DE2807825A1 - Treibsatz zur gaserzeugung in einem gasbetriebenen werkzeug mit offenem laderaum - Google Patents

Treibsatz zur gaserzeugung in einem gasbetriebenen werkzeug mit offenem laderaum

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DE2807825A1
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25CHAND-HELD NAILING OR STAPLING TOOLS; MANUALLY OPERATED PORTABLE STAPLING TOOLS
    • B25C1/00Hand-held nailing tools; Nail feeding devices
    • B25C1/08Hand-held nailing tools; Nail feeding devices operated by combustion pressure
    • B25C1/10Hand-held nailing tools; Nail feeding devices operated by combustion pressure generated by detonation of a cartridge
    • B25C1/16Cartridges specially adapted for impact tools; Cartridge and bolts units
    • B25C1/166Pellets

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Description

  • Treibsatz zur Gaserzeugung in einem gasbetriebenen
  • Werkzeug mit offenem Laderaum Die Erfindung bezieht sich auf zündbare gaserzeugende Treibsätze für den Antrieb von Ifeim- und Industriewerkzeugen, insbesondere auf einen Treibsatz für den Gasantrieb eines Werkzeuges mit offenem Laderaum, beispielsweise Schlagwerkzeuges zum Eintreiben von Befestigungsmitteln, wie äeln, Bolzen oder dergleichen in Werkstücke Mit Treibgas betriebene Schlagwerkzeuge zum Eintreiben von Befestigungsmitteln sind bekannt. Hierbei gibt es eine Gruppe, welche die Befestigungsmittel, beispielsweise Bolzen, direkt in das Werkstück mit hoher Geschwindigkeit einschießt, und zwar im wesentlichen in gleicher Weise, wie ein Geschütz ein Geschoß in ein Ziel einschieß Eine andere Klasse derartiger Werkzeuge sind sogenannte Percusions- oder Schlagwerkzeuge. Diese Werkzeuge haben einen Lademechanismus zur Zündung der gaserzeugenden Treibsätze und einen Druckkolben, der während eines Arbeitshubes des vom jeweils gezündeten Treibsatzes erzeugten Gases nach vorne getrieben wird. Der im Werkzeug vorwärtsgetriebene Druckkolben wird seinerseits dazu benutzt, ein Befestigungsmittel, beispielsweise einen Nagel oder einen Bolzen,in ein Werkstück einzutreiben. Er kann aber auch dazu benutzt werden, einem Werkstück einen Schlag zu verabreichen oder andere Arbeitsvorgänge auszuführen.
  • Ausführungsbeispiele für gasbetriebene Schlagwerkzeuge sind in den folgenden Erfindungen des Anmelders beschrieben: US-PSen 3 514 026 und 3 283 657 sowie GB-PSen 1 036 224 und 1 074 195.
  • Auch der in der US-PS 3 514 026 beschriebene Waffen- und gasbetriebene Schlagwerkzeug-Typ mit "offenem Laderaum" ist eine Erfindung des Anmelders dieser Erfindung. Das beschriebene Werkzeug ist ein 'BRepetier-Werkzeug", I?> in welchem eine Reihe von Treibsätzen mit offener Treibsatzkammer nacheinander der Zündkammer zugeführt und dann gezündet werden, um das Werkzeug für die Dauer eines Arbeitszyklus in Betrieb zu setzen. Dieses Werkzeug hat einen relativ einfachen Aufbau, ist leicht zu bedienen und kann kostengünstig hergestellt werden, obwohl es einen "Repetier"-Betrieb ermöglicht. Ein derartiger "Repetier"-Betrieb spart gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Ein Schuß"-Werkzeugen nicht nur Arbeitszeit ein, sondern ermöglicht auch eine außerordentlich hohe Produktionsrate in vielen Arbeitsbereichen, beispielsweise dann, wenn das Werkzeug für das Eintreiben von Befestigungsmitteln in Gebäudekonstruktionen verwendet wird.
  • Alle zur Zeit erhältlichen gasbetriebenen Werkzeuge, die für ihren Betrieb gezündet und zum Eintreiben von Befestigungsmitteln verwendet werden, haben den Nachteil, daß die Kosten zur Herstellung der gaserzeugenden Treibsätze relativ hoch sind. Eine übliche gaserzeugende Patronen die zur Zeit in üblichen Werkzeugtypen mit geschlossenem Laderaum verwendet wird, kostet gewöhnlich zwischen 6 und 8 US-cent pro Patrone, obwohl derartige Patronen in großen Mengen von Baufirmen gekauft werden. Die Kosten für derartige Patronen sind zum Teil deswegen so hoch, weil die Herstellung üblicher Metallummantelungen mit geschlossenem Ende relativ teuer ist. Ein weiterer großer Kostenfaktor ist Herstellung des Schießpulver-Treibsatzes, der zur Zeit bei etwa 75 US-cent pro Pfund eines etwa 100 Pfund wiegenden, verkauften Barrels liegt.
  • Wegen der hohen Kosten der Treibsatzummantelungen sind zündbare, gasbetriebene Werkzeuge zur Zeit im wesentlichen auf die Verwendung bei derartigen Gewerbevorhaben beschränkt, bei denen sich die hohen Kosten für die Treibsatzummantelungen wirtschaftlich rechtfertigen lassen, beispielsweise auf ein Eintreiben von Bolzen in Beton oder dergleichen.
  • Um den hohen Preis vorbehandelter Treibsätze für Geschütze und Werkzeuge absenken zu können, wurden in der Vergangenheit verschiedene Arten billigerer Treibsätze ausprobiert. Beispielsweise wurde in den siebziger Jahren des 18. Jahrhunderts gewöhnliche Schießwolle in natürlicher Faserform in geschlossenen Patronen für Gewehrkugeln verwendet. Die Verwendung dieses Materials wurde jedoch bald aufgegeben, wegen dessen hoher, zu überschießenden Druckspitzen führender Abbrandrate, die dann oft ein Auseinanderbrechen des Geschützlaufes verursachte. Um die zu hohe Abbrandrate dieses Materials zu verringern, wurden Schießwolle-Fasern in späterer Zeit zu festen Körpern und Pellets gepreßt. Dies verringerte die relativ große Brennfläche und demgemäß die aufgrund des übermäßigen Abbrandes verursachten Druckspitzen Derartig vorbehandeltes, zusammengepreßtes Material ist jedoch schwierig zu zünden und macht die Verwendung eines explosiven Zündmittels, welches das zusammengepreßte Material aufbricht und das aufgebrochene Material zündet, notwendig.
  • In späterer Zeit wurden die Schießwolle-Fasern mit verschiedenen Bindemitteln versetzt um eine strukturelle Festigkeit zu erzielen und die Abbrandrate sowie die damit einhergehenden Druckspitzen steuern zu können. Trotz dieser Vorbehandlung mit Bindemitteln konnten gleichförmige ballistische Eigenschaften nur sehr schwer erzielt werden. Außerdem stiegen die Herstellungskosten derartiger Treibsätze durch die Vorbehandlungsstufen erheblich an. Darüberhinaus mußte auch ein explosives Zündmittel verwendet werden, um den im Bindemittel verfestigten Treibsatz aufzubrechen und eine Zündung zu ermöglichen.
  • Bei späteren Herstellungsverfahren für Treibsätze wurde die Schießwolle oder von anderen pflanzlichen Fasern erhaltene Nitrocellulose zu Partikeln gleichförmiger Größe zerrieben und in geeigneten Bindemitteln in kolloidaler Form suspendiert. Die Bindemittel wurden dann zu vorgeformten Treibsätzen oder kleinen Körnchen gepreßt oder extrudiert. Mit Hilfe dieses Verfahrens konnten gleichförmige Ladungen bzw. Treibsätze mit steuerbarem und gleichmäßigem Brennverhalten und Druckverlauf hergestellt werden.
  • Nach diesem Verfahren werden bis heute Treibsätze hergestellt.
  • Die Kosten für die Herstellung derartiger gleichförmiger Treibsätze mit vorgebbaren Brenneigenschaften sind jedoch relativ hoch. Darüberhinaus ist es notwendig, eine Zündladung in die Patronen oder Treibsätze einzubauen oder mit diesen zu verbinden, um den Treibsatz auseinanderbrechen und die Partikel zünden zu können.
  • Insgesamt kann gesagt werden, daß seit über hundert Jahren Schießwolle oder ander Nitrocellulose-Produkte in relativ aufgelockerter Form, beispielsweise relativ lockeren Fasern, wegen ihrer zu hohen Abbrennrate und zu hohem Spitzendruck nicht mehr als Treibsatz verwendet werden0 Danach wurde Schießwolle nur noch nach einer entsprechend teueren Vorbehandlung verwendet. Diese Vorbehandlungen umfaßten die kolloidale Suspension in einem Bindemittel mit anschließender Formgebung, das Formpressen zu kompakten Partikeln in Kombination mit einer Zündladung, oder anderweitige Verfahrensschritte um die zu hohe Brenngeschwindig keit und die damit einhergehende übermäßige Druckspitze steuern zu können.
  • Es ist auch bekannt, gaserzeugende Zündtreibsätze für Werkzeuge herzustellen, die keine Unmantelun aufweisen, sondern in Form von Schießwolle-Pellets (gepreßte Partikel) vorliegen und mit einem explosiven Zündmittel bestückt sindg um das Pellet aufzubrechen und die Partikel zu zünden. Derartige Treibsätze sind jedoch aus den bereits erörterten Gründen relativ teuer. Außerdem hat sich gezeigt, daß sie kein gleiehv mäßiges Brennverhalten zeigen und nach dem Brennen ein Rückstand verbleibt.
  • Man hat auch versucht die Herstellungskosten derartiger Treibsätze dadurch zu verringern, daß man anstelle der üblichen relativ teueren zylindrischen Metallummantelungen Plastikummantelungen verwendet hat0 Die Verwendung derartiger Plastikummantelungen wurde jedoch bald wieder aufgegeben, da sich die Platikummantelungen nach einer Zündung sehr stark deformierten und daher nur schwer aus dem Laderaum entfernt werden konnten.
  • Man hat auch den Versuch unternommen, flüssige Treibsätze für den Antrieb derartiger Werkzeuge zu verwenden. Dabei erhöhten sich jedoch die Herstellungskosten für die Werkzeuge, da die Werkzeuge mit Einrichtungen zur Speicherung, Abmessung und Zündung des flüssigen Treibsatzes bestückt werden mußten.
  • Die Erfindung schafft nun einen verbesserten gas erzeugenden Treibsatz für den Antrieb von Industriewerkzeugen, der erheblich wirtschaftlicher herstellbar als vergleichbar bekannte Treibsätze ist.
  • Der Treibsatz besteht im wesentlichen aus einer offenen Treibsatzkammer aus einer hohlen, beidseitig offenen Kunststoffummantelung. In der Kunststoffummantelung ist hierbei eine mittig angeordnete, die gesamte Ummantelung von einem Ende zum anderen Ende durchlaufende Bohrung vorgesehen. Innerhalb dieser Bohrung bzw. Treibsatzkammer der Kunststoffummantelung befindet sich ein Nitrocellulose-Treibsatz in natürlicher, d.h. unbearbeiteter Form, also in Form lockerer Fasern. Da dieser Treibsatz nicht fest zusammengedrückt oder mit einem Bindemittel versetzt ist, wird kein explosiver Zündsatz zum Aufbrechen und Zünden benötigt. Statt dessen kann der Treibsatz einfach durch einen Funkengeber oder elektrischen Zünder mit Hilfe eines Heizdrahtes oder eines Zündfunkens gezündet werden. Diese Zündeinrichtung ist vorzugsweise im Zündraum des Werkzeuges eingebaut.
  • Wegen der beidseitig offenen Bauweise der vorzugsweise dreieckigen Treibsatzkammer-Ummantelung in Kombination mit der Konstruktion des offenen Laderaums beim Werkzeug wird die übermäßige Druckspitze, welche bisher bei lockerer Schießwolle oder lockeren Nitrocellulose-Fasern oder Partikeln in einer Kartusche bzw. Treibsatzkammer mit geschlossenem Ende entstand, erheblich abgesenkt. Gleichzeitig führt die erfindungsgemäße Verwendung von im wesentlichen unvorbehandelten Nitrocellulose-Fasern anstelle von vorbehandeltem Schießpulver in derartigen Treibsätzen zu einer erheblichen Absenkung der IIerstellwngskosten. Ein erfindungsgemäß hergestellter Treibsatz kostet nämlich weniger als zwei, während ein üblicher Treibsatz mit Schießpulver und einem geschlossenen Metallgehäuse mehr als 6 US-cent kostet.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der beigefügten schematischen Darstellungen näher erläutert.
  • In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels für einen Treibsatz; Fig. 2 einen Längsschnitt durch das Ausführungsbeispiel; Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel für die Verbindung mehrerer Treibsätze mit Hilfe eines Gurtes oder dergleichen; Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Verbindung von Treibsätzen; Fig. 5 ein Magazin zur Aufnahme mehrerer, über einen Gurt miteinander verbundener Treibsätze; Fig. 6 eine perspektivische Darstellung eines anderen Ausführungsbeispiels eines Treibsatzes; Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel für ein gasbetriebenes Werkzeug; Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie 8-8 in Fig. 7; und Fig. 9 eine elektrische Zündeinrichtung für das Werkzeug.
  • In den Fig. 1 und 2 ist ein gaserzeugender Treibsatz 10 mit offener Treibsatzkammer für das gasbetriebene Werkzea unit offenem Laderaum gemäß den Fig. 7 bis 9 dargestellt. Der Treibsatz 10 ist außen mit einer hohlen Ummantelung 14 aus Kunststoff bestückt. Die Ummantelung 14 hat einen einheitlichen, nicht-kreisförmigen Querschnitt, der einem Lademechanismus mit offenem Laderaum angepaßt ist.
  • Zu diesem Zweck ist der Querschnitt der Ummantelung 14 vorzugsweise als gleichseitiges Dreieck ausgebildet. Eine derartige Ummantelung ist in den eingangs genannten Patentschriften bereits beschrieben. Sie umfaßt drei Seitenwände 16, die mit gleichem Krümmungsradius außen zylindrisch gekrümmt sind.
  • Der Treibsatz kann auch einen anderen Querschnitt aufweisen, der sich für einen Lademechanismus mit offenem Laderaum eignet.
  • Durch die Ummantelung 14 erstreckt sich in Richtung deren Längsachse eine Treibsatzkammer 18. Die Treibsatzkammer 18 hat einen kreisförmigen Querschnitt und ist auch an den Enden der Ummantelung 14 offen. In der Treibsatzkammer 18 befindet sich die Ladung 20, beispielsweise ungepreßte Nitrocellulose-Fasern.
  • Statt eines kreisförmigen Querschnittes kann die Treibsatzkammer auch einen anderen Querschnitt haben, so hat beispielsweise der in Fig. 6 dargestellte Treibsatz 92 eine Treibsatzkammer 104 mit dreieckigem Querschnitt. Die Treibsatzkammer 104 erstreckt sich hierbei in Längsrichtung durch die Ummantelung 94 hindurch. Die Ummantelung 94 selbst hat einen dreieckigen Außenquerschnitt, der durch die Seitenwände 96 festgelegt ist.
  • Die offenen Enden der Treibsatzkammern 18 oder 104 können unabgedeckt bleiben. Sie können aber auch mit brennbaren Abdichtungen aus Papier oder einem anderen entflammbaren Material versehen werden. Hierbei werden die Abdichtungen vorzugsweise angeklebt oder anderweitig mit den Enden der Ummantelung 14 oder 94 verbunden. Hierzu wird im einzelnen auf die US-Anmeldung, Serial No. 570 909 hingewiesen.
  • Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen Treibsatz zu entwickeln, der kostengünstig herstellbar ist.
  • Dies wird nun dadurch erreicht, daß der Treibsatz aus Stoffen, die in großen Mengen vorhanden sind, hergestellt wird.
  • Hierzu besteht einerseits die Außenummantelung 14 oder 94 vorzugsweise aus einem billigen Kunststoff. Die Außenummantelung 14 oder 94 kann dann in großen Mengen dadurch her gestellt werden, daß der Kunststoff mit dem gewünschten Querschnitt in großen Abmessungen extrudiert und danach in einzelne Einheiten zerschnitten wird. Für die Ladung 18 oder 98 wird vorzugsweise ungepreßtes oder nur leicht gepreßtes, nitriertes Nitrocellulose-Fasermaterial verwendet, das gewöhnliche Schießwolle-Fasern umfassen kann, deren Verwendung im 19 Jahrhundert aufgegeben wurde. stattdessen können aber auch andere in großen Mengen vorkommende pflanzliche Fasern verwendet und mit bekannten chemischen Nitrierprozessen in ähnlicher Weise vorbehandelt werden, so daß ein Treibsatz mit der hohen Entflammbarkeit von Schießwolle entsteht. Derartiges, aus Naturfasern bestehendes celluloses Material ist in der gesamten Welt in großen Mengen und zu einem Preis erhältlich, der einen Bruchteil der Kosten von vorbehandeltem, bei üblichen Treibsätzen verwendetem Schießpulver entspricht.
  • Wenn derartige Fasern trocken und nur wenig zusammengedrückt sind, haben sie eine äußerst große, der Einwirkung von Luft ausgesetzte Oberfläche. Deswegen sind derartige Fasern hoch gradig entflammbar. Gerade diese hohe Abbrennrate und der damit einhergehende hohe Spitzendruck derartig lockerer Schießwolle war der wesentliche Grund dafür, daß derartige Schießwolle nicht mehr als Treibsatz in üblichen Kartuschen oder Treibsatzkammern mit geschlossenem Ende verwendet wurde.
  • Denn die hohen Druckspitzen führten seinerzeit zu einem Aufbrechen bzw. Aufreißen der Geschützläufe. Da jedoch die erfindungsgemäßen Ummantelungen der Treibsätze an beiden Enden offen sind - also nicht wie die üblichen Ummantelungen an einem Ende geschlossen - und da außerdem ein derartiger Treibsatz in einem Werkzeug mit offenem Lade- bzw. Zündraum verwendet wird - also nicht in einem üblichen Werkzeug mit geschlossenem Zünd- bzw. Laderaum - kann das oben genannte, äußerst billige und in Mengen vorkommende Material als Ladung für den Treibsatz verwendet werden, was bei den üblicherweise erhältlichen Geschützen oder Werkzeugen nicht ohne Sicherheitsrisiko der Fall wäre.
  • Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß die im wesentlichen in lockerer Form vorliegende Ladung 20 oder 98 ohne einen gesonderten Zündsatz gezündet werden kann. Die Zündung kann hierbei einfach durch einen Funken, einen heißen Draht oder einen im Zünd- bzw. Laderaum des Werkzeuges erzeugten Lichtbogen unmittelbar eingeleitet werden. Die Herstellungskoste:l für den Treibsatz und das zugeordnete Werkzeug werden weiterhin dadurch abgesenkt, daß auf einen explosiven Zündsatz verzichtet und stattdessen ein einfacher Zündmechanismus verwendet werden kann. Durch diese Kostensenkung läßt sich das Werkzeug sowohl im Industrie- als auch im privaten häuslichen Bereich gut einsetzen.
  • Es ist bekannt, daß die Masse oder die Gesamtmenge der im Treibsatz verwendeten Fasern die Gesamtenergie und damit die mittels der Verbrennung erzielbare Wärme bestimmen.
  • Das Ausmaß der Faserpressung innerhalb der Treibsatzkammer bestimmt dagegen die brennbare Oberfläche und demgemäß die Verbrennungsrate und die damit einhergehenden Druckspitzen.
  • Demgemäß kann durch Veränderung der Masse und/oder des Ausmaßes der Pressung oder der Lockerheit der verwendeten Ladung der Treibsatz der Größe des Werkzeuges, dem vom Werkzeug vorgetriebenen Element sowie dem Aufbau und dem Material des verwendeten Werkstückes angepaßt werden. Die Ladung 20 oder 98 wird hierbei jedoch stets in relativ lockerer bzw. nur wenig zusammengepreßter Form in die Treibsatzkammer eingebracht, so daß sie durch einen Funken oder einen Draht leicht entzündbar ist. Hierbei werden die Vorteile eines Werkzeugtyps mit offenem Zünd- bzw. Laderaum zusammen mit den Vorteilen einer billigen, faserförmigen Nitrocellulose-Ladung 20 oder 98 und einer dreieckigen Kunststoffummantelung 14 oder 98 mit einer offenen Treibsatzkammer 18 oder 104 genutzt.
  • Der gaserzeugende Treibsatz 10 bzw. 92 ist auf die Verwendung in einem gasbetriebenen Werkzeug 12 mit offenem Laderaum gemäß den Fig. 7 bis 9 zugeschnitten. Außer einer im Werkzeug 12 vorgesehenen Zündeinrichtung 61 und einem Magazin 76 für Befestigungsmittel, gleicht das Werkzeug 12 dem in der US-PS 3 514 026 beschriebenen Werkzeug, das einen in der US-PS 2 865 126 beschriebenen Lademechanismus hat. Wegen der Vorbeschreibung des Werkzeuges in den genannten US-PSen wird das Werkzeug im Folgenden nicht in aller Ausführlichkeit beschrieben.
  • Gemäß den Fig. 7 bis 9 hat das Werkzeug 12 einen Lademechanismus 24 mit hinten offenem Lade- bzw. Zündraum, in welchem die Treibsätze 10 oder 92 zur Erzeugung des Druckgases gezündet werden. Außerdem ist das Werkzeug 12 mit einem vorderen Zylinder oder Lauf 26 bestückt, in dem ein Druckkolben 28 angeordnet ist. Der Druckkolben 28 führt unter der Wirkung des Druckgases im Lauf 26 einen Arbeitshub in Vorwärtsrichtung durch. Eine Feder 30 bringt den Druckkolben 28 nach der Zündung wieder an das hintere Ende bzw. zum Ausgangspunkt des Arbeitshubes zurück.
  • Vom Druckkolben 28 steht nach vorne ein Schaft 32 mit geringerem Durchmesser vor. Der Schaft 32 gleitet in einem Laufbuchsenabschnitt 314 des Laufs 26. Das vordere Ende des Laufbuchsenabschnittes 34 ist offen.
  • Gemäß Fig. 8 ist im Lademechanismus 24 eine Ladetrommel 36 vorgesehen. Die Ladetrommel 36 ist drehbar in einem Laderaum-GehRuse 38> das einen Handgriff 40 und einen Zündbügel 42 aufweist, angeordnet. In der Ladetrommel 36 sind Kammern 44 ausgeformt, die zu den Seiten hin, d.h. in Richtung bzw.
  • im Bereich der Oberfläche der Ladetrommel 36 und an ihren Enden, d.h. in Richtung der bzw. in den Stirn- und Rückflächen der Ladetrommel 36 offen sind. Diese Kammern 44 haben einen Querschnitt, der dem der Treibsätze 10 oder 92 angepaßt ist. Im Handgriff 140 sind Magazine 46 und 48 zur Aufnahme von Treibsätzen vorgesehen. Die Magazine 46 und 48 öffnen sich an ihren oberen Enden zur Ladetrommel 36. Durch diese Öffnungen werden dann die Treibsätze 10 oder 92 mit Hilfe von Federn 50, die in den unteren Enden der Magazine 46 und 48 vorgesehen sind, gegen die Ladetrommel 36 gedrückt. Die Magazine 46 und 48 haben obere Zuführöffnungen, die mittels angelenkter Deckel 52 und 54 verschlossen sind.
  • Durch diese Öffnungen können dann die Treibsätze 10 oder 92 in die Maganzine 46 und 48 eingeführt werden.
  • Jede Kammer 44 ist in Richtung des in Fig. 8 dargestellten Pfeiles durch eine Zuführ-, Zünd- und Auswurfposition drehbar. In der Zuführposition fluchten die Kammern 44 mit den Zuführöffnungen in den Magazinen 46 und 48, was gemäß Fig. 8 für die beiden unteren Kammern 44 gilt. In dieser Position können die Treibsätze 10 bzw. 92 aus den Magazinen 46 und 48 in die Kammern 44 gemäß der Beschreibung in der US-PS 2 865 126 eingeführt werden. Jede Kammer 44 ist in Zündposition unter dem Zündbügel 42 angeordnet und hat eine offene Seite dicht bei diesem Zündbügel, was gemäß Fig. 8 für die obere Kammer 44 gilt. In der Zündposition fluchtet die vorne offene Kammer 1414 in axialer Richtung mit einem Kanal 56, der zum hinteren Ende des Druckkolbens 28 führt. Außerdem geht hierbei die Kammer 44 in den Kanal 56 über. Bei einer Drehung der Kammer 44 von der Zünd- zur Zuführposition durchläuft die Kammer die Auswurfposition. Hierbei fluchtet die Kammer 44 mit einer im Ladera-Gehäuse 38 vorgesehenen Auswurföffnung 58.
  • Im Lademechanismus 24 ist eine übliche (nicht dargestellte) Abzugeinrichtung 60 vorgesehen. Diese Abzugeinrichtung umfaßt einen Abzug 60, mit dessen Hilfe die in der Ladetrommel 36 ausgeformten Kammern 44 schrittweise durch die Zuführ-> Zünd- und Auswurfpositionen gedreht werden können. Jedesmal wenn der Abzug 60 betätigt wird, dreht sich eine Kammer 44 mit dem darin befindlichen Treibsatz 10 bzw. 92 von der Zuführposition zur Zündposition, in welcher der Treibsatz gezündet wird, und gleichzeitig eine andere Kammer 44 von von der Zünd- durch die Auswurfposition, in welcher die Ummantelung 14 bzw. 94 ausgeworfen wird, zurück zur Zuführposition zur Aufnahme eines neuen Treibsatzes 10 bzw. 92.
  • Das Werkzeug 12 kann mit einer elektrischen Zündeinrichtung 61 (Fig. 9) bestückt sein, welche die Treibsätze 10 bzw. 92 in der Zündstellung zündet. Die Zündeinrichtung 61 umfaßt einen elektrischen Treibsatzzünder 62, der im Laderaumgehäuse 38 am hinteren Ende der Ladetrommel 36 angeordnet ist.
  • Außerdem liegt der Zünder 62 auf der Achse des Kanals 56, so daß er in Zündstellung zu jeweils derjenigen Ladung 20 bzw. 98 des Treibsatzes 10 bzw. 92 steht, die in der in Zündstellung befindlichen Kammer 44 der Ladetrommel 36 enthalten ist. Bei Betätigung des Zünder 62 zündet dieser die lockere Ladung 20 bzw. 98 des in Zündstellung befindlichen Treibsatzes 10 bzw. 92,und zwar durch das hintere offene Ende der Ummantelung 14 bzw. 94. Der Zünder 62 kann einen Funken abgeben, ein Heizdraht sein oder eine andere Zündeinrichtung aufweisen, mit deren Hilfe die Ladung 20 bzw. 98 des Treibsatzes 10 bzw. 92 zündbar ist.
  • Im Folgenden wird davon ausgegangen, daß der Zünder 62 einen Heizdraht aufweist. Beispielsweise kann der Zünder auch ein Funkengenerator vom nicht-elektrischen Typ sein.
  • Der Heizdraht des Zünders62 wird gemäß Fig. 9 über eine Zündschaltung 64 mit Energie versorgt. Die Zündschaltung 64 umfaßt einen Abzugschalter 66, einen Sicherungsschalter 98 und eine Batterie 70, die gemäß Fig. 9 jeweils in Reihe mit dem Zünder 62 liegen. Der Abzugschalter 66 ist am Laderaumgehäuse 38 befestigt und in Ruhestellung gewöhnlich offen. Bei Druck auf den Abzug 60 wird zunächst die Ladetrommel 36 bzw. die Kammer 44 in die Zündposition gedreht und dann der Abzugschalter 66 geschlossen, und zwar derart daß der Schalterschluß nach Eintreffen der Kammer 44 in der Zündposition erfolgt. Der Sicherungsschalter 68 ist ebenfalls ein in Ruhestellung offener Schalter, der am vorderen Ende des Laufs 26 befestigt ist und ein vom vorderen Ende des Laufes 26 vorstehendes Kontaktstück 72 aufweist, das in Kontakt mit dem Werkstück gebracht werden kann. Der Sicherungsschalter 68 wird durch Druck des Werkzeuges 12 gegen das Werkstück geschlossen, da durch diesen Druck das Kontaktstück 72 nach hinten in Richtung des Laufes 26 gedeckt wird. Die Batterie 70 ist im Laderaumgehäuse 38 angeordnet und kann bequem durch Öffnen einer verschraubbaren VerschlußkaPPe 74 ausgetauscht werden.
  • Bei jeder Betätigung des Abzuges 60 wird eine Kammer 44 samt dem darin befindlichen gaserzeugenden Treibsatz 10 bzw. 92 in die Zündstellung gedreht. Unter der Voraussetzung, daß der Sicherungsschalter 68 durch Druck des Werkzeuges 12 gegen ein Werkstück geschlossen ist, führt ein Druck auf den Abzug 60 zu einer Betätigung des Zünders 62 derart, daß der in Zündstellung befindliche Treibsatz 10 bzw. 92 durch elektrischen Schluß des Abzugschalters 66 gezündet wird. Das vom gezündeten Treibsatz 10 erzeugte Druckgas strömt durch den Kanal 56 zum hinteren Ende des Lauf es 26 und treibt den Druckkolben zu einem Vorwärtshub im Lauf 26 an. Nach der Zündung kehrt der Druckkolben 28 unter der Wirkung der Feder 30 wieder in seine Ausgangsposition zurück. Die Kunststoffummantelung 14 bzw. 94 des Treibsatzes 10 bzw. 92 deckt den Laderaum während der Zündung ab. Nach der Zündung ist genügend Leckraum vorhanden, um eine Rückkehr des Druckkolbens 28 unter der Einwirkung der Feder 30 zu ermöglichen.
  • Das in den Fig. 7 bis 9 dargestellte Ausführungsbeispiel für ein Werkzeug ist ein Werkzeug zum Einbringen von Befestigungsmitteln, insbesondere ein Nagelwerkzeug, an dessen Lauf 26 ein austauschbares Nagelmagazin 76 angeordnet ist. Selbstverständlich kann das Werkzeug aber auch für andere Zwecke im Rahmen der Erfindung umgerüstet werden.
  • Das Nagelmagazin 76 führt Nägel einem vor dem Druckkolben 28 im Lauf 26 angeordneten, (nicht dargestellten) Nagelausrichter zu, jedesmal dann, wenn der Druckkolben 28 in seine Ausgangsstellung zurückkehrt, um bei einem nächsten Arbeitshub wieder einen Nagel in das Werkstück eintreiben zu können. Das Nagelmagazin 76 und der Nagelausrichter sind an sich bekannt und brauchen daher nicht weiter beschrieben zu werden.
  • In einigen Fällen kann das erfindungsgemäße Werkzeug für die Verwendung von gaserzeugenden Treibsätzen 10, die auf einem Zufuhrgurt oder sonstigem Gewebe befestigt sind, umgerüstet werden. In Fig. 3 ist ein derartiger Gurt 78 mit Treibsätzen 10 dargestellt. In diesem Fall werden die Treibsätze 10 oder 92 auf den aus Papier oder einem anderen geeigneten Stoff bestehenden Zufuhrgurt 78 geklebt. Die Treibsätze 10 haben in Richtung des Zufuhrgurtes 78 einen Abstand voneinander, der dem in Umfangsrichtung gemessenen Abstand von zwei Kammern auf dem Ladezylinder 36 entspricht.
  • Die offenen Enden der Treibsatzkammern 18 der Treibsätze 10 können auch mit Hilfe von Verschlußklappen abgedichtet werden. In Fig. 4 ist eine abgeänderte Form von Treibsätzen 10 dargestellt, bei denen am Zufuhrgurt oder -gewebe 80 einstückig Klappen 82 an den Gurtkanten angeordnet sind, derart, daß sie gegen die Enden der Treibsätze 10 gefaltet und daran befestigt werden können, um die Ladungen 20 in den Treibsatzkammern 18 abzudecken.
  • Die gemäß den Fig. 3 und 4 auf Gurt aufgezogenen Treibsätze 10 können in einem Magazin, insbesondere dem in Fig. 5 dargestellten Magazin 86 gelagert werden. Dabei ist das Magazin so ausgeformt, daß es von einem Werkzeug aufgenommen wird. Vorzugsweise werden die auf Gurt aufgezogenen Treibsätze 10 so im Magazin 86 gelagert, daß alle Treibsatzkammeröffnungen - aus Sicherheitsgründen - in gleiche Richtung weisen. Der Zufuhrgurt 80 kann mit den daran befestigten Treibsätzen 10 durch eine Ausgabeöffnung 88 aus dem Magazin 86 abgezogen werden. Die Ausgabeöffnung 88 ist vorzugsweise mit einem druckempfindlichen Band 90 oder dergleichen abgedeckt, wobei das druckempfindliche Band 90 gleichzeitig das Führungsende des Zufuhrgurtes 80 festhält, um eine bequeme Zufuhr des Zufuhrgurtes 80 in das Werkzeug zu ermöglichen.
  • Ein weiteres Merkmal der Erfindung bezieht sich auf die Herstellung und Verpackung der gaserzeugenden Treibsätze.
  • Gegenwärtig werden - aus Sicherheitsgründen - die Treibsätze vorzugsweise in feuchtem Zustand hergestellt und in einen Behälter, beispielsweise Gasmagazin 86,eingebracht.
  • Die Ladung des Treibsatzes wird dann in seine Ummantelung, gegebenenfalls auch im Behälter, nachdem dieser dicht abgeschlossen ist, getrocknet. Die Treibsätze können beispielsweise dadurch hergestellt werden, daß ein langes Rohr aus Kunststoff mit einem der Ummantelung entsprechenden Querschnitt extrudiert, sodann das Rohr mit leicht zusammengedrückten oder unzusammengedrückten, feuchten Treibsatzfasern gefüllt und dann das Rohr in einzelne Treibsätze geschnitten wird. Statt dessen können die Ummantelungen auch dadurch hergestellt werden, daß zunächst extrudiert und dann das lange Kunststoffrohr zerschnitten und dann die Ummantelungen mit feuchten Treibsatzfasern gefüllt werden. Eine andere Herstellungsvariante besteht darin, daß die Ummantelungen zunächst spritzgegossen und dann mit den feuchten Treibsatzfasern gefüllt werden.Die Ladung kann auch in anderer gelockerter Form, beispielsweise in Form einer lockeren porösen Paste oder eines.
  • porösen Filzes vorliegen. Vorzugsweise besteht sie jedoch aus praktisch nicht-zusammengedrückten Fasern, die eine große, der Einwirkung von Luft ausgesetzte Oberfläche haben, um die Fasermasse leicht mit Hilfe eines Funkens oder einer elektrischen Zündung zünden zu können.
  • Nach einer Verpackung der vollstAndigen, aber immer noch feuchten Treibsätze in einem Speicherbehälter, wird die Ladung dadurch getrocknet, daß der Behälter in eine geeignete Trocknungsatmosphäre gebracht wird. Der Behälter weist hierzu wenigstens eine Entlüftungsöffnung 106 (Fig. 5) auf, damit die Feuchtigkeit aus dem Treibsatz entweichen kann.
  • Nach dem Trocknen wird der Behälter hermetisch versiegelt, beispielsweise durch Abdichten der Entlüftungsöffnungen 106 mit einem Verschluß, beispielsweise dem Verschlußband 108. Dieses lIerstellungs- und Verpackungsverfahren ist sehr sicher und verhindert tatsächlich die Möglichkeit einer Zündung der hochgradig entflammbaren Ladung. Das Magazin bzw. der Behälter ist vorzugsweise so bemessen, daß die Treibsatze in ihrer Längsabmessung genau in ihn hineinpassen, beispielsweise derart, daß sie mit ihren Enden an den Behälterwandungen anliegen. Dadurch wird erreicht, daß selbst dann, wenn eine Ladung, gleich aus welchem Grunde, im Behälter gezündet wird, dessen Ummantelung eine Zündung der anderen Treibsätze verhindert.
  • Insgesamt wird demnach ein zündbarer Treibsatz zur Erzeugung von Druckgas in einem Werkzeug, vorzugsweise Industriewerkzeug geschaffen, der vollständig aus allgemein bekannten Materialien aufgebaut ist, die in Mengen zu niedrigen Preisen erhältlich sind. Dadurch liegen die Kosten für den erfindungsgemäßen Treibsatz samt Werkzeug um Größenordnungen unter den üblichen Treibsätzen und Geräten. Der Treibsatz besteht hierbei aus einer hohlen Kunststoffummantelung mit dreieckigem Querschnitt, wobei der Hohlraum mittig durch die Ummantelung hindurchführt. In diesem Hohlraum befindet sich eine Nitrocellulose-Ladung in unzusammengedrückter oder aufgelockerter Form, derart, daß sie leicht durch das eine Ende der Ummantelung mit Hilfe eines Funkens, eines Heizdrahtes oder dergleichen gezündet werden kann. Die Zündeinrichtung befindet sich hierbei in einem Werkzeug mit einem Lade- bzw. Zündmechanismus der einen offenen Lade-bzw. Zündraum aufweist. Nach Zündung liefert der Treibsatz ein unter Druck stehendes Gas mit einer vorgegebenen Verbrennungsrate und dementsprechend vorgegebenen Druckspitzen zum Betrieb des Werkzeuges.
  • Alle in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen dargestellten technischen Merkmale sind - auch einzeln-für sich - für die Erfindung von Bedeutung.
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Claims (10)

  1. PATENTANSPRÜCHE 1. Treibsatz mit offener Treibsatzkammer zur Gaserzeugung in einem gasbetriebenen Werkzeug mit offenem Laderaum, gekennzeichnet durch eine Kunststoffummantelung (114; 94) mit nicht-kreisförmigem Querschnitt und einer sich durch die Ummantelung (14; 94) vollständig hindurch erstreckenden, beidseitig offenen TreibEatzkammer (18; 104) zur Aufnahme einer Ladung (20; 98), und eine in der Treibsatzkammer (18; 104) angeordnete Nitrocellulose-Ladung (20; 98), welche im wesentlichen in ihrer in der Natur vorkommenden Form, im wesentlichen frei von Beimischungen anderer als der gewöhnlich mit natürlicher IJitrocellulose verbundenen Materialien und in nicht zusammengedrücktem aufgelockertem Zustand in die Ummantelung (114;914) eingebracht ist, derart, daß die Ladung durch eine im Werkzeug (12) angeordnete Zündeinrichtung (61) mit einem Funken oder einem Heizdraht leicht von außen zündbar ist.
  2. 2. Treibsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladung (20; 98) in ihrer aufgelockerten Form eine zündbare Oberfläche etwa der Größe hat, die einer zusammengepreßten Nitrocellulose-Ladung nach der Explosion des Zündsatzes entspricht.
  3. 3. Treibsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgelockerte Ladung (20; 98) im wesentlichen aus nitrierten Fasern einer Nitrocellulose besteht und eine Gesamtmasse hat, die auch dann das gasbetriebene Werkzeug (12) mit genügend Energie versorgt, wenn die Fasern so wenig zusammengedrückt sind, daß ein schnelles Abbrennen der von außen entzündbaren großen Oberfläche der Ladung (20; 98) sichergestellt ist.
  4. 4. Treibsatz nach Anspruch 1 oder folgende, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladung (20; 98) im wesentlichen aus einer filzartigen Masse von Nitrocellulose-Fasern besteht, und eine so große Oberfläche hat, daß sie von außen zündbar ist.
  5. 5. Verfahren zur ILerstellung des Treibsatzes nach Anspruch 1 oder folttende, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht-komprimierte, aufgelockerte, Nitrocellulose-Material in einem nicht-entzündbaren, feuchten Zustand in die Treibsatzkammer (18; 104) der Ummantelung (14; 94) eingefüllt wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladung (20; 98) in Form von nicht zusammengedrückten, Nitrocellulose-Fasern in nicht-zündbarem, feuchten Zustand in die Treibsatzkammer (18; 104) der Ummantelung (14; 94) eingefüllt wird.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladung (20;,98) innerhalb der Ummantelung (14; 94) getrocknet wird.
  8. 8. Gaserzeugender Treibsatz für ein Percusions- oder Schlagwerkzeug mit offenem Laderaum zum Eintreiben von Befestigungsmitteln, wobei der Treibsatz mit Hilfe einer sich seitlich bewegenden Zuführung mit einer Einrichtung zur Aufnahme und Weitergabe eines Treibsatzes mit dreieckiges Querschnitt in den Laderaum in seitlicher Richtung eingeführt und von diesem wieder entfernt wird, und ferner der Treibsatz im wesentlichen aus einer plastisch deformierbaren Ummantelung mit etwa dreieckigem Querschnitt besteht und eine sich in Längsrichtung durch die Ummantelung erstreckende, offenendige Treibsatzkammer aufweist, und ferner die Zündkammer des Werkzeuges einen Zündbügel zur IIalterung der Ummantelung und eine nach hinten weisende, in Verbindung mit dem rückseitigen Ende der Treibsatzkammer stehende Kammer hat und weiterhin in der Zündkammer eine Zündeinrichtung zur Zündung der Ladung im Treibsatz vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibsatz (10; 92) in seiner Treibsatzkammer (18; 104) eine Ladung (20; 98) aufweist, die in Form von im wesentlichen unzusammengepreßten Nitrocellulose-Fasern in ihrer natürlichen Erscheinunsform auftritt, wobei die Ladung (20; 98) im wesentlichen frei von Beimischungen anderer Art als derjenigen, die gewöhnlich mit natürlichem Nitrocellulose verbunden sind, ist und ferner eine so große Masse hat, daß genügend Energie für den Antrieb des Werkzeuges während eines Arbeitszyklus geliefert wird, und zwar auch unter Berücksichtigung, daß die Ladung (20; 98) so weit aufgelockert ist, daß sie in ihrer Ummantelung (14; 94) mit Hilfe eines im rückwärtigen Teil der Zündkammer des Werkzeuges erzeugt bzw. angeordneten Funkens und Heizdrahtes zündbar ist.
  9. 9. Treibsatz nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladung (20; 98) frei von einem Zündsatz und lediglich durch eine im Zündraum des Werkzeuges (12) angeordnete Zündeinrichtung (61) von außen zündbar ist.
  10. 10. Treibsatz nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Rauminhalt der rückwärtigen Zündkammer des Werkzeuges (12) unter Berücksichtigung des Zusammenpre.3-Grades der Nitrocellulose-Ladung (20; 98) so ausgestaltet ist, daß die Druckspitzen des nach der Zündung des Treibsatzes erzeugten Gases unterhalb eines dem Werkzeug angepaßten Wertes bleiben.
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