DE2737900C3 - Einrichtung zum Beseitigen überschüssiger Eintreibenergie an Schußapparaten und Eintreibgeräten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Beseitigen überschüssiger Eintreibenergie an Schußapparaten und Eintreibgeräten, wie Bolzenschubwerkzeuge und Druckluftnagler, bei denen das Befestigungselement (Nagel, Klammer, Stift, Bolzen od. dgl.) vor dem Eintreiben mit der Spitze auf der Oberfläche des Werkstücks aufsteht und ein Schubkolben als formschlüssiges Zwischenstück die Energie des Treibmittels (Pulvergase oder Druckluft) auf das Befestigungselement überträgt, sowie eine ins Freie führende Öffnung des Laufes während des Eintreibvorgangs freigebbar ist, zum Abführen überschüssiger Eintreibenergie des Druckraums. Diese Geräte fallen unter die Sammelbezeichnung »Tragbare Eintreibgeräte und Schußapparate«.

Bei diesen Geräten besteht zunächst einmal Unfallgefahr als Folge der kinetischen Energie bzw. der hohen Eindringgeschwindigkeit der Befestigungselemente. Diese ist in dem Fall höher als notwendig, wenn die Energie des Treibmittels die vom lokalen Zustand des Materials abhängige erforderliche Formänderungsarbeit wesentlich übersteigt. Unmittelbare Unfallursachen sind abprallende Befestigungselemente infolge inhomogenen Werkstoffs der Teile, ferner Absplitterungen des Werkstoffs, insbesondere an dsssen Rändern. Abgesehen von der Unfallgefahr durch dieses Absplittern ist damit auch häufig eine Beschädigung der Teile verbunden, die u. U. Nacharbeit erforderlich macht.

Danach ist noch zu beanstanden, daß in Abhängigkeit von der lokalen Materialbeschaffenheit der mit den Befestigungselementen zu versehenden Teile bei gleicher Energie des Treibmittels (Kartusche, Druckluft) eine ungleichmäßige Eindringtiefe der Befestigungselemente auftreten kann. Davon kann das Haften der Elemente im Grundwerkstoff oder überhaupt ihre Verwendungsmöglichkeit nachteilig beeinflußt werden. Zum Beheben dieser Mängel besteht bisher nur die Möglichkeit, über die vor dem Arbeitsgang zu treffende s Wahl der Stärke des Treibmittels, also der Kartuschenladungsstärke oder des Betriebsdrucks bei Druckluftncglern, eine Dosierung der Eindringenergie vorzunehmen. Ein Erfolg ist in diesem Fall jedoch nur dann zu erwarten, wenn die lokalen Inhomogenitäten schon ίο durch den Augenschein zu erkennen sind. Eine nicht zu unterschreitende Ausschuß- und Fehlschußrate ist also unvermeidbar. Dieses gilt besonders für die am häufigsten anfallenden von Natur aus inhomogenen Materialien Holz, Mauerwerk und Beton.
Es ist zwar schon eine Einrichtung dieser Art an einem Eintreibgerät bekannt, bei dem eine seitliche Öffnung des Laufes von dem beschleunigten Sehubkolben freigegeben wird (vgl. US-PS 31 72 120). Von einer bestimmten Eindringtiefe des Befestigungselements an wird damit also die bis dahin nicht verbrauchte Eintreibenergie abgeleitet, in diesem Fall in eine Art Schalldämpfer. Dieser fängt auch etwa auftretende Flammen und glühende Teilchen der Ladung auf. Damit ist jedoch keine automatische Steuerung der zur Wirkung kommenden Eintreibenergie in Abhängigkeit von dem lokalen Widerstand des beschobsenen Materials gegeben.

Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die die wirksame Energie des Treibmittels (Kartuschenbzw. Druckluftenergie) während des Setzvorgangs so zu steuern vermag, daß das System »Befestigungselement-Schubkolben« nicht wesentlich mehr Energie enthält, als zur Überwindung des lokalen Eindringwiderstandes notwendig ist. Bei unerwartet geringem Eindringwiderstand soll also vermieden werden, daß die Geschwindigkeit des Befestigungselements ein Mehrfaches des normalen Wertes erreicht. Es soll jedoch die volle Energie des Treibmittels zur Verfügung stehen, wenn diese für den Eintreibvorgang benötigt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die ins Freie führende Öffnung des Laufes von einem parallel oder gleichachsig zum Schubkolben geführten, vom Treibmittel mitbeaufschlagten Steuerteil steuerbar ist.

Die mit der sich daraus ergebenden Steuerbarkeit des wirksamen Teils des Treibmittels verbundenen Vorteile liegen insbesondere darin, daß durch die näherungsweise Anpassung der kinetischen Energie des Systems »Befestigungselement-Schubkolben« an die im Einzelfall notwendige Verformungsarbeit eine bessere Arbeitsqualität infolge einer gleichmäßigeren Eindringtiefe des Nagels, Bolzens o. ä. erreicht wird. Damit verbunden ist eine geringere Fehlschußrate, ζ. Β. infolge zu tiefen Eindringens. Im Durchschnitt sind gleichsam geringere Schäden am Beschußmaterial zu erwarten, wie herausgebrochene Stücke oder abgeplatzte Kanten, die häufig Ausbesserungsarbeiten erfordern.

Ein weiterer nicht zu unterschätzender Vorteil ist die Erhöhung der Arbeitssicherheit, da bei gewollten oder

M) ungewollten Freischüssen, bei Fastfreischüssen, z. B. bei verdeckten Fugen oder Rissen, beim Abrutschen des Gerätes, bei schiefem Eintreiben u. a. m. mit wesentlich verringerten Nagel- bzw. Bolzengeschwindigkeiten zu rechnen ist Ferner werden abplatzende Materialsplitter

v> seltener werden bzw. eine im Durchschnitt geringere Energie aufweisen. Letzteres gilt auch für den Geräterückschlag, der gerade bei Bolzenschubwerkzeugen nicht unproblematisch ist. Bei Druckluftnaglern

kann in der Regel die bei schwereren Ausführungen geforderte Freischußsicherung entfallen.

In den Zeichnungen sind zwei Beispiele für die Ausführungsformen rein schematisch dargestellt Es zeigt

F i g. 1 die Sicherheitsvorrichtung mit einem Kolben als Steuerteil,

F i g. 2 einen Schnitt nach Linie II-Il von Fig. 1.

Fig.3 die gleiche Vorrichtung, jedoch mit einem Ringschieber als Steuerteil,

F i g. 4 und 5 verschiedene Stellungen von Ringschieber nach Fig.3 und Schubkolben in bezug auf die Bypaßöffnung.

In den Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet Der Text bezieht sich überwiegend auf die Vorgänge beim Schußapparat, gilt aber für Eintreibgeräte entsprechend.

In Fig. 1 ist mit 1 der Arbeitszylinder des Bolzenschubwerkzeugs bezeichnet, in dem eir Schubkolben 2 gleitet. Dieser liegt mit seinem vorderen Ende auf einem Befestigungselement 3, hier Schubbolzen genannt, auf (s. DIN 7260). Der Schubbolzen 3 berührt in der dargestellten Auslösestellung die Oberfläche des Teils, das damit versehen werden soll.

Parallel zur Zylinderbohrung verläuft eine Bohrung 4, die am vorderen Ende über einen sogenannten Bypaß 5 in die Außenluft mündet. In dieser Bohrung 4 gleitet ein Kolben 7, der als Steuerteil dient. Dieser Steuerkolben 7 ist seinerseits mit einer Längsbohrung 8 versehen, die am hinteren Ende in eine Ausnehmung 9 mündet. Die nach innen weisende Seite dieser Ausnehmung 9 wird in der gezeigten Auslösestellung des Gerätes von dem hinteren Ende des Schubkolbens 2 verschlossen, der mit der Kante seiner rückwärtigen Stirnfläche die Ausnehmung um knapp 1 mm abdeckt.

Nach Zünden der hier nicht dargestellten Kartusche bzw. nach Betätigung des Steuerventils für die Druckluft beschleunigt der Dnick des Treibmittels sowohl den Schubkolben 2 als auch den Steuerkolben 7. Im Idealfall,

d. h. wenn ein der Stärke des Treibmittels entsprechender Eindringwiderstand vorhanden ist, werden beide Kolben so gleichmäßig beschleunigt, daß ihre Lage zueinander, wie in F i g. 1 gezeigt, im wesentlichen unverändert bleibt. Wenn jedoch der Eindringwiderstand für den Schubbolzen aus irgendwelchen Gründen geringer ausfällt, als für den vorliegenden Werkstoff des Teils anzunehmen ist, so bleibt der Sfiuerkolben gegenüber dem Schubkolben zurück- Dessen hintere

ίο Kante gibt die Ausnehmung 9 frei und ein Teil des Drucks des Treibmittels entweicht durch die Bohrung 8 des Kolbens 7 und den Bypaß 5 ins Freie. Damit wird der Schubkolben 2 und der davon angetriebene Bolzen 3 von überschüssiger Energie entlastet.

Die Bauart der Sicherheitsvorrichtung nach F i g. 3 ist prinzipiell ähnlich der nach Fig. 1. Der Unterschied liegt im wesentlichen nur darin, daß als Steuerteil hier ein gegen Verdrehung gesicherter Ringschieber 10 vorgesehen ist. Dessen vordere Stirnfläche steht über einen Kanal 11 mit dem Druckraum 6 in Verbindung. Der Ringschieber weist ferner eine radiale Bohrung 12 auf, die ihrerseits mit der Bypaßöffnung 5' im Mantel des Arbeitszylinders 1 korrespondiert

Nach Zünden der Kartusche bzw. nach Betätigung des Druckluftventils wird der Schubkolben 2 (in F i g. 3) nach links besch'eunigt, der Steuerschieber 10 jedoch nach rechts. Damit entsteht die relative Lage der Teile zueinander nach F i g. 4.

Bei unvorhergesehen geringem Eindringwiderstand des Schubkolbens (nicht dargestellt) beschleunigt der Schubkolben 2 schneller als normal und es entsteht die Relativlage nach Fig.5. Der überschüssige Explosionsdruck der Kartusche kann durch die wenigstens teilweise freigegebenen Bohrungen 12, 5' nach außen

3ϊ entweichen.

Zur Entlüftung des Raumes hinter dem Steuerschieber ist in der Wand des Arbeitszylinders eine Bohrung 13 vorgesehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   I. Einrichtung zum Beseitigen überschüssiger Eintreibenergie an Schußapparaten und Eintreibgeräten, wie Bolzenschubwerkzeuge und Druckluftnagler, bei denen das Befestigungselement (Nagt 1, Klammer, Stift, Bolzen od. dgl.) vor dem Eintreiben mit der Spitze auf der Oberfläche des Werkstücks aufsteht und ein Schubkolben als formschlüssiges Zwischenstück die Energie des Treibmittels (Pulvergase oder Druckluft) auf das Befestigungselement überträgt, sowie eine ins Freie führende öffnung des Laufes während des Eintreibvorgangs freigebbar ist zum Abführen überschüssiger Eintreibenergie des Druckraums, dadurch gekennzeichnet, daß die ins Freie führende Öffnung (5,5') des Laufes

   (1) von einem parallel oder gleichachsig zum Schubkolben (2) geführten, vom Treibmittel mit beaufschlagten Steuerteil (7,10) steuerbar ist
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuerteil ein Kolben (7) dient, der parallel zum Schubkolben (2) angeordnet ist und beim Auslösen des Werkzeugs in gleicher Richtung beschleunigt wird.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuerteil ein Ringschieber (10) vorgesehen ist, der gleichachsig zum Schubkolben

   (2) liegt und bei Auslösen des Werkzeugs mit dem Schubkolben, jedoch in entgegengesetzter Richtung beschleunigt wird.