DE69027305T2

DE69027305T2 - Motorgetriebenes befestigungswerkzeug

Info

Publication number: DE69027305T2
Application number: DE69027305T
Authority: DE
Inventors: Alan Logan
Original assignee: ITW Construction Systems Australia Pty Ltd
Current assignee: Cetram Pty Ltd
Priority date: 1989-01-25
Filing date: 1990-01-23
Publication date: 1996-10-02
Anticipated expiration: 2010-01-24
Also published as: EP0455671B1; WO1990008628A1; EP0455671A4; US5135151A; EP0455671A1; AU621456B2; NZ232251A; HK1002702A1; AU4969390A; DE69027305D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein energiebetätigtes Befestigungswerkzeug.
Energiebetätigte Werkzeuge zum Eintreiben eines Verbindungselements, wie eines Nagels, in ein Trägermaterial, wie einen Betonträger, umfassen herkömmlicherweise eine Trommel, aus welcher das Verbindungselement mittels eines durch Detonation einer Explosionsladung angetriebenen Kolbens ausgestoßen wird. Die Ladung wird nach Spannen des Werkzeuges durch Lösen eines Zündstiftes gezündet. In herkömmlichen Zündmechanismen weist der Zündstift einen Schlitz ausreichender Tiefe auf, um darin eine Klinke aufzunehmen. Eine Feder innerhalb des Schlitzes setzt die Klinke unter Vorspannung, damit sie aus dem Schlitz vorsteht und in eine Schlagbolzenmutter eingreift, von der sie zurückgehalten wird. Wenn sich der Zündstift in der gespannten Stellung befindet, wird eine Verschlußhammerverriegelung, die an dem Auslöser angeschlossen ist, mit der Klinke ausgerichtet. Wenn der Auslöser betätigt wird, schiebt die Verschlußhammer- Verriegelung die Klinke in den Zündstift zurück und löst somit den Zündstift von der Schlagbolzenmutter, wodurch der Zündstift durch die Zündstiftfeder gegen die Explosionsladung zum Abfeuern des energiebetätigten Werkzeugs getrieben wird.
Der Zündstift besitzt einen relativ kleinen Durchmesser und der verfügbare Raum zum Anbringen der Klinke innerhalb des Zündstiftes ist begrenzt. Damit das Werkzeug durchweg funktioniert, muß die Passung zwischen der Klinke und dem Schlitz in dem Zündstift aufrechterhalten werden. Es wurde herausgefunden, das wiederholtes Abfeuern dazu führt, daß die Klinke sowohl die Schlagbolzenmutter als auch die Schlitzwand verschleißt Dies führt dazu, daß die Klinke zwischen der Schlagbolzenmutter und dem Zündstift locker wird. Wenn die Verschlußhammer-Verriegelung nach Betätigung des Auslösers die nach oben gerichtete Kraft ausübt, kann die Klinke, anstelle nach oben in den Schlitz des Zündstiftes getrieben zu werden, sich folglich verdrehen und festklemmen. Somit wird eine größere Auslösekraft erforderlich, welche die Betätigung des Auslösers zunehmend schwieriger macht. Es ist für eine Klinke auch bekannt, zu klemmen und sich plötzlich und unerwartet zu lösen und auf diese Weise das Werkzeug zu feuern, was sehr gefährlich sein kann.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein energiebetätigtes Werkzeug zum Eintreiben eines Verbindungselements in ein Trägermaterial, umfassend einen Zündmechanismus, enthaltend einen Zündstift zum Zünden einer Explosionsladung, um das Verbindungselement aus einer Trommel des Werkzeugs zu treiben, Federmittel zum Antreiben des Zündstiftes und eine drehbare Verschlußhammer-Verriegelung, die um eine parallel zur Achse des Zündstiftes verlaufende Achse zwischen einer Stellung, in der die Verschlußhammer-Verriegelung an eine Widerlagerfläche des Stiftes greift, um dadurch den Stift mitzureißen, und einer ausgerückten Stellung, in der die Verschlußhammer-Verriegelung von der Widerlagerfläche gelöst wird, um dadurch das Antreiben des Zündstiftes in Richtung der Ladung unter Vorspannung des Federmittels zu gestatten, drehbar ist.
In der US-A-2 923 940 ist ein derartiges Werkzeug offenbart, in welchem die Ladung in einer Spaltkammer eingeschlossen ist, die zwei Teile aufweist, welche nach Einsetzen der Ladung zusammen verriegelt werden. Dies ist als verriegelter Spalt bekannt und erfordert für die Spaltkammer separate Verriegelung- und Entriegelungssysteme. Die Verschlußhammer-Verriegelung ist in diesem Werkzeug an dem Spalt befestigt; wenn der Spalt nach hinten bewegt wird, wird der Zündstift durch die Spaltausgestaltung mitgerissen, um nach hinten bewegt zu werden. Der verriegelte Spalt stellt eine relativ komplizierte Anordnung dar, die zur Kompliziertheit des zum Spannen des Werkzeugs erforderlichen Systems führt.
Im Gegensatz zu dem Werkzeug der US-A-2 923 940, ist das Werkzeug der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußhammer-Verriegelung in einer Richtung parallel zu der Achse des Zündstiftes bewegbar ist, um den Stift durch Eingriff mit der Widerlagerfläche mitzureißen und den Zündmechanismus zu spannen, die Trommel innerhalb eines Körpers des Werkzeuges verschiebbar ist und das Spannen des Zündmechanismus durch Drücken der Stimseite der Trommel gegen eine Arbeitsfläche bewirkt wird, um die Trommel nach hinten zu verschieben, wobei die Verschlußhammer-Verriegelung durch die rückwärts gerichtete Verschiebung der Trommel nach hinten verschoben wird, um dabei eine rückwärts gerichtete Verschiebung des Zündstiftes gegen die Vorspannung des Federmittels hervorzurufen, wobei der Stift durch die Verschlußhammer-Verriegelung mitgerissen wird.
Lediglich als Beispiel wird nun ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
Figur 1 eine Schnittansicht eines energiebetätigten Werkzeugs darstellt, das mit einem erfindungsgemäßen Zündmechanismus versehen ist, wobei das Werkzeug in seinem gespannten Zustand gezeigt ist;
Figur 2 eine bruchstückartige schematische Ansicht eines Zündstiftes, einer Verschlußhammer-Drehverriegelung und einer Auslöser-Verschlußhammer-Verriegelungsplatte im gespannten Zustand darstellt;
Figur 3 eine der Fig. 2 ähnelnde Ansicht darstellt, jedoch nach dem Abfeuern;
Figur 4 eine bruchstückartige schematische Ansicht entlang der Linie 4-4 der Figur 1 darstellt, die den Zündstift, die Verschlußhammer-Drehverriegelung und die Verschlußhammer-Verriegelungsplatte im gespannten Zustand zeigt; und
Figur 5 eine der Fig. 4 ähnelnde Ansicht darstellt, jedoch nach dem Abfeuern.
Das energiebetätigte Werkzeug 1 umfaßt eine Trommel 3, die in einer Aufnahmeeinrichtung 5 eingesetzt ist, und einen Zündmechanismus 7 mit einem Zündstift 9, der in der Aufnahmeeinrichtung 5 hinter der Trommel 3 eingesetzt ist. Die Trommel 3 weist einen Kolben (nicht gezeigt) auf, der durch eine Explosionsladung, die in einer Ladekammer 11 hinter der Trommel 3 angebracht ist, betätigt wird, um ein Verbindungselement innerhalb des vorderen Endes der Trommel 3 in ein Trägermaterial wie einen Balken zu treiben. Die Trommel 3 ist innerhalb der Aufnahmeeinrichtung 5 axial beweglich montiert und kann nach dem Abfeuern aus der Aufnahmeeinrichtung 5 nach vorne bewegt werden, um den Kolben in Vorbereitung für das nächste Abfeuern in das hintere Ende der Trommel 3 zurückzustellen Vor dem nächsten Abfeuern wird (entweder manuell oder automatisch) eine neue Ladung in die Ladekammer 11 eingesetzt und die Trommel 3 zusammen mit dem Kolben in die Aufnahmeeinrichtung 5 zurückgefahren. Um das Werkzeug abzufeuern, wird das vordere Ende der Trommel 3 gegen die Arbeitsfläche gedrückt, was den Effekt hat, daß die Trommel 3 weiter in die Aufnahmeeinrichtung 5 zurückbewegt wird, was ein Spannen des Zündmechanismus 7 bewirkt.
Der Zündstift 9 des Zündmechanismus 7 ist abgestuft, um eine nach vorne weisende Widerlagerfläche 13 zu schaffen. Der Zündstift 9 ist nach vorne, in axialer Richtung mittels einer Druckfeder 15 vorgespannt Der Zündstift 9 ist mit einer Verschlußhammer- Drehverriegelung 17 verbunden, die zur geradlinigen Bewegung parallel zur Achse des Zündstiftes 9 und ferner zur Drehung um die geradlinige Bewegungsachse seitlich des Zündstiftes 9 montiert ist. Die Verschlußhammer- Verriegelung 17 weist an ihrem hinteren Ende einen radialen nasenförmigen Ansatz 19 auf, der mit dem Zündstift 9 zusammenwirkt, um den Stift 9, wie noch beschrieben wird, in seiner gespannten Stellung zu halten. Eine Druckfeder 21 wirkt dahingehend, eine axiale, vorwärts gerichtete Vorspannung auf die Verschlußhammer-Drehverriegelung 17 auszuüben, und ist ferner sowohl an der Aufnahmeeinrichtung 5 als auch an der Verschlußhammer-Verriegelung 17 befestigt, um so eine Drehvorspannung auf die Verschlußhammer-Verriegelung 17 in einem Sinne auszuüben, um den Ansatz 19 in Eingriff mit dem Zündstift 9 zu drehen. Die Verschlußhammer- Drehverriegelung 17 ist fest am hinteren Ende eines Spannstabes 23 angebracht, so daß die Verschlußhammer- Verriegelung 17 und der Spannstab 23 als eine Einheit bewegbar sind. Ein radialer nasenförmiger Ansatz 25 am vorderen Ende des Spannstabes 23 wirkt, wie noch beschrieben wird, mit einer Verschlußhammer- Verriegelungsplatte 27 eines Auslösemechanismus 29 in der gespanntenstellung zusammen. Der Auslösemechanismus 29 enthält einen Auslöser 31.
In der Lage, in welcher die Trommel 3 nach dem Zurückstellen des Kolbens und vor dem Spannen in die Aufnahmeeinrichtung 5 zurückgefahren wurde, befindet sich die Verschlußhammer-Drehverriegelung 17 vor der Widerlagerfläche 13 des Zündstiftes 9, wobei der Ansatz 19 gegen den Zündstift 9 durch die Drehvorspannung der Feder 21 vorgespannt ist. Der Ansatz 25 am vorderen Ende des Spannstabes 23 befindet sich in dieser Lage ebenfalls vor der Verschlußhammer-Verriegelungsplatte 27. Um das Werkzeug zu spannen, bewegt sich die Trommel 3 beim Drücken des vorderen Endes der Trommel 3 gegen die Arbeitsfläche weiter zurück in die Aufnahmeeinrichtung 5. Eine stufenförmige Widerlagerfläche 33 am hinteren Ende der Trommel 3 greift an das vordere Ende des Spannstabes 23 und bewirkt, daß der Spannstab und die Verschlußhammer-Drehverriegelung 17 mit der Trommel 3 gegen die Vorspannung der Feder 21 nach hinten verschoben werden. Während dieser Bewegung greift der Ansatz 19 auf der Verschlußhammer-Drehverriegelung 17 an die vordere Widerlagerfläche 13 am Zündstift 9 und bewirkt ein Zurückfahren des Zündstiftes gegen die Vorspannung der Druckfeder 15. Wenn die Trommel 3 auf ihr maximales Maß innerhalb der Aufnahmeeinrichtung 5 zurückgefahren ist, befindet sich das die Ladekammer 11 umfassende hintere Ende der Trommel 3 fest an der vorderen Stimseite des hinteren Teils der Aufnahmeeinrichtung 5, in welchem der Zündmechanismus 7 untergebracht ist, und der Ansatz 25 am vorderen Ende des Spannstabes 23 ist mit der Verschlußhammer-Verriegelungsplatte 27 des Auslösers 31 ausgerichtet. Die Betätigung des Auslösers 31 bewirkt eine geradlinige Verschiebung der Verschlußhammer- Verriegelungsplatte 27, die an den Ansatz 25 greift und den Ansatz 25 und somit den Spannstab 23 und die Verschlußkammer-Drehverriegelung 17 in einem Sinne dreht, um den Ansatz 19 von dem Zündstift 9 weg zu bewegen, um dadurch den Zündstift 9 zu lösen, der dann unter der Vorspannung der Druckfeder 15 gegen die Ladung in der Ladekammer 11 getrieben wird.
Nach dem Abfeuern wird die Trommel 3 nach vorne bewegt, um den Kolben zurückzustellen Die Vorwärtsbewegung der Trommel 3 gestattet der Verschlußhammer-Drehverriegelung 17 und dem Spannstab 23 sich unter der Vorspannung der Feder 21 nach vorne zu bewegen, wobei sich der Ansatz 19 auf der Verschlußhammer-Drehverriegelung 17 entlang des hinteren, den größeren Durchmesser aufweisenden Abschnittes 37 des Zündstiftes 9 bewegt, bis er die stufenförmige Widerlagerfläche 13 erreicht, an welchem Punkt die Drehvorspannung der Feder 21 den Ansatz 19 zwingt, sich in Vorbereitung des nächsten Abfeuerns über die Widerlagerfläche 13 nach innen zu drehen.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die Verschlußhammer-Drehverriegelung 17 und der Spannstab 23 getrennt installiert, um die Montage innerhalb der Aufnahmeeinrichtung 5 zu erleichtern, und danach durch einen Verbindungsstift zusammen verriegelt, um eine Einheit zu bilden. In einer alternativen Ausführung wäre es jedoch möglich, die Verschlußhammer-Drehverriegelung 17 und den Spannstab 23 als integrierte Einheit herzustellen, die als Ganzes in der Aufnahmeeinrichtung 5 installiert wird. In einer weiteren alternativen Ausführung werden die Bestandteile getrennt installiert und kommen lediglich während des Spannhubes in diese Arbeitsbeziehung.
Der beschriebene Zündmechanismus 7 ist vorteilhaft, da innerhalb des Zündstiftes 9 keine Bestandteile des Auslösemechanismus vorhanden sind; die Schwierigkeiten der Montage der Bestandteile innerhalb des einen kleinen Durchmesser aufweisenden Zündstiftes 9 und der Aufrechterhaltung der Passung zwischen dem Zündstift 9 und dem Auslösebestandteilen werden somit vermieden. Der Zündmechanismus 7 schafft ferner eine sehr leichtgängigen Zündfunktion. Dies ist durch den relativ kleinen Drehwinkel der Verschlußhammer-Drehverriegelung 17 bedingt. Die Drehung beträgt üblicherweise 20º während des Zündvorgangs; dies führt lediglich zu einer geringen Zunahme der Drehkraftkomponente der Druckfeder 21. Dementsprechend wird eine viel leichtgängigere Verschlußhammerfunktion geschaffen. Die Druckfeder 21 ist vergleichsweise lang, so daß sie diesen geringen Verdrehungsgrad ohne Verklemmen leicht umsetzen kann.
Außerdem wirkt der Zündmechanismus 7 verschleißkompensierend, da jeglicher Verschleiß des Ansatzes 19 gegenüber der stufenförmigen Widerlagerfläche 13 automatisch durch die Federvorspannung aufgenommen wird, die durch die Zündstiftfeder auf den Zündstift 9 ausgeübt wird.
Das Ausführungsbeispiel wurde lediglich als Beispiel beschrieben; Modifikationen sind innerhalb des Rahmens der Erfindung möglich, wie er in den anliegenden Patentansprüchen definiert ist.

Claims

1. Energiebetätigtes Werkzeug zum Eintreiben eines Verbindungselements in ein Trägermaterial, umfassend einen Zündmechanismus (7), enthaltend einen Zündstift (9) zum Zünden einer Explosionsladung, um das Verbindungselement aus einer Trommel (3) des Werkzeugs zu treiben, Federmittel (15) zum Antreiben des Zündstiftes (9) und eine drehbare Verschlußhammer- Verriegelung (17), die um eine parallel zur Achse des Zündstiftes (9) verlaufende Achse zwischen einer Stellung, in der die Verschlußhammer-Verriegelung (17) an eine Widerlagerfläche (13) des Stiftes (9) greift, um dadurch den Stift (9) mitzureißen, und einer ausgerückten Stellung, in der die Verschlußhammer-Verriegelung (17) von der Widerlagerfläche (13) abgerückt wird, um dadurch das Antreiben des Zündstiftes (9) in Richtung der Ladung unter Vorspannung des Federmittels (15) zu gestatten, drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußhammer-Verriegelung (17) in einer Richtung parallel zu der Achse des Zündstiftes (9) bewegbar ist, um den Stift (9) durch Eingriff mit der Widerlagerfläche (13) mitzureißen, um den Zündmechanismus (7) zu spannen, die Trommel (3) innerhalb eines Körpers des Werkzeuges verschiebbar ist und das Spannen des Zündmechanismus (7) durch Drücken der Stimseite der Trommel (3) gegen eine Arbeitsfläche bewirkt wird, um die Trommel (3) nach hinten zu verschieben, wobei die Verschlußhammer-Verriegelung (17) durch die rückwärts gerichtete Verschiebung der Trommel (3) nach hinten verschoben wird, um dabei eine rückwärts gerichtete Verschiebung des Zündstiftes (9) gegen die Vorspannung des Eedermittels (15) hervorzurufen, wobei der Stift (9) durch die Verschlußhammer-Verriegelung (17) mitgerissen wird.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußhammer-Verriegelung (17) im gespannten Zustand des Zündmechanismus (7) mit einem Auslösemechanismus (29) axial ausgerichtet ist, so daß eine Betätigung des Auslösemechanismus (29) die Verschlußhammer-Verriegelung (17) in ihre ausgerückte Stellung verschwenkt.

3. Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslösemechanismus (29) ein Verschlußhammer-Verriegelungselement (27) umfaßt und die Verschlußhammer-Verriegelung einen Vorsprung (25) aufweist, der mit dem Verschlußhammer-Verriegelungselement (27) fluchtet, wenn die Verschlußhammer-Verriegelung (17) beim Spannen nach hinten bewegt wird, wobei die Betätigung eines Auslösers (31) des Auslösemechanismus einen Eingriff des Verschlußhammer-Verriegelungselements (27) mit dem Vorsprung (25) bewirkt, um die Verschlußhammer-Verriegelung (17) in ihre ausgerückte Stellung zu schwenken.

4. Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Torsionsfedermittel (21) die Verschlußhammer-Verriegelung (17) in ihre Eingriffsstellung vorspannen.

5. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Torsionsfedermittel (21) eine Druckfeder umfaßt, die eine Torsionsvorspannung und ferner eine nach vorne gerichtete Axialvorspannung auf die Verschlußhammer-Verriegelung (17) ausübt.

6. Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußhammer-Verriegelung (17) einen Ansatz (19) umfaßt, der sich radial von der Drehachse der Verschlußhammer-Verriegelung (17) erstreckt, um an die Widerlagerfläche (13) des Zündstiftes (9) anzugreifen.

7. Werkzeug nach eänem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerlagerfläche (13) des Zündstiftes (9) durch eine Vorderseite definiert ist, die auf einem Absatz in dem Zündstift ausgebildet ist.