DE3151661A1

DE3151661A1 - "setzgeraet mit von hochgespannten gasen treibbarem arbeitskolben"

Info

Publication number: DE3151661A1
Application number: DE19813151661
Authority: DE
Inventors: Peter 6812 Meiningen Jochum
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 1981-12-28
Filing date: 1981-12-28
Publication date: 1983-07-07
Also published as: SE8206724D0; SE8206724L; GB2112692B; FR2518925A1; FR2518925B1; GB2112692A; SE448436B; US4533077A

Description

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Anwaltsakte 32" 003 28. Dezember 1981

HILTI AKTIENGESELLSCHAFT IN SCHAAN Fürstentum Liechtenstein

Setzgerät mit von hochgespannten Gasen treibbarem Arbeitskolben

Die Erfindung betrifft ein Setzgerät mit von hochgespannten Gasen treibbarem Arbeitskolben und einem federgespannten Rastelement zum Eingriff in eine Ausnehmung am Arbeitskolben.

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Beispielsweise zum Eintreiben eines" Nagels in Beton wird bei Setzgeräten der vorgenannten Art der Arbeitskolben von einer hinteren Ausgangsstellung nach vorne beschleunigt. Diese Ausgangsstellung ist mitbestimmend für einen eine ausreichende Vortriebsgeschwindigkeit des Arbeitskolbens sicherstellenden Gasdruck»

Um zu gewährleisten, dass der manuell in Ausgangsstellung gebrachte Arbeitskolben bis zur Auslösung durch Einleiten der Gase in jeder Arbeitslage des Setzgerätes diese Position beibehält, weist ein bekanntes Setzgerät ein am Arbeitskolben angreifendes Rastelement auf. Es handelt sich dabei um eine gehäuseseitig verschieblich gelagerte, federbelastete Kugel, die bei in Ausgangsstellung befindlichem Arbeitskolben in eine ringnutförmige Ausnehmung am Kolbenschaft einrastet» Der Rasteingriff wird aufgehoben, wenn der Arbeitskolben nach erfolgter Auslösung vorzulaufen beginnt, indem die Ausnehmung die Kugel entgegen der Federkraft auslenkt.

Ein erheblicher Nachteil dieser Rasteinrichtung besteht in der hohen Verschleissanfälligkeit des Rastelementes. Die Ursache hierfür liegt in der impulsartigen Maximalstauchung der Feder durch die schlagartig ausgelenkte Kugel. Ferner hat diese Rasteinrichtung den Nachteil hoher Bremskräfte in ausgerücktem Zustand, was gerade beim manuellen Zurückführen des Arbeitskolbens in die Zündstellung Handhabungsprobleme mit sich bringt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rasteinrichtung für den Arbeitskolben eines Setzgerätes zu schaffen, die ein Abfallen von hohen Haltekräften im Eingriffsfalle auf minimalste Haltekräfte im Nichteingriffsfalle gewährleistet.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass zum Einrücken des Rastelementes in die Ausnehmung eine Rast- und eine Rückführfeder vorgesehen sind, und das Rastelement entgegen der Kraft der Rückführfeder und unter Ueberwindung der Kraft der Rastfeder ausrückbar ist.

Zur Erzielung einer hohen Haitekraft bei Eingriff des Rastelementes in die kolbenseitige Ausnehmung ist eine als Druckfeder ausgebildete Rastfeder vorgesehen, die in bezug auf die Geräteachse im wesentlichen radial auf das Rastelement einwirkt. Wird durch Vorlaufen des Arbeitskolbens das Rastelement von der Ausnehmung radial ausgelenkt, so erfolgt dies entgegen der Kraft der Rastfeder, bis das Rastelement auf die Kontur der Mantelfläche des Arbeitskolbens angehoben ist. Sodann weicht das Rastelement unter der Kraft der Rastfeder und entgegen einer auf dieses im wesentlichen axial einwirkenden Rückführfeder aus. Dabei kommt es zum üeberwinden der Rastfeder-Kraft, was durch maximales Entspannen der Rastfeder erfolgen kann. In der Art eines Kippeffektes fällt also die auf das Rastelement einwirkende Rastfeder-Kraft nach üeberschreiten des maximalen Wertes auf Null ab.

Vorzugsweise dient dem Ueberwinden der Rastfeder-Kraft ein Anschlag zur Begrenzung des Federweges der Rastfeder in ausgerückter Stellung des Rastelementes. Sobald die Rastfeder, direkt oder indirekt, am Anschlag aufläuft, ist die Kraftabgabe der Rastfeder an das ausgerückte Rastelement unterbrochen; es wirkt lediglich die im wesentlichen axial gerichtete Kraft der Rückführfeder auf das Rastelement. Das Rastelement wird folglich nicht oder nur mit minimaler Kraft gegen die Mantelkontur des Arbeitskolbens gedrückt, wodurch eine freie Verschiebbarkeit des Arbeitskolbens gewährleistet ist.

Gelangt beim Zurückschieben des Arbeitskolbens in die Zündstellung dessen Ausnehmung in den Bereich des Rastelementes, so fällt dieses in die Ausnehmung ein, wobei die Rastfeder wiederum einem Auslenken des Rastelementes entgegenwirkt. Beim Einfallen des Rastelementes in die Ausnehmung legt sich dieses unter Spannung gegen die Rastfeder an und findet demzufolge mit radial einwirkender Kraft in der Ausnehmung einen zuverlässigen Rasteingriff.

Um eine gleichmässige Kraftverteilung am Arbeitskolben zu erzielen, ist es zweckmässig, zumindest zwei einander gegen-

überliegende Rastelemente, vorzugsweise jedoch vier über den Umfang des Arbeitskolbens gleichmässig verteilt, vorzusehen. Als zweckmässig haben sich zylindrische Rastelemente erwiesen.

Mit Vorteil ist zur Kraftübertragung zwischen Rastfeder und Rastelement ein Druckstück angeordnet. Dadurch erfolgt kein direkter Angriff der Rastfeder an dem sich in unterschiedlichen Richtungen bewegenden Rastelement. Dies führt zur Schonung der Rastfeder und somit zur Herabsetzung des Verschleisses derselben« Der vorerwähnte Anschlag zur Begrenzung des Federweges der Rastfeder wirkt diesfalls zweckmässigerweise mit dem Druckstück zusammen.

In Weiterbildung der Erfindung ist das Druckstück als Wälzkörper ausgebildet. Ist das bzw sind die Rastelemente zylindrisch gestaltet, so ist es zweckmässig„ ein Druckstück bzw Druckstücke der selben Form zu verwenden. Das Zusammenwirken von zylindrischen Rastelementen bzw Druckstücken stellt ein gegenseitiges Abrollen derselben beim In- bzw Aussereingriffgelangen der Rastelemente sicher. Vorteile dessen sind minimaler Verschleiss und kleinste Hemmkräfte.

Um die Rastfeder zusätzlich zu schonen, ist nach einem weiterem Vorschlag der Erfindung zur Uebertragung der Rastfeder-Kraft an das Druckstück zwischen diesem und der Rastfeder eine Scheibe mit einer im wesentlichen eine resultierende Kraft an das Druckstück abgebenden geneigten Kontaktfläche angeordnet. Die Richtung der Federkraft lässt sich auf diese Weise umleiten,, so dass die Rastfeder keine direkte schlagartige Belastung beim Ausrückvorgang der Rastelemente erfährt.

Vorzugsweise ist, primär zum Schonungszwecke, zwischen der Rückführfeder und dem Rastelement ein Schieber mit einer im wesentlichen eine resultierende Kraft an das Rastelement abgebenden geneigten Kontaktfläche angeordnet. Der Schieber erlaubt unter Stauchung der Rückführfeder ein axiales Ausweichen des bzw der Rastelemente in deren Nichteingriffsfalle ο Der Eingriff der Rastelemente in die Ausnehmungen wird durch die geneigte Kontaktfläche unterstützt.

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Die Erfindung soll nunmehr anhand einer Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel wiedergibt, näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 Die Vorderpartie eines Setzgerätes mit in hinterer Ausgangsstellung befindlichem Arbeitskolben, im Schnitt,

Fig. 2a das Detail II des Setzgerätes nach Fig. 1, zum Vorlaufbeginn des Arbeitskolbens,

Fig. 2b das Detail II des Setzgerätes nach Fig. 1, beim Vor- oder Zurücklaufen des Arbeitskolbens,

Fig. 3 einen Schnitt durch den Arbeitskolben gemäss Schnittverlaüf III-III in Fig. 2a.

Das in Fig. 1 dargestellte Setzgerät weist einen hinteren und einen vorderen Gehäuseteil la bzw Ib auf, die über eine Zentrierscheibe 2 miteinander achsgerichtet verbunden sind. Im hinteren Gehäuseteil la sitzt ein sich an der Zentrierscheibe 2 abstützender Puffer 3 aus elastischem Material, wie Hartgummi. Ein Arbeitskolben 4 durchsetzt den Puffer 3, die Zentrierscheibe 2 und eine im vorderen Gehäuseteil Ib sitzende, insgesamt mit 5 bezeichnete Rasteinrichtung. Der vordere Endabschnitt des Arbeitskolbens 4 ragt in ein Führungsprofil 6, das mittels einer Spannschraube 7 im vorderen Gehäuseteils Ib festgelegt ist.

Die Rasteinrichtung 5 besteht aus vier paarweise einander gegenüberliegenden zylindrischen Rastelementen 8, die in Zündstellung des Arbeitskolbens 4 (Fig. 1) in .kolbenseitige Ausnehmungen 9 eingreifen, um über durch die Ausnehmungen geschaffene Schultern 9a den Arbeitskolben 4 bis zur Zündung bzw Ausbildung dem Treibvorgang dienender hochgespannter Gase in hinterer Ausgangsstellung zu halten. Die Rastelemente 8 werden von einer aus Tellerfedern bestehenden Rastfeder 11 in die Ausnehmungen 9 gedrückt. Dies erfolgt unter Zwischen-

schaltung einer auch die vordere Abstützung der Rastfeder 11 übernehmenden Rastscheibe 12, deren von der Rastfeder 11 abgewandte Stirnseite als geneigte Kontaktfläche 12a ausgebildet ist, die ihrerseits auf als zylindrische Wälzkörper ausgebildete Druckstücke 13 einwirkt. Der Abstützung der Druckstücke 13 dient ein Stützteller 14, der seinerseits in einem Käfig 15 sitzt= Letzterer nimmt auch die Scheibe 12 und die Rastfeder 11 auf, die sich an einer Topfscheibe 16 nach hinten abstützt= Letztere findet axialen Halt an einem im Käfig 15 sitzenden Stützring 17. Auf die Rastelemente 8 wirkt ferner eine Rückführfeder 18 ein, deren Kraftübertragung ein Schieber 19 bzw dessen geneigte Kontaktfläche 19a dient=

Wird nun in dem Setzgerät, beispielsweise durch Zünden einer Treibladung, ein Gasdruck geschaffen, dessen auf den Arbeitskolben 4 einwirkende Kraft die Haltekraft der Rasteinrichtung 5 übersteigt,, so beginnt der Arbeitskolben vorzulaufen. Dabei werden in erster Phase die Rastelemente 8, wie die

Fig„ 2a zeigt, von den Schultern 9a aus den Ausnehmungen 9 ausgelenkt„ Die Rastelemente 8 drängen die Druckstücke 13 ebenso radial nach aussen, was unter axialer Verschiebung der Scheibe 12 entgegen der Kraft der Rastfeder 11 erfolgt. Die Rastelemente 8 kommen so auf die Mantelkontur des Arbeitskolbens 4 zu liegen« Um ein minimalen Verschleiss gewährleistendes Abrollen der zylindrischen Rastelemente 8 unter Linienkontakt zu gewährleisten, weist die Mantelkontur des Arbeitskolbens 4 in Verlängerung der Ausnehmungen 9 längsverlaufende Änflachungen 21 auf, wie dies im besonderen aus der Fig» 3 erkennbar ist«

Bei weiterem Vorlaufen des Arbeitskolbens 4 drückt die Rastfeder 11 über deren Scheibe 12 und die Druckstücke 13 die auf den Anflachungen 21 liegenden Rastelemente 8 unter axialem Versetzen des Schiebers 19 gegen die kraftmässig schwächere Rückführfeder 18= Die Druckstücke 13 stützen sich alsdann, wie aus der Fig» 2b ersichtlich, an einem durch den Stützteller 14 gebildeten Anschlag 22 ab, worauf die Kraft der Rastfeder 11 nicht mehr auf die Rastelemente 8 einwirkt.

Bei weiterem Verschieben des*Arbeitskoibens 4 liegen die Rastelemente 8 demnach praktisch druckfrei auf den Anflachungen 21. Der Arbeitskolben 4 lässt sich folglich ohne nennenswerte Haltekraft der Rasteinrichtung 5 verschieben.

Die Rastposition nimmt die Rasteinrichtung 5 wieder ein, wenn der Arbeitskolben 4 in die hintere Ausgangsstellung zurückverschoben wird und die Ausnehmungen 9 sodann in den Bereich der Rastelemente 8 gelangen. Die Rückführfeder 18 drängt dann über den Schieber 19 die Rastelemente 8 unter deren Abrollen an den Druckstücken 13 in die Ausnehmungen 9, wie die Fig. 1 zeigt. Die sich unter der Kraft der Rastfeder 11 am Anschlag 22 abschulternden Druckstücke 13 halten die Rastelemente 8 nun.wieder in Rast- bzw Halteposition.

Claims

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Patentansprüche

Setzgerät mit von hochgespannten Gasen treibbarem Arbeitskolben und einem federgespannten Rastelement zum Eingriff in eine Ausnehmung am Arbeitskolben, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einrücken des Rastelementes (8) in die Ausnehmung (9) eine Rast- (11) und eine Rückführfeder (18) vorgesehen sind, und das Rastelement (8) entgegen der Kraft der Rückführfeder (18) und unter Ueberwindung der Kraft der Rastfeder (11) ausrückbar ist.

Setzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Begrenzung des Federweges der Rastfeder (11) in ausgerückter Stellung des Rastelementes (8) ein Anschlag (22) vorgesehen isto

Setzgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,, dass zwischen Rastfeder (11) und Rastelement (8) zur Kraftübertragung ein Druckstück (13) angeordnet ist»

Setzgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück (13) als Wälzkörper ausgebildet ist.

Setzgerät nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Druckstück (13) und Rastfeder (11) eine Scheibe (12) mit einer im wesentlichen eine resultierende Kraft an das Druckstück abgebenden geneigten Kontaktfläche (12a) angeordnet ist.

Setzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Rückführfeder (18) und Rastelement (8) ein Schieber (19) mit einer im wesentlichen eine resultierende Kraft an das Rastelement (8) abgebenden geneigten Kontaktfläche (19a) angeordnet ist«