DE2424774C3 - Zündvorrichtung, insbesondere für einen Brennkraftbolzensetzer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft efcie Zündvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Beim Anwenden einer hülsenlosen Treibladungstablette in einem Brennkraftbolzensetzer wird nach Einführung des einzutreibenden Bolzens in die Laufmündung mit einer gewissen Kraft auf das hintere Werkzeugende geschlagen, so daß die Treibladungstablette gezündet wird tind explodiert, wobei die erzeugte Energie auf einen Kolben Und von diesem auf den Bolzen übertragen wird.

Hierbei haben sich einige Probleme und Nachteile gezeigt, die sich wie folgt zusammenfassen lassen: 4s

a) Die Treibladungstabletten werden in der Regel — aus Gründen der Lagerhaltung und der Handhabung durch die Bedienungsperson des Werkzeuges — mit einem Schutzlack überzogen, der ein Zusammenkleben der Treibladungstabletten während der Lagerung verhindert und eine ungefährliche Handhabung der Tablette durch die Bedienungsperson gewährleistet; die Lackschicht vermindert jedoch die Sprengfreudigkeit beim Aufschlagen des Schlagkolbens und bedingt vor allem eine gewisse Ungleichmäßigkeit im Verhalten der Treibladungstabletten unter der Schlagwirkung.

b) Da die Treibladung durch Schlagwirkung gezündet wird, ist es schwer, di« Schlagkraft an einer möglichst lokalisierten Stelle zu konzentrieren und zugleich das Werkzeug, z. B. den Brennkraftbolzensetzer, einfacher zu konstruieren als eine Feuerwaffe.

c) Die Zuverlässigkeit üblicher Zündvorrichtungen für eine hülsenlose Treibladungstablette ist insbesondere im Hinblick auf ihre Anwendung in der Industrie nicht zufriedenstellend.

Diese Mängel werden auch bei einer Zündvorrich

tung gemäß DE-OS 15 03 108 nicht beseitigt, weil die Zündung der Treibladung zu stark abhängig ist von der jeweiligen Schlagkraft Dies bedeutet, daß bei nicht ausreichender Schlagwirkung Fehlzündungen auftreten, die einen zügigen Arbeitsablauf bei der Handhabung eines mit der Zündvorrichtung ausgerüsteten Werkzeuges verhindern, weil günstigenfalls das Werkzeug erneut angesetzt und angeschlagen werden muß und ungünstigenfalls die beschädigte Treibladungstablette auszutauschen ist Die Ursache für die Schlagabhängigkeit der Zündvorrichtung nach der genannten DE-OS liegt darin, daß der zylindrische Bohrungsabschnitt größeren Durchmessers, in dem die Treibladungstablette untergebracht ist, unmittelbar in den zylindrischen Bohrungsabschnitt kleineren Durchmessers übergeht in den der zylindrische Vorsprung der Zündeinrichtung mit enger Passung paßt Der Obergang von dem größeren Bohrungsabschnitt zum kleineren Bohrungsabschnitt bildet eine rechtwinklige Schulter zur Auflage der Treibladungstablette. Bei Ausübung eines Schlages auf den Schlagbolzen treibt der Vorsprung einen kleinen Teil der Treibladungstablette direkt in den kleineren zylindrischen Bohrungsabschnitt und wird in diesem verdichtet Dabei entweicht die in dem kleinen zylindrischen Bohrungsabschnitt enthaltene Luft seitlich, so daß sie den Zündvorgang nicht unterstützen kann. Dieser ist auch direkt abhängig von der aufgewandten Schlagkraft Bei schwächeren Schlägen und schlagunempfindlichen Treibladungstabletten können sich Fehlzündungen ergeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zündvorrichtung der vorstehend genannten Art zu schaffen, die hülsenlose Treibladungstabletten zuverlässiger als die bekannte, zuvor erläuterte Zündvorrichtung zündet Insbesondere bei Brennkraftbolzensetzern soll die Zündvorrichtung dazu beitragen, daß die hülsenlose Treibladungstablette jedesmal zuverlässig gezündet wird, wenn der mit der Treibladung und einem zu setzenden Bolzen od. dgl. ge'adene Bolzensetzer einen Schlag gegen sein hinteres Ende erhält

Diese Aufgabe wird durch die Merkmate im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 gelöst Auf diese Weise wird der Preßraum aus einem zylindrischen Bohrungsabschnitt und einem an diesen anschließenden kegelstumpfförmigen Abschnitt zusammengesetzt Dies hat zur Folge, daß bei Eindringen des zylindrischen Vorsprunges unter Schlagwirkung die im Preßraum enthaltene Luft infolge der Verformung und der anschließenden Abtrennung des mittleren Bereiches der Treibladungstablette seitlich nicht entweichen kann und daher gemäß einem vorgewählten Preßdruckverhältnis zusammengepreßt wird, wobei sie infolge der Schnelligkeit des Vorganges nach den Gesetzen der Thermodynamik auf eine hohe Temperatur erhitzt wird, die Ober der Verbrennungsgrenze des Treibladungsstoffes liegt. Die Luft im Preßraum unterstützt damit den Zündvorgang, und es ergibt sich der überraschende Vorteil, daß die Zündvorrichtung stets zuverlässig funktioniert, auch wenn die aufgewandte Schlagkraft gering ist bzw. wenn die verwendete Treibladung nur begrenzt schlagempfindlich ist Die Zusammensetzung des Preßfaumes aus zwei unterschiedlich gestalteten Abschnitten ermöglicht die Anpassung der Zündvorrichtung an sehr unterschiedliche Verwendungszwecke, so daß die Zündvorrichtung für viele Werkzeuge geeignet ist. Der Vorsprung bleibt außerhalb des zylindrischen Bohrungsabschnittes des Preßraumes. Dies ist vorteilhaft für die Ausnutzung der eingeschlossenen Luft

zur Erzielung eines guten Preßdruckverhältnisses,

ZweckmäSig ist der zylindrische Vorsprung am treibladungsseitigen Ende eines Eintreibkolbens angeordnet, während das Treibladungslager am schubkolbenseitigen Ende des Schlosses vorgesehen ist

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispieles erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen axialen Längsschnitt durch einen Brennkraftbolzensetzer mit der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung,

Fig.2 einen Querschnitt nach der Linie H-H der Fig.'l,

Fig.3 einen Längsschnitt durch die Verbrennungskammer und den Preßraum des Werkzeuges nach

g,

F i g. 4 einen Querschnitt nach Linie IV-IV der F i g. 3,

F i g. 5 ein Schaubild mit Teilschnitt durch eine für die Zündvorrichtung besonders geeignete Treibladungstablette und

Fig.6 einen ähnlichen Längsschnitt wie Fig.3, der den Zustand der Zündvorrichtung kurz vor der Explosion darstellt.

Nach der Darstellung in Fig. 1 bis 4 besteht ein Brennkraftbolzensetzer aus einem zylindrischen Gehäuse 10, das eine durchgehende Längsbohrung 11 aufweist, in der ein Lauf 12 verschiebbar ist, der ebenfalls mit einer Längsbohrung 13 versehen ist Der Lauf 12 ragt vorne am Gehäuse 10 mit einem Vorderflansch 14 heraus, dessen Außendurchmesser größer als der Innendurchmesser der Längsbohrung 11 des Gehäuses 10 ist Der Lauf 12 ist verschiebbar, damit eine Anpassung des Brennkraftbolzensetzers an unterschiedliche Längen der einzutreibenden Bolzen oder Nägel möglich ist Zum Einstellen der Lage des Laufes 12 gegenüber dem Gehäuse 10 sind zwei diametral entgegengesetzt angeordnete Schrauben 15 vorgesehen, die durch im Gehäuse 10 passend ausgesparte Löcher ragen und mit entsprechenden, am Laufmantel ausgesparten Längsnuten 16 zusammenwirken. Beide Längsnuten 16 erstrecken sich nicht über die ganze Länge des Laufes 12 und verhindern deshalb ein vollständiges Herausziehen des Laufes 12 aus dem Gehäuse 10.

Im Gehäuse 10 ist außerdem ein Eintreibkolben 17 verschiebbar, der aus einem im Inneren des Laufes 12 hin- und herbeweglichen Schaft 18 und einem hinteren Kopf 19 besteht, der einen größeren Durchmesser als der Schaft 18 aufweist und sich in der Längsbohrung 11 des Gehäuses 10 verschieben läßt Am Schaft 18 ist im Bereich des Kopfes 19 ein Puffer 20 befestigt, der den Anstoß des Kopfes 19 gegen das hintere Ende des Laufes 12 dämpft, wenn der Eintreibkolben 17 seinen Arbeitshub zum Eintreiben eines Bolzens od. dgl. beendet hat

Der Brennkraftbolzensetzer enthält außerdem ein Schloß 21 und ein zwischen Schloß 21 und Gehäuse 10 eingebautes Zwischenstück 22

Das Zwischenstück 22 ist am Gehäuse 10 abnehmbar befestigt, z. B, Über ein Gewinde 23, so daß eine schnelle und leichte Zerlegung des Werkzeuges zur Wartung und/oder Instandhaltung möglich ist. Im Zwischenstück 22 ist eine Längsbohrung 24 ausgespart, die die Längsbohrung 11 des Gehäuses 10 fortsetzt Der Durchmesser der Längsbohrung 24 ist kleiner als der Kopf 19 des Eintrübkolbens 17, jedoch groß genug, um das hintere Ende 2S des Eintreibkolbens 17, das ebenfalls einen kleineren Durchmesser als der Kolbenkopf 19 aufweist, verschiebbar aufzunehmen.

Die Längsbohrung 24 des Zwischenstückes 22 weist vorne einen aufgebohrten Abschnitt 26 auf, dessen Durchmesser demjenigen des Kolbenkopfes 19 gleicht, wobei die Länge des aufgebobrten Abschnittes 26 entsprechend dem nachfolgend erklärten Zweck bemessen ist Das hintere Ende des Zwischenstückes 22 bildet ein Mundstück 27 mit einem Formloch 28 (Fi g. 2), vor dem in der Wandung des Zwischenstückes 22 eine ίο Ausnehmung oder Nut 29 ausgespart ist die dazu dient, das Schloß 21 mit dem Zwischenstück 22 abnehmbar zu verbinden.

Das Schloß 21 besteht aus einem zylindertörmigen, vollen Abschnitt 30, aus dem ein Formstück 31 nach vorne vorsteht, das durch das Formloch 28 in das Zwischenstück 22 eingeführt werden kann. Das Formstück 31, das eine Verbrennungskammer und einen Preßraum enthält ist mit dem Abschnitt 30 durch ein Verschlußglied 37 verbunden, das mit radialen Flügeln versehen ist die in die Nut 29 des Zwischenstückes 22 eingreifen, und deren Breite nicb'. größer ist als die Innenbohrung des Zwischenstückes 22, so daß es durch das Formloch 28 des Mundstückes 27 des Zwischenstükkes 22 hindurchgesteckt werden kann.

Im Formstück 31 des Schlosses 21 dient ein Bohrungsabschnitt 32 größeren Durchmessers mit angrenzender Schulter zum Aufnehmen und Abstützen einer mit Schutzanstrich 33,4 überzogenen Treibladungstablette 33 (F i g. 5). Der Bohrungsabschnitt 32 wird von einem Sackbohrungsabschnitt 36 kleineren Durchmessers fortgesetzt wobei die Schulter zwischen diesen Abschnitten eine kegelstumpfförmigen Teil 35 umschließt in den ein zylindrischer Vorsprung 38 zum Erzeugen der zum Zündvorgang notwendigen Verdichtung eintaucht Der Preßraum 34 besteht daher aus dem kegelstumpfförmigen Abschnitt 35, an den sich der zylindrische Bohrungsabschnitt 36 anschließt der den blinden Boden des Preßraumes bildet

Das Treibladungslager 32 ist am schubkolbetseitigen

Ende des Schlosses 21 angeordnet während am treibladungsseitigen Ende des Eintreibkolbens 17 der zylindrische Vorsprung 38 angeordnet ist Bei dem gezeichneten Beispiel ist der Vorsprung 38 in eine entsprechende Ausnehmung am Eintreibkolben 17 eingesetzt Darüber hinaus ist zweckmäßig der Vorsprung 38 insbesondere zum Ausgleich und zur Verteilung der Massen dem Ende 25 des Eintreibkolbens 17 angepaßt Der Außendurchmesser des Vorsprunges 38 ist kleiner als der Innendurchmesser des

Bohrungsabschnittes 32 und vorzugsweise kleiner als

der größte Innendurchmesser des kegelstumpfförmigen

Preßraumes 34, so daß er beim Zündvorgang an die Wandung des Teils 35 des Preßraumes anschlägt Der mit der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung

- ausgestattete Brennkraftbolzensetzer arbeitet wie folgt:

Je nach Längs des einzutreibenden Bolzens oder Nagels wird die Länge des aus dem vorderen Ende des Gehäuses 10 vorstehenden Teiles des Laufes 12 passend

eingestellt, so daß im Ruhezustand kein Zwischenraum in der Reihenfolge Schloß 21 ~ Eintreibkolben 17 — Bolzen (nicht dargestellt) - und Fläche, in die der Bolzen einzutreiben ist — besteht. Das Material, in das der Bolzen oder Nagel einzutreiben ist, muß eine gewisse Festigkeit aufweisen, so daß er ohne nachzuge-

ben auf den auf das hintere Ende des Schlosses 21 wirkenden Schlag reagiert

Nachdem der Bolzen oder Nagel in die Mündung des Brennkraftbolzensetzers eingeführt wurde (dabei ist zu

bemerken, daß die bei derartigen Eintreibapparaten in der Regel benutzten Bolzen oder Nägel mit einem Hütchen oder mit einem seitlich hervorstehenden Flügel versehen sind, wodurch ein Herausfallen des Bolzens oder Nagels durch Eigenwicht ausgeschlossen ist), und nachdem das Schloß 21 vom Zwischenstück so ausgerückt wurde, daß das Treibladungslager 32 abgedeckt ist, wird in dieses eine Treibladungstablette 33 eingelegt und das Zwischenstück 22 vom Schloß 21 verschlossen, wobei das Formstück 31 in das Formloch 28 des Bodens 27 des Zwischenstückes 22 eingeführt wird. Zum Feststellen des Schlosses 21 genügt es, dieses um einen vorgewählten Winkel zu drehen, und zwar bis die Flügel 37 nicht mehr durch das Formloch 28 austreten können. Um das Schloß noch sicherer zu befestigen und ein zufälliges, unerwünschtes Trennen des Schlosses 21 vom Zwischenstück 22 zu verhindern, wird /wischen den Abschnitt 30 des Schlosses 21 und das Mundstück 27 des Zwischenstückes 22 ein Ring aus Gummi oder sonstigem, federndem Werkstoff 39 von »o passender Breite gelegt.

Nun ist der Brennkraftbolzensetzer betriebsbereit. Er wird mit der Mündung des Laufes gegen die Fläche, in die man den Bolzen oder Nagel eintreiben will, angesetzt, und auf das hintere Ende des zylinderförmigen, vollen Abschnittes 30 des Schlosses 31 wird ein Schlag ausgeübt. Versuche haben gezeigt, daß dem Schlag ausnahmslos die Explosion der Treibladung und somit das Eintreiben des Bolzens folgte.

Zur Abrundung des Anmeldungsgegenstandes wird nachfolgend der Vorgang der Zündung erläutert, der wegen der besonderen Form des Preßraumes, der aus einem schrägwandigen Teil 35 und einem zylindrischen Sackbohrungsabschnitt 36 besteht, auf besondere Weise abläuft und sich folgendermaßen erklären läßt:

Wenn das Schloß 21 z. B. mit einem Hammer angeschlagen wird, führen Schloß 21, Zwischenstück 22 und Gehäuse 10 eine Längsverschiebung gegenüber dem Lauf 12 aus, deren Länge der Länge des ausgebohrten Abschnittes 26 gleich ist Infolgedessen werden das Treibladungsiager 32 und der Preßraum 34 dem Vorsprung 38 des Eintreibkolbens 17 genähert, wobei der Vorsprung 38 die Treibladung 33 zuerst verformt und dann deren mittleren Bereich, d. h. den Bereich, der über dem Preßraum 34 liegt, abtrennt. Am 4s Ende der Längsverschiebung des Schlosses 21 und des Zwischenstückes 22 ist der Vorsprung 38 so weit in das Innere des kegelstumpfförmigen Abschnittes 35 des Preßraumes 34 eingedrungen, daß er die Innenwandung des Preßraumes 34 gerade oder fast berührt. Während dieser Verschiebung kann im Preßraum 34 enthaltene Ljft infolge der Verformung und der darauffolgenden Abtrennung des mittleren Bereiches der Treibladung 33 seitlich nicht entweichen und wird daher gemäß einem vorgewählten Preßdnickverhältnis zusammengepreßt, wobei sie infolge der Schnelligkeit des Vorganges nach den bekannten Gesetzen der Thermodynamik auf eine hohe Temperatur erhitzt wird, die über der Verbrennungsgrenze des Materials der Treibladungstablette 33 liegt. Dies hat zur Folge, daß die erfindungsgemäße Zündvorrichtung stets zuverlässig funktioniert, obwohl die verwendeten Treibladungen nur begrenzt schlagempfindlich sind.

Die dargelegte Annahme wird durch einen praktischen Vergleichsversuch bestätigt, bei dem der blinde Boden des Preßraumes 34 etwas angebohrt wurde, so daß dieser Preßraum mit der Außenluft in Verbindung stand bzw. das erreichbare Preßdruckverhältnis wesentlich herabgesetzt wurde. Beim Ausführen dieses Versuches mit tadellos erhaltenen Treibladungen und unter möglichst starken Anschlägen an das Schloß, wurde festgestellt, daß eine Explosion der Treibladung stets ausblieb.

Die Abscherung der Treibladung in Verbindung mit der der Zusammendrückung der Luft im Preßraum folgenden Wärmeentwicklung bringt die Freiiegiing eines Kranzes Treibladung von dem Schutzlack mit sich, wodurch der Explosionsstoff leichter entzündbar wird.

Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß die voneinander abhängigen Abmessungen des Preßraumes und des aufgebohrten Abschnittes 26 der Innenbohrung des Zwischenstückes 22 mit dem gewünschten Preßdruckverhältnis im Preßraum 34 bei der Betätigung des Eintreibanparates zusammenhängen. Die vorgenommenen, praktischen Versuche haben gezeigt, daß die besten Ergebnisse mit einem Preßdruckverhältnis von rund 20 :1 zu erwarten sind, d. h. wenn das Volumen des Preßraumes am Ende des Annäherungshubes des Schlosses 21 und des Zwischenstückes 22 zum Eintreibkolben 17 auf etwa Vm des ursprünglichen Wertes einschrumpft. Natürlich hängt jedoch die Wahl dieses Verhältnisses auch von anderen Faktoren ab, wie ζ. Β der Entzündlichkeit und vor allem der Entzündungstemperatur der Treibladung, von der in jeder Tablette enthaltenen Explosionsstoffmenge usw.

Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, daß sich die erfindungsgemäße Zündvorrichtung verschiedenen Treibladungen schnell anpassen läßt, und zwar sowohl in bezug auf die Form als auch auf die Explosionskraft, denn es genügt, zu diesem Zweck das Schloß gegen ein anderes, dessen Treibladungslager 32 passende Form und Größe aufweist und/oder das hintere Ende des Eintreibkolbens auszutauschen, an dem der zylinderförmige Vorsprung 38 befestigt ist

Schließlich ist noch hervorzuheben, daß sich vorstehende Beschreibung ausdrücklich auf eine besondere Ausführungsform des Treibladungslagers und des Preßraumes bezieht

Die Erfindung ist nicht auf die ausschließliche Verwendung bei einem Eintreibwerkzeug für Bolzen oder Nägel beschränkt, sondern sie ist in allen Fallen anwendbar, bei denen die Zündung einer Treibladungsfablette bei jeder auf diese ausgeübten Schlagkraft zuverlässiger erfolgen soIL

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   1, Zündvorrichtung, insbesondere für einen Brennkraftbolzensetzer, mit einem Treibladungslager für s eine hülsenlose Tre'ibladimgstablette, wobei das Treibladungslager besteht aus einer einmal abgesetzten Sackbohrung, deren Bohrungsabschnitt größeren Durchmessers mit angrenzender Schulter zum Aufnehmen und Abstützen der Treibladungstablette dient und in deren Bohrungsabschnitt kleineren Durchmessers der an ihn angrenzende Treibladungstablettenteil durch einen zylindrischen Vorsprung der Zündvorrichtung verdrängbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen "15 diesen Bohrungsabschnitten (32, 36) größeren und kleineren Durchmessers angeordnete Schulter einen kegelstumpfförmigen Abschnitt (35) umschließt, in den der zylindrische Vorsprung (38) zum Erzeugen der zum Zündvorgang notwendigen Verdichtung eintaucht und daß der zylindrische Vorsprung (38) beim Zündvorgang an die Wandung des kegelstumpfförmigen Abschnittes (35) anschlägt
2. 2. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der zylindrische Vorsprung (38) am treibladungsseitigen Ende eines Eintreibkolbens (17) angeordnet und das Treibladungslager (32) am schublcolbenseitigen Ende des Schlosses (21) angeordnet ist

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