DE3540953A1 - Pulverkraftbetriebenes bolzensetzgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein pulverkraftbetriebenes Setzgerät mit einer Kolbenführung, innerhalb welcher ein Treibkolben mittels Treibgasen einer Treibladung von einer hinteren Aus­ gangsstellung in eine vordere Endstellung treibbar ist, die Kolbenführung am hinteren Ende eine Aufnahme für die Treib­ ladung sowie im hinteren und im vorderen Bereich durch einen Kanal miteinander verbundene Öffnungen aufweist, wobei der Kanal zwischen der Kolbenführung und einem diese umgebenden Gehäuse gebildet ist, und die hintere Öffnung gegenüber der Aufnahme für die Treibladungen vom Treibkolben in seiner hin­ teren Ausgangsstellung verschlossen ist.

Bei bekannten pulverkraftbetriebenen Bolzensetzgeräten ist es üblich, nach erfolgtem Eintreibhub eines die Bolzen be­ aufschlagenden Treibkolbens diesen durch mechanischen Kraft­ angriff aus der vorderen Endstellung in die zündbereite hin­ tere Ausgangsstellung zurückzuführen. Dieser Rückführvorgang verursacht eine umständliche und zeitaufwendige Handhabung der Geräte.

Um diesem Nachteil zu begegnen, ist ein pulverkraftbetrie­ benes Bolzensetzgerät bekannt (US-PS 37 44 240), das die Rückführung des Treibkolbens durch die Abgase der Treibla­ dungen bewerkstelligt. Hier zeigt sich allerdings, dass die zum Rückführen des Treibkolbens nutzbare Energie zu einer vollständigen Rückführung vielfach nicht ausreicht. Die Ur­ sache hierfür liegt in den Abgasverlusten, die durch einen längs der Kolbenführung sich erstreckenden Kanal auftreten, der vorder- und hinterseitig über Öffnungen zum einen mit dem vorderen Bereich der Führungsbohrung der Kolbenführung und zum anderen hinterseitig mit einer Aufnahme für die Treibladungen in Verbindung steht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein pulverkraftbe­ triebenes Bolzensetzgerät zu schaffen, dessen Treibkolben von den Abgasen zuverlässig in zündbereite Ausgangsstellung ge­ bracht wird.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass zum Verschliessen des Kanals ein Verschlussschieber vorgesehen ist.

Nach dem Ueberströmen der Abgase während des Eintreibhubs des Treibkolbens von der als Zündkammer dienenden Aufnahme in den vorderen Bereich der Führungsbohrung verschliesst der Verschlussschieber den Kanal. Die vor der Verschlussstelle liegende Zone des Kanals und der vordere Bereich der Füh­ rungsbohrung bilden so einen gegenüber der Atmosphäre ge­ schlossenen Speicherraum. Die darin komprimierten Abgase stehen vollends für das Rückführen des Treibkolbens in die zündbereite Ausgangsstellung zur Verfügung.

Vorzugsweise ist der Verschlussschieber als relativ zur Kol­ benführung verschiebbare Büchse ausgebildet. Die Büchse ist ein einfach herstellbares rotationssymmetrisches Teil, das sich insbesondere für einen Kanal in Form eines die Kolbenführung umlaufenden Ringspaltes eignet. Die Büchse ragt so teleskopisch verschiebbar in den Ringspalt zwischen der Kolbenführung und dem Gehäuse ein. Wandungsteile von Büchse und Gehäuse oder Kolbenführung wirken als miteinander kontaktierbare Verschluss­ stellen zusammen.

Mit Vorteil ist der Verschlussschieber an einer relativ zur Kolbenführung verschiebbaren, am Untergrund abstützbaren Bol­ zenführung angeordnet. Die Verschiebebewegungen der Bolzenfüh­ rung werden so auch zur Steuerung des Verschlussschiebers ge­ nutzt. In Ruhestellung des Gerätes überragt die Bolzenführung aus Sicherheitsgründen das Gehäuse nach vorne. In dieser vor­ deren Stellung hält der Verschlussschieber den Kanal verschlos­ sen. Für den Setzvorgang wird das Gerät mit der Bolzenführung gegen einen Untergrund gedrückt, wodurch sich die Bolzenführung und damit auch der Verschlussschieber gegenüber der Kolbenfüh­ rung nach hinten verschieben. Der Kanal wird dadurch vom Ver­ schlussschieber geöffnet.

Anschliessendes Zünden der Treibladung bewirkt den Eintreib­ hub des Treibkolbens. Nach erfolgter Beschleunigung des Treib­ kolbens treten diesen hinterseitig beaufschlagende Treibgase als Abgase über die hintere Öffnung in der Kolbenführung, den Kanal und die vordere Öffnung in der Kolbenführung nach vorne in die Führungsbohrung der Kolbenführung ein.

Der Eintreibvorgang des Bolzens bewirkt Rückstosskräfte, wel­ che die Kolbenführung zusammen mit dem Gehäuse gegenüber dem Verschlussschieber und der Bolzenführung nach hinten verschie­ ben. Dadurch wird der Kanal vom Verschlussschieber wieder ver­ schlossen und der voran erwähnte geschlossene Speicherraum ge­ schaffen. Die im Speicherraum komprimierten Abgase bringen den Treibkolben in die zündbereite Ausgangsstellung zurück. Nach dem Abheben des Gerätes vom Untergrund werden der Ver­ schlussschieber und die Bolzenführung, beispielsweise durch Federkraft, in Ruhestellung gehalten.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung weist der Ver­ schlussschieber eine Verschlusslamelle zum Verschliessen einer vom Kanal in die Atmosphäre mündenden Entlüftungsöffnung auf. Während des Eintreibhubes hält die Verschlusslamelle die Entlüftungsöffnung geschlossen, so dass keine Abgase über den offenen Kanal in die Atmosphäre entweichen können. Dieserart wird also ein Maximum der Abgase zur vollständigen Rückführung des Treibkolbens genutzt. Nach dem Umsteuern des Verschluss­ schiebers in die den Kanal verschliessende Stellung ist die Entlüftungsöffnung von der Verschlusslamelle freigegeben. Die beim Rückführen des Treibkolbens hinter diesem in der Kolben­ führung vorhandenen Gase können nun über die hintere Öffnung der Kolbenführung und die mit dieser verbundene Zone des Kanals über die Entlüftungsöffnung entweichen und bilden so keine Behinderung für den Rückführvorgang.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel wiedergeben, näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Ein Bolzensetzgerät in Ruhestellung, in An­ sicht;

Fig. 2 den Vorderbereich des Setzgerätes nach Fig. 1 in Zündbereitschaftsstellung, in vergrös­ sertem Längsschnitt;

Fig. 3 den Vorderbereich des Setzgerätes nach Fig. 1 beim Eintreibvorgang, in vergrössertem Längs­ schnitt;

Fig. 4 den Vorderbereich des Setzgerätes nach Fig. 1 während des Rückhubs des Treibkolbens, in ver­ grössertem Längsschnitt.

Das in Fig. 1 dargestellte Setzgerät weist ein insgesamt mit 1 bezeichnetes Gehäuse auf, das aus einer äusseren Schale 2 mit seitlich abragendem Handgriff 3, einem die Schale 2 nach vorne überragenden Stützrohr 4 und einem mündungsseitigen Füh­ rungsrohr 5 besteht. An Handgriff 3 ist ein Trigger 6 zum Aus­ lösen des Setzvorganges angeordnet. Oberseitig ragt aus dem Gehäuse 1 ein schrittweise in das Geräteinnere transportier­ bares, insgesamt mit 7 bezeichnetes Treibladungsmagazin, das sich aus einem Trägerstreifen 8 und darauf sitzenden Treibla­ dungen 9 zusammensetzt. In Ruhestellung überragt eine gegenüber dem Gehäuse 1 verschiebbare rohrförmige Bolzenführung 11 das Führungsrohr 5.

Wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, schliesst sich an die Bol­ zenführung 11 nach hinten einstückig ein als Büchse 12 aus­ gebildeter Verschlussschieber an. Vorderseitig ist die Büchse 12 im Führungsrohr 5 und hinterseitig im Stützrohr 4 dichtend und verschiebbar gelagert. Die Büchse 12 verfügt vorderseitig über Längsschlitze 13 und hinterseitig über Durchbrüche 14. In die Büchse 12 ragt von hinten eine insgesamt mit 15 be­ zeichnete Kolbenführung ein. Diese sitzt unverschiebbar im Stützrohr 4 des Gehäuses 1. An eine nach hinten offene Auf­ nahme 16 für die Treibladungen 9 schliesst nach vorne eine zentrale Führungsbohrung 17 für einen insgesamt mit 18 be­ zeichneten Treibkolben an. Der Treibkolben 18 besteht aus einem hinterseitigen, in der Führungsbohrung 17 dichtend gelagerten Kopf 19 und einem an diesen nach vorne anschlies­ senden Schaft 21 mit kleinerem Kreisquerschnitt. Der Schaft 21 durchsetzt einen in der Bolzenführung 11 hinterseitig ab­ gestützten Stoppring 22 für den Treibkolben 18 und ragt zum Dichtungs- und Führungszwecke verschiebbar in die Mündungs­ bohrung 23 der Bolzenführung 11 ein. In die Mündungsbohrung 23 ist ein zu setzender Bolzen 24 eingeführt.

In der in Fig. 2 gezeigten Zündbereitschaftsstellung ist das Gerät mit der Mündung an der Befestigungsstelle gegen einen Untergrund 25 gedrückt. Dabei hat sich die Bolzenführung 11 aus der in Fig. 1 gezeigten vorstehenden Position zusammen mit der Büchse 12 in die der Fig. 2 entnehmbare hintere Stel­ lung verschoben: Auch der Treibkolben 18 befindet sich in seiner zündbereiten hinteren Ausgangsstellung.

In der Zündbereitschaftsstellung steht ein im wesentlichen als Ringspalt zwischen der Kolbenführung 15 und dem Stütz­ rohr 4 des Gehäuses 1 ausgebildeter Kanal 26 über die Längs­ schlitze 13 mit vorderseitigen Öffnungen 27 der Kolbenfüh­ rung 15 und über die Durchbrüche 14 mit hinterseitigen Öff­ nungen 28 der Kolbenführung 15 in Verbindung. Der Kopf 19 des Treibkolbens 18 trennt die hintere Öffnung 28 von der Aufnahme 16. Eine ringförmige Verschlusslamelle 29 deckt eine in die Atmosphäre mündende Entlüftungsöffnung 31 dich­ tend ab.

Durch Zünden der Treibladung 9 wird der Setzvorgang ausge­ löst. Dabei bilden sich in der Aufnahme 16 hochkomprimierte Treibgase, die unter Einwirkung auf die hintere Stirnseite des Kopfes 19 den Treibkolben 18 nach vorne beschleunigen. Nach Zurücklegen einer relativ kurzen Beschleunigungsstrecke gibt der Kopf 19 die hinteren Öffnungen 28 in der Kolben­ führung 15 frei. Dadurch strömen Abgase von der Aufnahme 16 über die Öffnungen 28 in den Kanal 26 und von hier über die vorderen Öffnungen 27 vor den Kopf 19 in die Führungsboh­ rung 17, wie dies ein Strömungspfeil in der Fig. 3 verdeut­ licht.

Die beim Eintreibvorgang als Rückstoss an den mit dem Gehäuse 1 verschiebefest verbundenen Teilen wirksamen Reaktionskräfte führen gegen Ende des Eintreibvorganges zu einem Verschieben des Gehäuses 1 und der Kolbenführung 15 gegenüber der Bolzen­ führung 11 und der Büchse 12 nach hinten. Dabei tritt eine er­ weiterte Zone 32 der Büchse 12 teleskopisch in Kontakt mit einem innenseitigen Dichtwulst 33 des Stützrohres 4 des Ge­ häuses 1. Da die Büchse 12 auch in dichtendem Kontakt mit der Bolzenführung 11 steht, wird so durch die vordere Zone des Kanals 26 und die Führungsbohrung 17 der Bolzenführung 11 ein geschlossener Speicherraum geschaffen, wie dies der Fig. 4 entnehmbar ist. Die hierin vorhandenen komprimierten Abgase bewerkstelligen eine zuverlässige Rückführung des Treibkol­ bens 18 in dessen zündbereite Ausgangsstellung. Die restli­ chen hinter dem Kopf 19 in der Kolbenführung 15 befindlichen Gase können währenddessen über die hinteren Öffnungen 28, die angrenzende hintere Zone des Kanals 26 und die Entlüf­ tungsöffnung 31 - wie durch einen Strömungspfeil angedeutet - entweichen, da die Verschlusslamelle 29 beim rückstossbe­ dingten Verschieben des Gehäuses 1 die Entlüftungsöffnung 31 freigegeben hat.

Nach dem anschliessenden Abheben des Setzgerätes vom Unter­ grund 25 ist wieder die der Fig. 1 entnehmbare Ruhestellung gegeben, wobei für den nächsten Setzvorgang in an sich be­ kannter Weise eine neue Kartusche 9 der Aufnahme 16 zuge­ führt wird.

Claims (4)

1. Pulverkraftbetriebenes Bolzensetzgerät mit einer Kol­ benführung, innerhalb welcher ein Treibkolben mittels Treibgasen einer Treibladung von einer hinteren Aus­ gangsstellung in eine vordere Endstellung treibbar ist, die Kolbenführung am hinteren Ende eine Aufnahme für die Treibladung sowie im hinteren und im vorderen Bereich durch einen Kanal miteinander verbundene Öffnungen aufweist, wobei der Kanal zwischen der Kolbenführung und einem diese umgebenden Gehäuse gebildet ist, und die hintere Öffnung gegenüber der Aufnahme für die Treibladungen vom Treibkolben in seiner hinteren Aus­ gangsstellung verschlossen ist, dadurch ge­ kennzeichnet, dass zum Verschliessen des Kanals (26) ein Verschlussschieber (12) vorgesehen ist.

2. Bolzensetzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlussschieber als relativ zur Kolbenfüh­ rung (15) verschiebbare Büchse (12) ausgebildet ist.

3. Bolzensetzgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Verschlussschieber (12) an einer relativ zur Kolbenführung (15) verschiebbaren, am Un­ tergrund (25) abstützbaren Bolzenführung (11) angeordnet ist.

4. Bolzensetzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, dass der Verschlussschieber (12) eine Verschlusslamelle (29) zum Verschliessen einer vom Kanal (26) in die Atmosphäre mündenden Entlüftungsöffnung (31) aufweist.