DE2727639A1

DE2727639A1 - Explosive actuated bolt setter for concrete or steel - has sliding weight in piston to reduce rebound on impact

Info

Publication number: DE2727639A1
Application number: DE19772727639
Authority: DE
Inventors: Ernst Wohlwend
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 1977-06-20
Filing date: 1977-06-20
Publication date: 1979-01-04

Abstract

A nail or bolt setter (1) which is actuated by an explosive cartridge (6) has a barrel (5) with a sliding piston (10), which is hollow and houses a cylindrical weight (11). When the cartridge (6) is detonated by pulling the trigger (4) the piston (10) is driven forwards to drive the nail in hard material such as steel or concrete. The inertia of the weight (11) holds back until the shank (10a) of the piston (10) impacts the head of the nail or rivet. After impact the piston tends to rebound but this rebound is restricted by the impact of the weight of the end surface of the inner cylinder (10b) formed inside the piston (10). This redun. of rebound is made even more effective by filling the space (10b) with a damping liquid or gas.

Description

Pulverkraftbetriebenes Bolzensetzgerät Powder-powered fastening tool

Die Erfindung betrifft ein pulverkraftbetriebenes Setzgerät zum Eintreiben von Bolzen, Nägeln und dgl. in harte Aufnahmematerialien wie Beton, Stahl und dgl. mit einem Gehäuse, einem im Gehäuse angeordneten Lauf und einem im Lauf geführten Eintreibkolben.The invention relates to a powder-powered setting tool for driving of bolts, nails and the like. In hard recording materials such as concrete, steel and the like. with a housing, a barrel arranged in the housing and one guided in the barrel Driving piston.

Beim Eintreiben von Befestigungselementen wie Bolzen und Nägeln in harte Aufriahmematerialien treten gelegentlich sogenannte Rückpraller auf. Dies bedeutet, dass das eingetriebene Befestigungselement im Aufnahmematerial nicht verankert wird, sondern in den Lauf des Gerätes zurückspringt. Diese Erscheinung ist dadurch zu erklären, dass das Aufnahmematerial durch das eindringende Element in sehr kurzer Zeit stark verformt wird. Die entstehende Verformung ist teils plastisch und teils elastisch. Das Befestigungselement wird hierauf plötzlich entlastet. Die infolge der elastischen Verformung gespeicherten, auf den mehr oder weniger kegelförmigen Teil des Befestigungselementes wirkenden Kräfte können daher ausreichen, um dieses wieder aus dem Aufnahmematerial heraus und in den Lauf zurückzutreiben.When driving fasteners such as bolts and nails into hard lifting materials occasionally occur so-called rebounds. this means that the driven fastening element is not anchored in the receiving material but jumps back into the barrel of the device. This appearance is through it to explain that the recording material through the penetrating element in a very short time Time is greatly deformed. The resulting deformation is partly plastic and partly elastic. The fastener is then suddenly relieved. The result the elastic deformation stored on the more or less conical Part of the fastening element acting forces can therefore be sufficient to this back out of the recording material and back into the barrel.

Dies tritt sowohl bei Geräten, die nach dem sogenannten Schussprinzip arbeiten, als auch bei Setzgeräten mit Eintreibkolben auf, da der Eintreibkolben infolge der elastischen Verformung ebenfalls zurückprallen kann.This occurs both with devices that operate according to the so-called firing principle work, as well as setting tools with a driving piston, as the driving piston can also rebound due to the elastic deformation.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät zu schaffen, bei dem die oben geschilderte Erscheinung der sogenannten Rückpraller verhindert wird.The invention is based on the object of providing a device which prevents the above-described phenomenon of the so-called rebound.

Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass der Eintreibkolben einen axial beweglichen Massenkörper trägt.According to the invention, this is achieved in that the driving piston carries an axially movable mass body.

Der Massenkörper ist dabei gegenüber dem Eintreibkolben geführt und zwischen zwei Endstellungen relativ zum Eintreibkolben verschiebbar. Zu Beginn des Eintreibvorganges, dh während der Beschleunigung des Eintreibkolbens durch die sich beim Abbrennen der Treibladung entwickelnden Treibgase bleibt der Massenkörper infolge seiner Trägheit relativ zu dem sich in Eintreibrichtung bewegenden Eintreibkolben stehen und wird erst beim Auflaufen auf den rückwärtigen Anschlag ebenfalls mitbeschleunigt. Während des Eintreibvorganges wird hierauf der Eintreibkolben infolge des zunehmenden Eindringwiderstandes wieder verzögert, bis er schliesslich zum Stillstand kommt. Der axial bewegliche Massenkörper verschiebt sich dabei relativ zum Eintreibkolben, bis er auf den vorderen Anschlag aufprallt. Dadurch wird eine Art Nachschlagen auf das Befestigungselement bewirkt. Der Weg den der Massenkörper relativ zum Eintreibkolben zurücklegt ist nun so zu bemessen, dass der Massenkörper in dem Moment auf den vorderen Anschlag aufprallt, da die elastische Stosswelle vom Aufnahmematerial über das Befestigungselement.und den Kolben zurückkommt. Durch den verzögerten Aufprall des Massenkörpers wird nun die Stosswelle aufgefangen und ein Zurückprallen verhindert.The mass body is opposite the driving piston guided and displaceable between two end positions relative to the driving piston. At the start of the driving process, ie during the acceleration of the driving piston by the Propellant gases that develop when the propellant charge burns off remains the mass body due to its inertia relative to the driving piston moving in the driving direction stand and is only accelerated when you hit the rear stop. During the driving process, the driving piston is thereupon due to the increasing Penetration resistance is delayed again until it finally comes to a standstill. The axially movable mass body moves relative to the driving piston, until it hits the front stop. This creates a kind of lookup the fastener causes. The way that the mass body relative to the driving piston is now to be dimensioned in such a way that the mass body at the moment on the front Stop impacts because the elastic shock wave from the receiving material over the fastening element.und the piston comes back. Due to the delayed impact of the mass body, now catches the shock wave and prevents it from rebounding.

Für eine einfache Gerätekonstruktion ist es vorteilhaft, dass der Eintreibkolben als Hohlkörper ausgebildet und der Massenkörper im Hohlraum angeordnet ist. Durch den Hohlraum können die Verhältnisse bezüglich der zeitlichen Verzögerung genau festgelegt werden. Bei einer solchen Ausführung ist es ausserdem möglich, den Massenkörper als eine Vielzahl von kleineren Massenkörpern auszubilden. Dies kann beispielsweise in der Form von Bleikügelchen erfolgen. Solche Bleikügelchen haben in sich ein gewisses Dämpfungsvermögen und verhindern harte Schläge auf den Eintreibkolben.For a simple device construction, it is advantageous that the Driving piston designed as a hollow body and the mass body arranged in the cavity is. The conditions with regard to the time delay can be controlled by the cavity can be precisely defined. In such an implementation it is Besides that possible to form the mass body as a plurality of smaller mass bodies. This can be done, for example, in the form of lead pellets. Such lead pellets have a certain dampening capacity and prevent hard knocks on the Driving piston.

Um grosse Stossbelastungen innerhalb des Gerätes zu vermeiden, ist es zweckmässig, dass der Eintreibkolben in seinem Hohlraum neben dem Massenkörper ein Dämpfungsmedium enthält.In order to avoid large shock loads within the device it is expedient that the driving piston is in its cavity next to the mass body contains a damping medium.

Als Dämpfungsmedium ist beispielsweise eine FlUssigkeit mit bestimmter, möglichst temperaturunabhängiger Viskosität zu verwenden. Daneben ergibt jedoch auch ein gasförmiges Medium eine gewisse Dämpfungswirkung.The damping medium is, for example, a liquid with a certain to use a viscosity that is as independent of temperature as possible. In addition, however, results even a gaseous medium has a certain damping effect.

Für eine einfache Ausbildung des Eintreibkolbens ist es vorteilhaft, dass der Massenkörper ring- bzw. hülsenförmig ausgebildet ist und den Schaft des Eintreibkolbens mindestens teilweise umgibt. Eine solche Ausbildung hat insbesondere den Vorteil, dass bei gleichen äusseren Abmessungen des Eintreibkolbens samt Massenkörper der Gewichtsanteil des Massenkörpers erhöht werden kann.For a simple design of the driving piston, it is advantageous to that the mass body is annular or sleeve-shaped and the shaft of the Driving piston at least partially surrounds. Such training has in particular the advantage that with the same external dimensions of the driving piston including the mass body the weight fraction of the mass body can be increased.

Zur Erfüllung seiner Funktion muss der Massenkörper bezüglich dem Eintreibkolben axial verschiebbar sein. Um nun jedoch sicherzustellen, dass der Massenkörper in jeder Lage des Gerätes bereits zu Beginn des Eintreibvorganges am rückwärtigen Anschlag anliegt, ist es zweckmässig, dass der Massenkörper durch ein Federelement entgegen der Eintreibrichtung belastet wird. Die Minimalkraft des Federelementes soll dabei dem Gewicht des Massenkörpers entsprechen. Ein solches Federelement ergibt ausserdem eine Dämpfungswirkung, wodurch der Zeitraum, während dem der Eintreibkolben auf das einzutreibende Element wirkt, verlängert wird. Als Federelemente sind schraubenförmige Zug- oder Druckfedern sowie auch Gummielemente denkbar.To fulfill its function, the mass body must with respect to the Drive piston be axially displaceable. However, to ensure that the Mass body in every position of the device at the beginning of the driving process rear stop rests, it is appropriate that the Mass body is loaded against the driving direction by a spring element. The minimum force of the spring element should correspond to the weight of the mass body. One such The spring element also has a damping effect, whereby the period during which the driving piston acts on the element to be driven is extended. as Spring elements are helical tension or compression springs as well as rubber elements conceivable.

Die Erfindung soll nun anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1 Ein erfindungsgemässes Setzgerät, teilweise im Schnitt dargestellt, Fig. 2 eine Variante eines erfindungsgemässen Eintreibkolbens zu dem in Fig. 1 dargestellten Setzgerät, Fig. 3 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemässen Eintreibkolbens zu dem in Fig. 1 dargestellten Setzgerät.The invention will now be based on the example reproducing it Drawing will be explained in more detail. 1 shows a setting tool according to the invention, partially shown in section, FIG. 2 shows a variant of one according to the invention Driving piston for the setting tool shown in FIG. 1, FIG. 3 shows a further embodiment of a driving piston according to the invention for the setting tool shown in FIG. 1.

Das aus Fig. 1 ersichtliche Setzgerät besteht im wesentlichen aus einem Gehäusevorderteil 1, einem Verschlussteil 2 und einem seitlich am Verschlussteil 2 angeordneten Handgriff 3. Der Handgriff 3 ist mit einem Abzug 4 versehen. Im Gehäusevorderteil 1 ist ein insgesamt mit 5 bezeichneter Lauf verschiebbar gelagert. Der Lauf 5 ist an seinem rückwärtigen Ende mit einem Kartuschenlager 5a versehen. Im mittleren Bereich weist der Lauf 5 eine Kolben führung 5b auf. Das vordere Ende des Laufes 5 ist mit einer gegenüber der Kolbenführung Sb im Durchmesser reduzierten Bolzenführung 5c versehen. Im Kartuschenlager 5a ist eine Kartusche 6 angeordnet. Die Kartusche 6 wird durch einen im Verschlussteil verschiebbar gelagerten Zündstift 7 gezündet. In der Kolbenführung 5b ist ein insgesamt mit 10 bezeichneter Eintreibkolben geführt. Der Eintreibkolben 10 weist an seinem vorderen Teil einen Kolbenschaft 10a auf. Der rückwärtige Teil des Eintreibkolbens 10 ist mit einem allseitig verschlossenen Hohlraum lOb versehen. Im Hohlraum lOb befindet sich ein Massenkörper 11. Der Massenkörper 11 ist gegenüber dem Eintreibkolben 10 axial verschiebbar. Um harte Schläge beim Auftreffen des Massenkörpers 11 auf den Eintreibkolben 10 zu vermeiden, kann der Hohlraum lOb neben dem Massenkörper 11 ein Dämpfungsmedium enthalten. Als Dämpfungsmedien kommen Flüssigkeiten oder Gase in Frage.The setting device shown in Fig. 1 consists essentially of a front housing part 1, a closure part 2 and one on the side of the closure part 2 arranged handle 3. The handle 3 is provided with a trigger 4. in the Housing front part 1, a barrel designated as a whole with 5 is slidably mounted. Run 5 is provided at its rear end with a cartridge bearing 5a. In the middle Area, the barrel 5 has a piston guide 5b. The front end of the barrel 5 has a pin guide that is reduced in diameter compared to the piston guide Sb 5c provided. A cartridge 6 is arranged in the cartridge store 5a. The cartridge 6 is ignited by an ignition pin 7 which is mounted displaceably in the closure part. In the piston guide 5b, a driving piston designated as a whole by 10 is guided. The driving piston 10 has a piston skirt 10a on its front part. The rear part of the driving piston 10 is closed on all sides Provided cavity lOb. A mass body 11 is located in the cavity 10b. The mass body 11 is axially displaceable with respect to the driving piston 10. To get hard blows at To avoid impact of the mass body 11 on the driving piston 10, the Cavity lOb next to the mass body 11 contain a damping medium. As damping media liquids or gases come into question.

Aus Fig. 2 ist ein weiterer, insgesamt mit 20 bezeichneter Eintreibkolben ersichtlich. Der Eintreibkolben 20 weist ebenfalls einen Kolbenschaft 20a auf. Der mittlere Bereich ist mit einem im Durchmesser vergrösserten Bund 20b versehen und das rückwärtige Ende weist einen Kopf 20c auf. Zwischen dem Bund 20b und dem Kopf 20c ist ein ringförmig ausgebildeter Massenkörper 21 auf dem Eintreibkolben 20 axial verschiebbar gelagert. Der Massenkörper 21 wird durch ein Federelement 22 gegen den rückwärtigen Kopf 20c geschoben.From Fig. 2 is a further, generally designated 20 driving piston evident. The driving piston 20 also has a piston skirt 20a. Of the middle area is provided with an enlarged diameter collar 20b and the rear end has a head 20c. Between the federal government 20b and the head 20c is an annular mass body 21 on the driving piston 20 axially displaceable. The mass body 21 is supported by a spring element 22 pushed against the rear head 20c.

Bei der Verzögerung des Eintreibkolbens 20 während des Eintreibvorganges überwindet der Massenkörper 21 infolge seiner Trägheit die Kraft des Federelementes 22 und prallt gegen den Bund 20b. Zur Abdichtung des Eintreibkolbens 20 ist der Kopf 20c mit einem Dichtring 23 versehen.When the driving piston 20 is decelerated during the driving process the mass body 21 overcomes the force of the spring element due to its inertia 22 and hits the collar 20b. To seal the drive piston 20 is the Head 20c is provided with a sealing ring 23.

Der aus Fig. 3 ersichtliche, insgesamt mit 30 bezeichnete Eintreibkolben wird an seinem Schaft 30a sowie an dem im Durchmesser vergrösserten Bund 30b geführt. Auf das rückwärtige Ende des Eintreibkolbens 30 ist ein hülsenförmig ausgebildeter Massenkörper 31 aufgesteckt. Die Sacklochbohrung des Massenkörpers 31 enthält einen als Federelement 32 wirkenden, komprimierbaren Kunststoff wie beispielsweise "Adiprene. Während des Eintreibvorganges wird der Kunststoff durch die auftretenden Kräfte verdichtet. Bei Absinken des Gasdruckes entspannt sich das Federelement 32 wieder, wobei jedoch die Kraft des Federelementes 32 noch während eines bestimmten Zeitraumes auf den Eintreibkolben 30 wirkt und dessen Zurückprallen verhindert.The driving piston shown in FIG. 3, designated as a whole by 30 is guided on its shaft 30a and on the collar 30b, which is enlarged in diameter. On the rear end of the driving piston 30 is a sleeve-shaped Mass body 31 attached. The blind hole of the mass body 31 contains a as a spring element 32 acting, compressible plastic such as "Adiprene. During the driving-in process, the plastic is exposed to the forces that occur condensed. When the gas pressure drops, the spring element 32 relaxes again, however, the force of the spring element 32 still during a certain period of time acts on the driving piston 30 and prevents it from rebounding.

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Claims

Powder-powered setting tool for driving Bolts, nails and the like in hard recording materials such as concrete, steel and the like. With a housing, a barrel arranged in the housing and a driving piston guided in the barrel, characterized in that the driving piston (10, 20, 30) has an axially movable Mass body (11, 21, 31) carries.

2. Setting tool according to claim 1, characterized in that the driving piston (10) designed as a hollow body and the mass body (11) arranged in the cavity (10b) is.

3. Setting tool according to claim 2, characterized in that the driving piston (10) contains a damping medium in its cavity (10b) next to the mass body (11).

4. Setting tool according to claim 1, characterized in that the mass body (21, 31) is annular or sleeve-shaped and the shaft of the driving piston (20, 30) at least partially surrounds.

5. Setting tool according to one of claims 1 - 4, characterized in that that the mass body (21, 31) by a spring element (22, 32) against the driving direction is charged.