DE19728176A1 - Setzgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Setzgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Zum Eintreiben von nagelförmigen Befestigungselementen in harte Untergründe, wie Beton, Gestein, Stahl oder dergleichen werden Setzgeräte verwendet, die mittels hoch­ gespannter Gase betrieben werden. Bei einer heute weit verbreiteten und aus Sicher­ heitsgründen bevorzugten Art solcher Setzgeräte wirken die hochgespannten Gase auf einen Treibkolben, welcher seinerseits mit jeweils einem einzutreibenden Befestigungs­ element zusammenwirkt. Während diese Geräte einerseits entscheidende Vorzüge auf­ weisen, sind sie mit dem Nachteil behaftet, daß nach jedem Eintreibvorgang der Treib­ kolben in seine Ausgangsstellung zurückgeschoben werden muß. Aus diesem Grunde hat sich die Fachwelt schon seit Jahren mit Rückstellelementen für den Treibkolben beschäftigt.

So ist aus der NO-PS 84 159 ein pulverkraftbetriebenes Setzgerät bekannt, dessen Treibkolben mittels eines Rückstellelementes in Form einer Druckfeder nach jedem Ein­ treibvorgang in die Ausgangsstellung zurückschiebbar ist. Diese Druckfeder umgibt den Schaft des Treibkolbens und erstreckt sich zwischen einem entgegen der Setzrichtung weisenden Anschlag einer Kolbenführung und einer setzrichtungsseitigen Stirnfläche eines Kopfteiles des Treibkolbens.

Die direkte Kolbenrückführung bei Setzgeräten mittels einer Druckfeder führt zu Problemen, da für den Eintreibvorgang sehr hohe Verstellgeschwindigkeiten des Treib­ kolbens notwendig sind. Das Problem liegt in der Tatsache, daß die Verstellge­ schwindigkeit höher ist als die Laufgeschwindigkeit einer Störung innerhalb der Druck­ feder. Das bedeutet, daß zu Beginn jedes Eintreibvorganges jene Windungen der Druckfeder, die nicht am Kopfteil des Treibkolbens anliegen, gar nicht rechtzeitig erfahren, daß eine Bewegung der Druckfeder eingesetzt hat und daher nicht zurückweichen, so daß das Kopfteil des Treibkolbens, bzw. die sich in Bewegung befindlichen Windungen mit voller Geschwindigkeit gegen die nicht zurückgewichenen Windungen prallen. Dabei wird eine hohe Schwingungsenergie in der Druckfeder deponiert, die sich in der Druckfeder ansammelt und zu starken und unkontrollierten Schwingungen der Druckfeder führt. Weiters entsteht an der Stelle, wo die Windungen, die mit dem Kolben schon zusammengeprallt sind, in die noch unbetätigten Windungen übergehen, eine sehr hohe Knickspannung, die zu einem Bruch der Druckfeder führen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mittels hochgespannter Gase betätigbares Setzgerät zu schaffen, bei dem eine Druckfeder zur Rückführung des Treibkolbens zur Anwendung kommt, wobei Anordnung und Ausbildung der Druckfeder deren Beschädigung vermeiden.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch ein Setzgerät, das die im kennzeichnenden Abschnitt des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale aufweist. Aufgrund der kegel­ förmigen Ausbildung der Druckfeder können die einzelnen Windungen beim Zusammen­ drücken der Druckfeder nicht zusammenstoßen. Die Verfügung der Druckfeder zu einem freien Ende hin ist dabei so stark, das jeweils zwei benachbarte Windungen in radialer Richtung um wenigstens den Betrag des in radialer Richtung gemessenen Quer­ schnittes einer Windung zueinander versetzt sind. Die Druckfeder läßt sich auf diese Weise auf eine parallel zur Achsrichtung der Druckfeder erstreckende Höhe zusammen­ drücken, die dem parallel zur Achsrichtung der Druckfeder erstreckenden Querschnitt einer Windung entspricht. Im zusammengedrückten Zustand können die in radialer Richtung nebeneinander liegenden, sich gegenseitig nicht berührenden Windungen an dem entgegen der Setzrichtung weisenden Anschlag der Kolbenführung und einer setz­ richtungsseitigen Stirnfläche des Kopfteiles des Treibkolbens anliegen.

Da die Baulänge des Setzgerätes unter anderem vom Hub des Treibkolbens und der axialen Länge der zusammengedrückten Druckfeder abhängt, kann mittels der erfindungsgemäßen, kegelförmigen Druckfeder eine Verringerung der Baulänge des Setzgerätes und somit ein geringeres Gewicht des Setzgerätes erreicht werden, da die Druckfeder eine sehr geringe axiale Länge im zusammengepreßten Zustand aufweist.

Aus herstelltechnischen Gründen ist zweckmäßigerweise der Querschnitt der Windungen der Druckfeder kreisförmig:
Die Steifigkeit der Druckfeder kann über die Form des Windungsquerschnittes beeinflußt werden. Druckfedern bei denen der Windungsquerschnitt in radialer Richtung größer ist als der Windungsquerschnitt in axialer Richtung, weisen eine geringe Steifig­ keit auf. Druckfedern, bei denen der Windungsquerschnitt in radialer Richtung, kleiner ist als der Windungsquerschnitt in axialer Richtung verfügen über eine hohe Steifigkeit. Die Herstellung derartiger Druckfedern erfolgt beispielsweise mittels eines drahtförmigen Ausgangsmaterials, dessen Windungsquerschnitt vorteilhafterweise mehreckig ist.

Druckfedern die in Knickrichtung besonders steif sind, weisen zweckmäßigerweise einen Windungsquerschnitt auf, der rechteckförmig ist, wobei die Längsseiten des Windungsquerschnittes parallel zur Achsrichtung der Druckfeder verlaufen. Der in radialer Richtung erstreckende Querschnitt der Windungen kann sehr klein gehalten werden. Dies wirkt sich insbesondere auf den Außendurchmesser der Druckfeder aus, der dadurch ebenfalls sehr klein gehalten werden kann. Die Folge davon ist, daß die Setzgeräte mit einer derartigen kegelförmigen Druckfeder sehr "schlank" gebaut werden können.

Um die Knickspannung in den Windungen und die Schwingungsenergie in der Druckfeder reduzieren zu können ist es von Vorteil, wenn der Windungsquerschnitt der Druckfeder so dünn und biegsam wie möglich ist. Daher ist die Druckfeder vorzugsweise geseilt und aus mehreren Litzen gebildet.

Zum Eintreiben von nagelförmigen Befestigungselementen mit unterschiedlicher Länge benötigt man verschiedene Setzgeräte, deren Treibkolben unterschiedlich lang ausge­ bildet sind und um unterschiedliche Beträge parallel zur Eintreibrichtung versetzbar sind. Das Zurückschieben von langen Treibkolben in ihre Ausgangsstellung erfolgt vorzugs­ weise durch mehrere koaxial hintereinander angeordnete Druckfedern zwischen dem entgegen der Setzrichtung weisenden Anschlag der Kolbenführung und der setz­ richtungsseitigen Stirnseite des Kopfteiles des Treibkolbens.

Zweckmäßigerweise sind zwischen den hintereinander angeordneten Druckfedern Dämpfungselemente vorgesehen. Die beispielsweise aus Gummi gebildeten Dämpfungselemente sorgen dafür, daß die Windungen jeweils zweier hintereinander angeordneter, kegelförmiger Druckfedern nicht ineinander gedrückt werden. Eine weitere Funktion die den Dämpfungselementen zukommt betrifft die seitliche Führung der kegel­ förmigen Druckfeder innerhalb der Kolbenführung. Die Dämpfungselemente sind zu diesem Zweck beispielsweise im wesentlichen scheibenförmig ausgebildet, wobei deren Außendurchmesser im wesentlichen dem Innendurchmesser der Kolbenführung ent­ spricht. Der radialen Zentrierung der kegelförmigen Druckfedern können von der Stirn­ seite der Dämpfungselemente parallel zur Achsrichtung der Druckfedern abragende Zentrierbereiche dienen, die im wesentlichen den unterschiedlich großen lichten Weiten der Druckfedern an deren freien Enden entsprechen. Damit ein "Kippen" dieser Dämpfungselemente innerhalb der Kolbenführung verhindert werden kann, können die Dämpfungselemente am Umfang beispielsweise mit Führungszonen versehen sein, die sich über einen Teil der axialen Länge der Kolbenführung erstrecken.

Um die Spannungen in den Druckfedern beim Aufprallen auf dem Anschlag der Kolben­ führung und der Stirnfläche des Kopfteiles des Treibkolbens auf ein unbedeutendes Maß reduzieren zu können sind vorteilhafterweise an dem Anschlag der Kolbenführung und/oder der Stirnfläche des Kopfteiles Dämpfungselemente vorgesehen.

Störungen in Form von unkontrollierten Schwingungen in den Druckfedern, die während des Zusammenpressens der Druckfedern auftreten können, werden vorzugsweise dadurch verhindert, daß die einzelnen Windungen oder die ganzen Druckfedern von elastischem Material umgeben sind. Das elastische Material kann beispielsweise Gummi sein, das in Form eines Schrumpfschlauches jede Windung umgibt. Damit die einzelnen Windungen beim Zusammendrücken der Druckfeder radial nicht ausweichen und dabei plastisch verformen können sind die Druckfedern beispielsweise in einem geschäumten Kautschuk eingebettet.

Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel wiedergeben, näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Setzgerät in vereinfachter Darstellung;

Fig. 2 die Kolbenführung des Setzgerätes gemäß Fig. 1 im Längs­ schnitt;

Fig. 3 ein Teil der Kolbenführung des Setzgerätes gemäß Fig. 1 in vergrößerter Darstellung mit sich in der Ausgangsstellung befind­ lichem Treibkolben und zwei kegelförmigen Druckfedern;

Fig. 4 ein Teil der Kolbenführung eines weiteren erfindungsgemäßen Setzgerätes in vergrößerter Darstellung mit sich in der Ausgangsstellung befindlichem Treibkolben und zwei weiteren kegelförmigen Druckfedern.

Das in der Fig. 1 schematisch dargestellte Setzgerät weist ein Gehäuse 1, einen ein­ stückig mit dem Gehäuse 1 verbundenen Handgriff 5 und ein das Gehäuse 1 und den Handgriff 5 durchsetzendes, streifenförmiges Kartuschenmagazin 2 mit mehreren Kartuschen 3 auf. Im Übergangsbereich zwischen dem Gehäuse 1 und dem Handgriff 5 ist ein Betätigungsschalter 4 angeordnet, der dem Auslösen eines nicht dargestellten Zündmechanismus dient. Der setzrichtungsseitige Endbereich des Gehäuses 1 wird überragt von einer Bolzenführung 6, die zusammen mit einer sich an die Bolzenführung 6 entgegen der Setzrichtung anschließenden Kolbenführung 7 gegenüber dem Ge­ häuse 1 entgegen der Setzrichtung in eine nicht gezeigte Arbeitsstellung versetzbar ist.

Die Fig. 2, 3 und 4 zeigen eine zentrale, zylindrische Führungsbohrung 20, 40 mit einer Innenwand 16, 36, die parallel zur Längserstreckung der Kolbenführung 7, 27 verläuft. Ein Kartuschenlager 13, 33 ist in einem der Setzrichtung gegenüberliegenden End­ bereich der Kolbenführung 7, 27 angeordnet und steht über einen Verbindungskanal 19, 39 in direkter Verbindung mit der Führungsbohrung 20, 40.

Ein dem Eintreiben von nicht dargestellten Befestigungselementen in einen ebenfalls nicht dargestellten Untergrund dienender Treibkolben 21, 41 befindet sich in seiner Ausgangsstellung und weist ein Kopfteil 9, 29 und einen sich in Setzrichtung an das Kopfteil 9, 29 anschließenden Schaft 8, 28 auf, wobei der im wesentlichen dem Innen­ durchmesser der Führungsbohrung 20, 40 entsprechende Außendurchmesser des Kopfteiles 9, 29 des Treibkolbens 21, 41 größer ist als der Durchmesser des Schaftes 8, 28. Die Führungsbohrung 20, 40 dient der Führung des Kopfteiles 9, 29 beim axialen Versetzen des Treibkolbens 21, 41. Im setzrichtungsseitigen Endbereich weist die Führungsbohrung 20, 40 einen Anschlag 17 in Form einer kreisringförmigen Fläche auf, der von der Setzrichtung abgewandt ist und der Abstützung des Kopfteiles 9, 29 des Treibkolbens 21, 41 dient. Die Außenwandung der Kolbenführung 7, 27 weist eine Entlüftungsbohrung 10, 30 auf, die dem Entlüften des setzrichtungsseitigen Teiles der Führungsbohrung 20, 40 dient, wenn der Treibkolben 21, 41 beim Setzvorgang in Setzrichtung beschleunigt wird.

Eine zentrale Bohrung 23 die zu einer zentralen Durchgangsbohrung 22 der Bolzen­ führung 6 und zur Führungsbohrung 20 der Kolbenführung 7 koaxial verläuft und der Führung des Schaftes 8 des Treibkolbens 21 dient, zeigt die Fig. 2. Der Durchmesser der zentralen Bohrung 23 entspricht im wesentlichen dem Durchmesser der zentralen Durchgangsbohrung 22 der Kolbenführung 7 und dem Durchmesser des Schaftes 8. Die zentrale Bohrung 23 erstreckt sich im wesentlich entlang eines im Außendurchmesser reduzierten Teiles der Kolbenführung 7, der von einem erweiterten Teil der Bolzen­ führung 6 umgeben ist. Der Schaft 8 des Treibkolbens 21 überragt die setzrichtungs­ seitige Stirnseite der Bolzenführung 6 nicht.

Zwischen der setzrichtungsseitigen Stirnseite des Kopfteiles 18, 38 des Treibkolbens 21, 41 und dem Anschlag 17 befinden sich mehrere hintereinander angeordnete, entspannte, kegelförmige Druckfedern 11, 31, die den Schaft 8, 28 des Treibkolbens 21, 41 um­ geben. Zwischen jeweils zwei Druckfedern 11, 31 ist ein scheibenförmiges Dämpfungs­ element 14, 34 angeordnet. Weitere scheibenförmige Dämpfungselemente 15, 35 um­ geben den Schaft 8 des Treibkolbens 21, 41 und liegen an der setzrichtungsseitigen Stirnfläche 18, 38 des Treibkolbens 21, 41 und dem Anschlag 17 der Kolbenführung 7, 27 an. Der Außendurchmesser der Dämpfungselemente 14, 15, 34, 35 entspricht im wesentlichen dem Innendurchmesser der Führungsbohrung 20, 40.

Der Windungsquerschnitt der in Fig. 2 und 3 dargestellten kegelförmigen Druckfedern 11 ist rund und setzt sich aus mehreren dünnen geseilten Litzen zusammen. Jeweils zwei übereinander angeordnete Windungen 12 der Druckfedern 11 sind in radialer Richtung um einen Betrag zueinander versetzt, der mindestens der radialen Erstreckung einer Windung 12 entspricht. Im zusammengedrückten Zustand der Druckfedern 11 liegen die Windungen 12 alle in einer Ebene nebeneinander und berühren sich gegenseitig nicht. Die in Achsrichtung der Druckfedern 11 gemessene Höhe der nicht dargestellten, zusammengedrückten Druckfeder 11 entspricht dem Durchmesser einer Windung 12.

Der Windungsquerschnitt der in Fig. 4 dargestellten kegelförmigen Druckfedern 31 ist rechteckförmig, wobei die Erstreckung der Windungen 32 parallel zur Achsrichtung größer ist als die Erstreckung der Windungen 32 in radialer Richtung. Jeweils zwei über­ einander angeordnete Windungen 32 der Druckfedern 12 überdecken sich parallel zur Achsrichtung teilweise und sind in radialer Richtung um einen Betrag zueinander ver­ setzt, der mindestens der radialen Erstreckung einer Windung 32 entspricht. Im zusammengedrückten Zustand der Druckfedern 31 liegen die Windungen 32 alle in einer Ebene nebeneinander und berühren sich gegenseitig nicht. Die in Achsrichtung der Druckfedern 31 gemessene Höhe der nicht dargestellten, zusammengedrückten Druck­ feder 31 entspricht der Erstreckung einer Windung parallel zur Achsrichtung der Druck­ feder 31. Die Außenseite der Windungen 32 umgibt eine dünne Schichte aus elastischem Material 42 das insbesondere Gummi ist.

Claims (9)

1. Setzgerät, das mittels hochgespannter Gase betätigbar ist, mit einer Kolben­ führung (7, 27), einem in der Kolbenführung (7, 27) axial versetzbaren, einen Schaft (8, 28) und ein Kopfteil (9, 29) aufweisenden Treibkolben (21, 41), sowie einem den Schaft (8, 28) umgebenden Rückstellelement in Form wenigstens eines Federelementes und wenigstens einem sich koaxial an das Federelement anschließenden Dämpfungselement (14, 34, 15, 35), zwischen einem entgegen der Setzrichtung weisenden Anschlag (17) der Kolbenführung (7, 27) und der setzrichtungsseitigen Stirnfläche (18) des Kopfteiles (9, 29) dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Federelement als kegelförmige Druckfeder (11, 31) ausge­ bildet ist, deren einzelne Windungen (12, 32) beim axialen Zusammendrücken der Druckfeder (11, 31) axial nicht zusammenstoßen.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Windungsquerschnitt der Druckfeder (11, 31) kreisförmig ist.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Windungsquerschnitt der Druckfeder (11, 31) mehreckig ist.

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Windungsquerschnitt rechteckförmig ist, wobei die Längsseiten der Querschnittsfläche parallel zur Achse der Druckfeder (11, 31) verlaufen.

5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (31) geseilt ist und aus mehreren dünnen Litzen gebildet ist.

6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere koaxial hintereinander angeordnete Druckfedern (11, 31) vorgesehen sind.

7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den hinter­ einander angeordneten Druckfedern (11, 31) Dämpfungselemente (14, 34) vorgesehen sind.

8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Anschlag (17) der Kolbenführung (7, 27) und/oder der Stirnfläche (18, 38) des Kopfteiles (9, 29) Dämpfungselemente (15, 35) vorgesehen sind.

9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfedern (11, 31) von elastischem Material (42) umgeben sind.