DE4312567A1 - Pulverkraftbetriebenes Setzgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein pulverkraftbetriebenes Setzgerät mit einer Kolbenführung, innerhalb deren Führungsbohrung mittels Treibgasen einer Treibladung ein Kolben von einer hinteren Ausgangsstellung aus einem, den hinteren Anschlag für den Kolben bildenden, Kartuschenträger in eine vordere Endstellung treibbar ist, wobei zwischen Kolbenführung und einem diese umgebenden Gehäuseteil ein Kanal vorgesehen ist, welcher über Öffnungen im Ausgangsstellungsbereich und im Endstellungsbereich des Kolbens mit der Führungsbohrung der Kolbenführung in Verbindung steht.

Bei pulverkraftbetriebenen Setzgeräten der hier in Rede stehenden Art wird von den Treibgasen einer zur Zündung gelangenden Treibladung ein Kolben von einer hinteren Ausgangsstellung in eine vordere Endstellung getrieben. Dabei wirkt der Kolben auf Bolzen, Nägel und dergleichen Befestigungselemente, welche direkt in harte Aufnahmematerialien wie Beton, Metall und dergleichen eingetrieben werden.

Um den Kolben nach einem abgeschlossenen Eintreibvorgang in die Bereitschaftsstellung für den nächsten Eintreibvorgang zu bringen, ist es erforderlich, den Kolben von seiner vorderen Endstellung in seine hintere Ausgangsstellung zu bringen. Dieser Vorgang ist bei bekannten Geräten in verschiedenartiger Weise durchführbar.

Es ist beispielsweise bekannt, den Kolben mittels eines separaten Stößels in seine hintere Ausgangsstellung zurückzuführen. Dieser Vorgang hat den Nachteil, daß er zum einen ziemlich zeitaufwendig ist und zum anderen einen separaten Stößel erfordert, der leicht in Verlust geraten kann.

Es hat sich im weiteren eine mechanische, geräteseitige Rückführeinrichtung sehr stark durchgesetzt, welche darin besteht, daß die Kolbenführung über den sich in vorderer Endstellung befindlichen Kolben nach vorne gezogen wird und anschließend die Kolbenführung samt dem darin angeordneten Kolben zurückverschoben werden, so daß der Kolben schlußendlich in seine hintere Ausgangsstellung zu liegen kommt.

Auch diese Art der Kolbenrückführung ist durch ihren gesonderten Manipulationsaufwand relativ zeitaufwendig, was sich insbesondere bei Serienbefestigungen, wie sie mit den hier in Rede stehenden Geräten ausgeführt werden, nachteilig auswirkt.

Um auch dem vorgenannten, gesonderten Manipulationsaufwand zu begegnen, ist beispielsweise aus der EP 0 223 740 eine Kolbenrückführung unter Ausnutzung der Treibgase bekanntgeworden. Bei dieser Art der Kolbenrückführung wird nach Zündung von dem in Bewegung gesetzten Kolben eine Öffnung im Ausgangsstellungsbereich des Kolbens freigegeben, so daß durch diese Öffnung über einen Kanal restliche Treibgase über eine Öffnung im Endstellungsbereich des Kolbens in die Führungsbohrung der Kolbenführung gelangen. Diese in die Führungsbohrung der Kolbenführung gelangten Treibgase werden vom Kolben komprimiert und dienen dazu, unter deren Entspannen den Kolben nach Abschluß des Eintreibvorganges von seiner vorderen Endstellung in seine hintere Ausgangsstellung zurückzutreiben.

Diese weiterhin bekannte Art der Kolbenrückführung hat somit den Vorteil, daß sie vollkommen automatisch, ohne weiteren Manipulationsaufwand erfolgt. Das Weglassen sämtlicher mechanischer Maßnahmen führt allerdings zur Problematik, daß in Abhängigkeit vom Grad und von der Menge der komprimierten Treibgase der Kolben mehr oder weniger stark gegen den vom Kartuschenträger gebildeten hinteren Anschlag getrieben wird. Bei einem hohen Grad und einem großen Anteil an komprimierten Treibgasen kann damit der Nachteil entstehen, daß beim Auftreffen des Kolbens am Kartuschenträger ein Rückpralleffekt entsteht, was zur Folge hat, daß der Kolben aufgrund dieses Rückpralleffektes wieder über einen gewissen Weg in Eintreibrichtung getrieben wird und damit seine hintere Ausgangsstellung nicht einnimmt. Dies kann zur Folge haben, daß beim nachfolgenden Eintreibvorgang so viel Totraum zur Verfügung steht, daß die erwünschte Leistung des Setzgerätes nicht erreicht wird oder daß sogar die im Ausgangsstellungsbereich angeordnete Öffnung offen bleibt und ein Großteil der Treibgase zum Betrieb des Kolbens nicht zur Verfügung steht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein pulverkraftbetriebenes Setzgerät zu schaffen, das eine unter Ausnutzung der Treibgase wirkende Kolbenrückführung aufweist, bei welcher ein Verbleib des Kolbens in seiner hinteren Ausgangsstellung in dem den hinteren Anschlag für den Kolben bildenden Kartuschenträger gewährleistet ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Kartuschenträger des Setzgerätes entlang der Achse des Kolbens gegenüber den übrigen Geräteteilen begrenzt verschiebbar ist.

Die begrenzte Verschiebbarkeit des Kartuschenträgers gegenüber den übrigen Geräteteilen führt dazu, daß ein Rückpralleffekt vermieden wird, wenn der Kolben aufgrund der Einwirkung der komprimierten Treibgase von seiner vorderen Endstellung gegen seine hintere Ausgangsstellung getrieben wird. Sobald der Kolben auf den vom Kartuschenträger gebildeten hinteren Anschlag auftrifft, wird in Anlehnung an die Gesetze des Impulssatzes die Energie des Kolbens auf den Kartuschenträger übertragen, so daß der Kolben stillsteht und anstelle des Kolbens der Kartuschenträger entgegen der Setzrichtung getrieben wird. Aufgrund der begrenzten Verschiebbarkeit spielt sich diese Bewegung in einem äußerst begrenzten, nicht zu einem schädlichen Totraum führenden Rahmen ab.

Eine einfache Bauweise eines erfindungsgemäßen Setzgerätes bietet sich zweckmäßigerweise dann an, wenn der Kartuschenträger entlang der Achse des Kolbens gegenüber dem die Kolbenführung umgebenden Gehäuseteil begrenzt verschiebbar ist. Die begrenzte Verschiebbarkeit zwischen Kartuschenträger und Gehäuseteil wird in bevorzugter Weise durch eine Verbindung bewerkstelligt, welche die begrenzte Verschiebbarkeit erlaubt. Eine solche Verbindung weist zweckmäßigerweise Anschläge am einen und Gegenanschläge am anderen Teil auf.

In bevorzugter Weise ist als Verbindung zwischen Kartuschenträger und Gehäuseteil eine Spiel aufweisende Gewindeverbindung vorgesehen. Eine solche Gewindeverbindung ermöglicht eine einfache Montage und Demontage des Setzgerätes, beispielsweise bei einem allfällig erforderlichen Austausch von Geräteteilen oder im Falle einer Demontage zum Zwecke einer Reinigung des Setzgerätes.

Unter der Vielzahl der möglichen Gewindeverbindungen eignet sich beispielsweise ein Sägezahngewinde, welches zweckmäßigerweise derart ausgebildet ist, daß dessen flachere Flanken entgegen der Setzrichtung zur Achse des Kolbens hin verlaufen. Ein derart ausgestaltetes Sägezahngewinde schafft eine Art Konusflächen und Gegenkonusflächen, welche bei Auftreten der Stoßeinwirkung gegeneinanderlaufen. Damit besteht die Möglichkeit, daß im Bereich dieser Konusflächen und Gegenkonusflächen ein Großteil der Energie in Reibung und Wärme umgewandelt wird.

Die vorgenannte Umwandlung der in den Kartuschenträger eingeleiteten Energie kann noch weiter unterstützt werden, beispielsweise in elastische Verformung, zweckmäßigerweise in der Art, daß der Kartuschenträger im Bereich der Gewindeverbindung zu seinem freien Ende hin offene Schlitze aufweist. Dadurch wird der Kartuschenträger im Bereich der Gewindeverbindung durch Formgebung zusätzlich elastisch, das heißt zusätzlich zu seiner gegebenenfalls von der Materialwahl her schon vorhandenen Elastizität.

Es hat sich gezeigt, daß der Rückpralleffekt schon mit einer ganz eng begrenzten Verschiebbarkeit unterbunden werden kann. So reichen bereits kleine Wegstrecken an Verschiebbarkeit aus, welche zweckmäßigerweise im Bereich von 0,1 bis 0,3 mm liegen. Diese kleinen Wegstrecken schaffen eine Verschiebbarkeit des Kartuschenträgers, welche noch nicht zu einem schädlichen Totraum führt.

Bezüglich der Vermeidung eines sich allfällig schädlich auswirkenden Totraumes sind nicht nur die kleinen Wegstrecken ausschlaggebend, sondern auch das Verhalten des Kartuschenträgers nach Stoßeinwirkung. So laufen beispielsweise bei einer vorgesehenen Gewindeverbindung die Gewindeflanken des Kartuschenträgers nach Aufbrauch der begrenzten Verschiebbarkeit an den Gegenflanken des Gehäuseteiles auf, was wiederum zu einem - allerdings verminderten - Rückpralleffekt führt und den Kartuschenträger wieder in Setzrichtung in seine angestammte Position treibt. Dieser Effekt wird zudem durch die Elastizität des Kartuschenträgers - sei diese materialwahlbedingt oder formgebungsbedingt - unterstützt.

In Anlehnung an den Impulssatz spielen im Zusammenhang mit der Vermeidung des Rückpralleffektes auch die Massenverhältnisse eine Rolle. So ist es vorteilhaft, wenn die Masse des Kartuschenträgers mindestens der Masse des Kolbens entspricht. Bevorzugt erfolgt eine Auslegung der Massenverhältnisse allerdings in der Weise, daß die Masse des Kartuschenträgers etwa dem 1-fachen bis 3-fachen der Masse des Kolbens entspricht. Die Einflußfaktoren, die zu einer solchen Massenwahl führen, werden insbesondere von den Reibungsverhältnissen und von den Materialeigenschaften der betroffenen Teile gebildet.

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

Fig. 1 die im Zusammenhang mit der Erfindung maßgebenden Geräteteile eines pulverkraftbetriebenen Setzgerätes im Schnitt;

Fig. 2 der im Zusammenhang mit der Erfindung maßgebende Verbindungsbe­ reich in vergrößerter, geschnittener Darstellung.

Im Hinblick darauf, daß pulverkraftbetriebene Setzgeräte bekannt sind und Geräteteile wie Bolzenführung, Zündmechanismus, Auslösemechanismus und dergleichen auf die vorliegende Erfindung keinen Einfluß haben, beschränkt sich Fig. 1 auf die im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung maßgebenden Geräteteile.

So zeigt Fig. 1 einen Kolben 1, welcher in einer Kolbenführung 2 geführt ist. Zu diesem Zwecke weist die Kolbenführung 2 eine Führungsbohrung 2a auf. Die Kolbenführung 2 wird von einem Gehäuseteil 3 umgeben, welches mit einem Kartuschenträger 4 in Verbindung steht. Der Verbindung zwischen Gehäuseteil 3 und Kartuschenträger 4 dient ein Sägezahngewinde 3a, 4a.

Wie die Fig. 1 ferner zeigt, weist der Kartuschenträger 4 eine Aufnahmebohrung 4b für den rückwärtigen Bereich 1a des Kolbens 1 auf. Der Boden 4c der Aufnahmebohrung 4b bildet am Kartuschenträger 4 den hinteren Anschlag für den Kolben 1 in seiner hinteren Ausgangsstellung. Der Kartuschenträger 4 ist ferner mit einer Kartuschenaufnahme 4d versehen, welche über eine Durchgangsbohrung 4e mit der Aufnahmebohrung 4b in Verbindung steht.

Zwischen dem Gehäuseteil 3 und der Kolbenführung 2 ist ein Kanal 5 vorgesehen, welcher sich entgegen der Setzrichtung im Bereich des Kartuschenträgers 4 fortsetzt. Über eine Öffnung 6 im Ausgangsstellungsbereich und eine Öffnung 7 im Endstellungsbereich ist der Kanal 5 mit der Führungsbohrung 2a der Kolbenführung 2 verbunden. Die Öffnung 7 im Endstellungsbereich mündet vor einer der Führung des Kolbenschaftes 1b dienenden Bolzenführung 8 in die Führungsbohrung 2a.

Wie die Fig. 2 im speziellen zeigt, besteht zwischen den einzelnen Flanken des Sägezahngewindes 3a, 4a Spiel. Dieses Spiel ermöglicht eine begrenzte axiale Verschiebbarkeit des Kartuschenträgers 4 gegenüber dem Gehäuseteil 3. Das Spiel zwischen den Flanken des Sägezahngewindes 3a, 4a ist derart ausgelegt, daß das Maß der begrenzten axialen Verschiebbarkeit zwischen Kartuschenträger 4 und Gehäuseteil 3 entlang der Achse des Kolbens 1 etwa 0,1 mm bis 0,3 mm beträgt.

Die Wirkung der erfindungsgemäßen Kolbenrückführung erfolgt in der Weise, daß nach Zünden einer Treibladung innerhalb der Kartuschenaufnahme 4d die Treibgase durch die Durchgangsbohrung 4e gelangen und den Kolben 1 derart beaufschlagen, daß er von seiner hinteren Ausgangsstellung in seine vordere Endstellung getrieben wird. Dabei verläßt der rückwärtige Bereich 1a des Kolbens 1 die Aufnahmebohrung 4b, so daß ein Restanteil der Treibgase über die Öffnung 6 in den Kanal 5 gelangt. Über die Öffnung 7 gelangen diese Treibgase vom Kanal 5 in die Führungsbohrung 2a, wo sie vom Kolben 1 komprimiert werden. Aufgrund dieser komprimierten Treibgase wird der Kolben 1 nach Abschluß des Eintreibvorganges von seiner vorderen Endstellung wieder zurück in seine hintere Ausgangsstellung getrieben. Dabei prallt der rückwärtige Bereich 1a des Kolbens 1 auf den Boden 4c des Kartuschenträgers 4, was zur Folge hat, daß aufgrund der Stoßübertragung der Kolben 1 stehenbleibt und der Kartuschenträger 4 entgegen der Setzrichtung getrieben wird, und zwar so weit, bis die begrenzte axiale Verschiebbarkeit aufgebraucht ist. Diese begrenzte axiale Verschiebbarkeit wird im vorliegenden Beispiel vom Spiel zwischen den Flanken des Sägezahngewindes 3a, 4a bestimmt. Unterstützt kann die Wirkung noch durch materialbedingte oder formbedingte Elastizität des Kartuschenträgers 4 werden, wobei die formbedingte, beispielsweise durch einen Schlitz 4f im Bereich des Sägezahngewindes 3a, 4a erfolgen kann. Durch die elastische Wirkung sowie aufgrund des Rückpralleffektes zwischen den Zahnflanken nach Aufbrauch des Spiels wird der Kartuschenträger 4 wieder in Setzrichtung getrieben, so daß er seine ursprüngliche, in Fig. 1 gezeigte Stellung einnimmt, bei welcher kein Totraum zwischen rückwärtigem Bereich 1a des Kolbens 1 und Boden 4c der Aufnahme­ bohrung 4b vorhanden ist.

Claims (8)

1. Pulverkraftbetriebenes Setzgerät mit einer Kolbenführung (2), innerhalb deren Führungsbohrung (2a) mittels Treibgasen einer Treibladung ein Kolben (1) von einer hinteren Ausgangsstellung aus einem, den hinteren Anschlag für den Kolben (1) bildenden, Kartuschenträger (4) in eine vordere Endstellung treibbar ist, wobei zwischen Kolbenführung (2) und einem diese umgebenden Gehäuseteil (3) ein Kanal (5) vorgesehen ist, welcher über Öffnungen (6, 7) im Ausgangsstellungsbereich und im Endstellungsbereich des Kolbens (1) mit der Führungsbohrung (2a) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Kartuschenträger (4) entlang der Achse des Kolbens (1) gegenüber den übrigen Geräteteilen begrenzt verschiebbar ist.

2. Pulverkraftbetriebenes Setzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kartuschenträger (4) entlang der Achse des Kolbens (1) gegenüber dem die Kolbenführung (2) umgebenden Gehäuseteil (3) begrenzt verschiebbar ist.

3. Pulverkraftbetriebenes Setzgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Kartuschenträger (4) und Gehäuseteil (3) eine die begrenzte Verschiebbarkeit erlaubende Verbindung vorgesehen ist.

4. Pulverkraftbetriebenes Setzgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindung zwischen Kartuschenträger (4) und Gehäuseteil (3) eine Spiel aufweisende Gewindeverbindung vorgesehen ist.

5 Pulverkraftbetriebenes Setzgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindeverbindung von einem Sägezahngewinde (3a, 4a) gebildet ist, dessen flachere Flanken entgegen der Setzrichtung zur Achse des Kolbens (1) hin verlaufen.

6. Setzgerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kartuschenträger (4) im Bereich der Gewindeverbindung zum freien Ende hin offene Schlitze (4f) aufweist.

7. Setzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Maß der entlang der Achse des Kolbens gemessenen begrenzten Verschiebbarkeit 0,1 mm bis 0,3 mm beträgt.

8. Setzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse des Kartuschenträgers (4) etwa dem 1-fachen bis 3-fachen der Masse des Kolbens (1) entspricht.