente in der Anordnung der Fig. 1 gegen ein Ausknicken gesi
chert ist.
Claims (15)
1. Bolzenschubgerät mit
- 1.1 einem Gehäuse (1),
- 1.2 einem in dem Gehäuse (1) angeordneten, hin und her bewegbaren Treibkolben (4), der
- 1.2.1 durch eine Treibladung antreibbar und
- 1.2.2 zum Setzen eines Befestigungsmittels ausgebildet ist, sowie mit
- 1.3 einer Feder (10) aus elastisch verformbarem Ma terial, insbesondere aus Elastomermaterial, zum Zurückbewegen des Treibkolbens (4) nach dem Setzvorgang in seiner Ausgangsposition.
2. Bolzenschubgerät nach Anspruch 1, bei dem der Treibkol
ben (4) eine Kolbenstange (9) mit verringertem Durchmes
ser aufweist, die über mindestens einen Teil ihrer Länge
von der hülsenartig ausgebildeten Rückstellfeder (10)
umgeben ist.
3. Bolzenschubgerät nach Anspruch 1 oder 2, bei dem sich
die Feder (9) zwischen einem die Bewegung des Treibkol
bens (4) nicht mitmachenden Geräteteil (7) und dem
Treibkolben (4) erstreckt.
4. Bolzenschubgerät nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, bei dem die Feder (10) an einem mit dem Treibkolben
(4) zusammenwirkenden Bremselement (7) für diesen an
greift.
5. Bolzenschubgerät nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, bei dem die Feder (10) eine Druckfeder ist.
6. Bolzenschubgerät nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, bei dem die Feder (10) über ihre Länge verteilt
sich nicht verformende Versteifungselemente (19) auf
weist.
7. Bolzenschubgerät nach Anspruch 6, bei dem die Verstei
fungselemente (19) während der Bewegung des Treibkolbens
(4) von diesem und/oder der Laufbahn des Treibkolbens
(4) geführt werden.
8. Bolzenschubgerät nach Anspruch 6 oder 7, bei dem die
Versteifungselemente (19) metallische Ringscheiben (21)
sind, deren Außendurchmesser etwa dem Innendurchmesser
der Kolbenlaufbahn und deren Innendurchmesser etwa dem
Außendurchmesser der Kolbenstange (9) entsprechen.
9. Bolzenschubgerät nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei
dem die Verstärkungselemente (19) und die Feder (18)
zusammen vulkanisiert sind.
10. Bolzenschubgerät nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei
dem die Feder (18) eine Wandstärke aufweist, die höch
stens halb so groß ist wie die Differenz zwischen dem
Radius der Verstärkungselemente (129) und dem Radius der
Innenöffnung (20) der Verstärkungselemente.
11. Bolzenschubgerät nach Anspruch 10, bei dem die Feder
hülse (18) näher an der Innenöffnung (20) der Verstär
kungselemente als an deren Außenumfang angeordnet ist.
12. Bolzenschubgerät nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, bei dem die Rückstellfeder (10) in unverformtem
Zustand zylindrisch ist.
13. Bolzenschubgerät nach einem der Ansprüche 6 bis 12, bei
dem die Verstärkungselemente (19) äquidistant angeordnet
sind.
14. Bolzenschubgerät nach einem der Ansprüche 6 bis 13, bei
dem der gegenseitige Abstand zweier benachbarter Ver
stärkungselemente (19) etwa ihrem halben Außendurchmes
ser entspricht.
15. Feder für ein Bolzenschubgerät, mit einem oder mehreren
der sich auf die Feder beziehenden Merkmale nach einem
der vorhergehenden Ansprüche.
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