DE8508926U1

DE8508926U1 - Treibkolben für pulverkraftbetriebene Bolzensetzgeräte

Info

Publication number: DE8508926U1
Application number: DE19858508926
Authority: DE
Original assignee: Obo Bettermann OHG
Current assignee: Obo Bettermann OHG
Priority date: 1985-03-26
Filing date: 1985-03-26
Publication date: 1985-05-09

Description

Treibkolben für pulverkraftbetriebene Bolzensetzgeräte

Die Erfindung betrifft einen Treibkolben für pulverkraftbetriebene Bolzensetzgeräte, bestehend aus einem kartuschenseitig angeordneten Kolbenkopf und aus einem daran zur Laufmündung hin sich anschließenden, im Durchmesser kleineren Kolbenschaft, der einen zu seiner Führung im Lauf bestimmten, im Durchmesser gegenüber dem anschließenden Kolben-Schaftteil größer ausgebildeten Endteil aufweist.

Aus der DE-PS 20 53 331 ist ein Treibkolben bekannt, bei dem der im Durchmesser gegenüber dem Kolben-Kopf verminderte Kolbenschaft über seine gesamte Länge gleiche, kreisförmige und dem Querschnitt des anzutreibenden Bolzens angepaßte Querschnitte hat.

Ferner ist aus der Praxis ein Treibkolben für pulverkraftbetriebene Bolzensetzgeräte bekannt, dessen im wesentlichen zylinderischer und im Durchmesser gegenüber dem Kolbenkopf verminderter

,, ι.,ι ·> Ii »ι I· , "

«»·■ O · · af··*

OBO 8535/85

Kolbenschaft sowohl am freien Ende als auch etwa mittig seiner Längserstreckung je eine zylindrische und gegenüber den anschließenden Bereichen des Kolbenschaftes im Durchmesser größere und zur Führung des Kolbenschaftes im zugeordneten Laufabschnitt bestimmte Schaftabschnitte aufweist, um die Masse des Treibkolbens und somit das Gesamtgewicht des Bolzensetzgerätes zu vermindern. !

Es hat sich aber gezeigt, daß derartige Treibkolben von Zeit zu Zeit ausgewechselt werden müssen, weil der Kolbenschaft nahe des Kolbenkopfes bricht und dann der abgebrochene Schaftteil aus dem Lauf herausgeschossen werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, einen Treibkolben der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art derart zu verbessern, daß unter Beibehaltung des beim Stand der Technik bereits erreichten Vorteiles, nämlich der Möglichkeit einer

• · · · ■ . If·

• * r m a I ι ll*··

a····) iii *

• a « ait .it *

r r r * ι * a t . it««·

OBO 8535/85

Gewichtsersparnis, für den Treibkolben eine weit höhere Bruchfestigkeit als bisher erreichbar ist, die auch eine höhere Handhabungssicherheit des Gerätes ergibt.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß der durch Pulverkraft vorangetriebene Treibkolben beim Auftreffen des Kolbenkopfes auf die ihm zugeordnete Stirnsaite des den Kolbenschaft führenden Laufabschaittes, wenn zum Beispiel zuvor versehentlich kein Bolzen in den Lauf eingefügt worden ist, der Treibkolbenschaft infolge Massenträgheit sehr hohen Zugspannungen ausgesetzt ist, die in Richtung zum Treibkolbenkopf hin anwachsen und daß deshalb der Treibkolben nahe des Kolbenkopfes bricht und nicht während des Eintreibens eines Bolzens infolge

-mittig
hoher Knickbelastung /üeformiert wird.

Die Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich demzufolge dadurch, daß der Treibkolben zwischen dem zur Führung bestimmten Endteil und dem Kolben-Kopf eine lange, zum Kolben-Kopf hin konisch ansteigende Zone

i¹V" .' ι

·«· <t * C ft β S

* I · · t · · Il III • I ·*· β ■■· Λ

OBO 8535/85

- 10 -

kleiner Konizität und eine daran sich stufenlos anschließende, kurze, zum Kolben-Kopf hin konisch ansteigende Zone großer Konizität hat, an welche Eich der Kolben-Kopf anschließt.

Hieraus ergibt sich ein üreibkolben relativ kleiner Masse mit in Richtung zum Kopf hin zunehmender Zugfestigkeit .

Dabei ist es im Sinne der Aufgabe förderlich, wenn der größte Durchmesser der langen, zum Kolben-Kopf hin konisch ansteigenden Zone des Kolbenschaftes größer als der Durchmesser des zur Führung des Kolbenschaftes bestimmten Kolben-Schaft-Endteiles ist, und vorzugsweise zudem die kurze, zum Kolben-Kopf im Durchmesser sich konisch erweiternde Zone des Kolbenschaftes einen Konuswinkel von ca. 13° aufweist.

Weiterhin ist es zur gleichzeitigen Verminderung des Masse dej Treibkolbens vorteilhaft, «renn die Länge des zur Führung im Lauf bestimmten Schaftendteiles etwa einem Fünftel de*· Länge des Kolbenschaffces entspricht.
J

■·^: ; ί ί ι ι <

t*a ta ■ · t t

OBO 8535/85 _(l

- 11 -

Eine vorteilhafte, die Handhabungssicherheit des Gerätes erheblich erhöhende Weiterbildung besteht darin, daß die kurze, in Richtung zum Kolbenkopf hin konisch ansteigende Zone des Kolbehschaftes großer Konizität als in axialer Richtung wirksamer Anschlag dient, und vorzugsweise zudem in

Zur weiteren Verminderung der Treibkolbenmasse sollte dsr zur Führung in*. Lauf bestimmte Endteil des Kolbenschaftes mit axialem Abstand voneinander angeordnete Fiihrungsbunde haben, zwischen welchen der vorgenannte Endteil eine Einschnürung | aufweist, vorzugsweise derart» daß die Einschnürung des Schaft-Endteiles zu den Führungsbunden hin im Durchmesser konisch ansteigende Zonen aufweist, insbesondere derart, daß diese Zonen zueinander gleiche Längen aufweisen und stufenlos in die Führungsbunde übergehen.

Weitere im Sinne der Aufgabe dienliche Gestaltungen sind hierzu in den Ansprüchen 7+8 offenbart.

«4 mn ·· teil ·· » * -ι *

, i t · I ti·«

I IM · I ( ■·**!

lilt ·» Il << ' ·' ♦♦»

OBO 8535/85

- 12 -

der kurzen, in Richtung zum Kolbenkopf konisch ansteigenden Zone des Kolbenschaftes großer Konizität mit axialem Abstand von der langen, konisch ansteigenden Zone des Kolbenschaftes eine Sollbruchstelle angeordnet ist.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Sollbruchstelle besteht darin, daß etwa mittig der axialen Erstreckung der kurzen, zum Kolbenkopf konisch ansteigenden Zone des Kolbenschaftes eine über ihren gesamten Umfang gleich und insbesondere etwa halbrund profilierte sowie zur axialen Erstreckung des Kolbenschaftes rechtwinklig verlaufende Ringnut an geordnet ist, und daß der kleinste Durchmesser des Kolbenschaftes im Bereich der Ringnut dem größten Durchmesser der langen rum Kolbenkopf hin ansteigenden Zone des Kolbenschaftes gleicht oder gering größer ist.

■ » « «4 ■ tit

»If« · « III··

• · I · · O III ·

«•••91 i i »

t*t« 4« Il ■ > ' I* ■'*

OBO 8535/85

= 13 -

Dies hat den Vorteil, daß in dem Falle, daß der Tfeibkolbenschaft dennoch brechen sollte, der Bruch im Bereich der kurzen, zum Kolbenkopf hin konisch ansteigenden und als Anschlag bestimmten Zone des Kolbenschäft bricht, so daß trotzdem der abgebrochene Schaftteil nicht aus dem Gerät herausgeschossen werden kann.

Zudem ist es zur Erhöhung der Bruchfestigkeit des Treibkolbenschaftes unter Beibehaltung der Möglichkeit zur Verminderung der Masse vorteilhaft, wenn sich die Längen der kurzen und der langen, zum Kolbenkopf konisch ansteigenden Zonen etwa wie 1 : 5 verhalten.

Weitere vorteilhafte Gestaltungen sind hierzu in den Ansprüchen 13 + 14 offenbart.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

"9

OBO 8535/85

-U-

Eszeigen:

Fig. 1 einen Treibkolben für pulverkraftbetriebene Bolzensetzgeräte in der Vorderansicht,

Fig. 2 ein Zugspannungsdiagramm des Treibkoibens. r.

I Bei diesem Treibkolben, der im wesentlichen einen

•e Kolbenkopf 1 und einen im Durchmesser gegenüber

I, letzterem verminderten Kolbenschaft 2 umfaßt, hat

I letzterer einen den Kolbenschaft 2 im zugeordneten,

i tiichtdargestellten Lauf abschnitt führpiden Endteil 3,

j? an den sich in Richtung zum Kolbenkopf 1 hin eine im

k Durchmesser sich konisch verjüngende Schaftzone 4 an-

Ι schließt. Dabei gleicht der größte Durchmesser dieser

Zone 4 dem größten Durchmesser des Schaftendteiles 3.

i Der kleinste Durchmesser der Zone 4 ist etwa um

ein Sechstel kleiner als deren größter Durchmesser

η und die axiale Länge der Schaftzone ist gering größer

j als deren größter Durchmesser.

It* ! i »» »

ft ft t B ·

OBO 8535/85

- 15 -

An die Zone 4 schließt sich eine lange, im Durchmesser zum Kolbenkopf 1 hin konisch ansteigende Zone 5 relativ kleiner Konizität (weniger als 1°) an, deren kleinster Durchmesser dem kleinsten Durchmesser der Zon.e 4 gleicht und deren größter Durchmesser gering größer als der größte Durchmesser des Schaftendteiles 3 ist.

Die Zone 5 geht in Richtung zum Kolbenkopf 1 hin in eine kurze, zum Kolbenkopf 1 im Durchmesser sich vergrößernde Zone 6 großer Konizität stufenlos über, deren Konuswinkel 13° beträgt. Die Längen der Zonen 5+6 verhalten sich etwa wie 5 : 1.

Die Zone 6 geht unter Bildung einer Stufe in den im Durchmesser größeren Kolbenkopf 1 über. Alle Übergänge sind zur Vermeidung von Kerbwirkungen ausgerundet.

Etwa mittig der axialen Erstreckung der Zone ist eine als Ringnut ausgebildete Sollbruchstelle vorgesehen, deren kleinster Durchmesser

'.I¹HI¹ Ή' Ή' Ι < < · < ' ' *

OBO 8535/85

- 16 -

dem größten Durchmesser der Zone 5 entspricht.

Der Schaftendteil 3 hat zwei mit axialem Abstand voneinander und jeweils endseitig des Endteiles angeordnete, zylindrische Führungsbunde 8, deren axiale Länge jeweils etwa einem Viertel ihres Durchmesser gleicht.

Zwischen den Führungsbunden 8 hat der Schaftendteil 3 eine Einschnürung 9 mit zu den Führungsbunden 8 hin konisch ansteigenden Zonen 10, die in die Führungsbunde 8 stufenlos übergehen. Die axiale Länge des Endteiles 3 entspricht etwa dem dreifachen Durchmesser eines Führungsbundes

Wie aus dem Zugspannungsdiagramm ersichtlich ist, wächst die auf den Treibkolbenschaft 2 wirksame Zugspannung vom freien Endteil 3 aus in Richtung zum Kolbenkopf 3 hin ständig, vermindert sich im Bereich der Zone 6 zunächst und steigt dann an der Sollbruchstelle auf ein Höchstmaß an, um an-

OBO 8535/85

- 17 -

schließend wiederum auf ein Minimum abzusinken, so daß bei überhöhter Zugbelastung des Treibkolbenschaftes 2 dieser im Bereich der Sollbruchstelle brechen wird und in diesem Falle am abgebrochenen Schaftteil noch ein Teil der als Anschlag bestimmten Eone 6 verbleibt, welcher ein unbeabsichtigtes Verlassen des abgebrochenen Schaftteiles aus dem Bolzensetzgerät sicher ausschließt.

Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.

Claims

PATENTANWÄLTE .·*!*";*! } i * Aktenzeiohen:* j

JQ. CONRAD KÖCHLING _ _"_'!'

DiPL-iNQ. CONRAD-JOACHIM KÖCHLING

Fleyer Straße 135. 5800 Hagen Anm.: Firma

auf (02331)81164 + 85033 OBO Bettermann OHG

Te.egramme: Patentkachllng Hage-, Hüingser Ring

Konten: Commerzbank AQ. H»cc,i ° °

(BLZ 450 40042) 3515 035

Sparkasse Hagen 100012043 5750 Menden 2

Postscheck: Dortmund 5389-460

VNR: U....5.S....5.1 _

Lfd. Nr. 8535/85

vom 25. März 1985

R/LI.

Schutzansprüche:

1. Treibkolöen für pulverkraftbetriebeae Bolzensetzgeräte, bestehend aus einem kartuschenseitig angeordneten Kolbenkopf und aus einem daran zur Laufcündung hin sich anschließenden, im Durchmesser kleineren Kolbenschaft, der einen zu seiner Führung im Lauf bestimmten, im Durchmesser gegenüber dem anschließenden Kolben-Schaftteil größer ausgebildeten Endteil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibkolben zwischen dem zur Führung bestimmten Endteil (3) und dem Kolben-Kopf (1) eine

lange, zum Kolben-Kopf (1) hin konisch ansteigende Zone (5) kleiner Konizität und eine daran sich stufenlos anschlieiiende, kurze, zum Kolben-Kopf (1) hin konisch ansteigende Zone (6) großer Konizität hat, an welche sich der Kolben-Kopf (1) anschließt.

i ■ im Il Il Il ·' · ·

I It 91 If I · I · Il J)I ι ) ti t * t··«

II 1 . ί I I Il I III Il ι ι I a I I · · ·

Il III :> 11 Il ' ' " ··

OBO 8535/85

W?. Treibkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der größte Durchmesser der langen, zum Kolben-Kopf hin konisch ansteigenden Zone (5) des Kolbenschaftes (2) größer als der Durchmesser des zur Führung des Kolbenschaftes (2) bestimmten

% Kolben-Schaft-Endteiles (3) ist.

3. Treibkolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kurze, zum Kolben-Kopf im Durchmesser sich konisch erweiternde Zone (6) des Kolbenschaftes (2) einen Konuswinkel von ca. 13° aufweist.

k. Treibkolben nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des zur Führung im Lauf bestimmten Schaftendteiles (3) etwa einem Fünftel der Länge des Kolbenschaftes (2) entspricht.

• · · mi »it·

OBO 8!535/85

5. Treibkolben nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Führung im Lauf bestimmte Endteil (3) des Kolben-Schaftes (2) zwei, mit axialem Abstand voneinander angeordnete Führungsbunde (8) hat, zwischen welchen der vorgenannte Endteil (3) eine Einschnürung (9) aufweist.

6. Treibkolben nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnürung (9) des Schaft-Endteiles (3) zu den Führungsbunden (8) hin im Durchmesser konisch ansteigende Zonen (10) aufweist, insbesondere derart, daß diese Zonen

(10) zueinander gleiche Längen aufweisen und stufenlos in die Führungsbunde (8) übergehen.

7. Treibkolben nach einem der vorherigen Ansprüche, I dadurch gekennzeichnet, daß sich an den zur

Führung im Lauf bestimmten Endteil (3) des Kolben-

OBO 8535/85

schaftes (2) in Richtung zum Kolbenkopf (1) eine

sich konisch verjüngende und in die lange, in j

Richtung zum Kolbenkopf (1) hin sich konisch erweiterte Zone (5) des Kolbenschaftes (2) stufenlos übergehende Zone (4) angeordnet ist.

8. Treibkolben nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

daß der größte Durchmesser der zum Kolbenkopf (1) sich konisch verjüngenden Zone (A) des Kolben- | schaftes (2) etwa dem Durchmesser der Führungsbunde (8) entspricht. |

9. Treibkolben nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die kurze, in Richtung | zum Kolbenkopf (1) hin konisch ansteigende Zone f

H. (6) des Kolbenschaftes (2) großer Konizität als

in axialer Richtung wirksamer Anschlag dient.

10. Treibkolben nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der kurzen, in Richtung zum Kolbenkopf (1) konisch ansteigenden Zone (6) des Kolbenschaftes (2)

OBO 8535/85

— 5 —

großer Konizität mit axialem Abstand von der langen, konisch ansteigenden Zone (5) des Kolben- · schaftes (2) eine Sollbruchstelle (7) angeordnet ist.

11. Treibkolben nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß etwa mittig der axialen Erstreckung der kurzen, zum Kolbenkopf (1) konisch ansteigenden Zone (6) des Kolbenschaftes (2) eine über ihren gesamten Umfang gleich und insbesondere etwa halbrund profilierte sowie zur axialen Erstreckung des Kolbenschaftes (2) rechtwinklig verlaufende Ringnut angeordnet ist, und daß der kleinste Durchmesser des Kolbenschaftes (2) im Bereich der Ringnut dem größten Durchmesser der langen zum Kolbenkopf hin ansteigenden Zone des Kolbenschaftes gleicht oder gering größer ist.

12. Treibkolben nach einem der vorherigen Ansprüche, daß gekennzeichnet, daß sich die Längen der kurzen und der langen, zum Kolbenkopf (1) hin konisch

I OBO 8535/85

:' ansteigenden Zonen (6+5) etwa wie 1 : 5 ver

halten .

I 13. Treibkolben nach einem der vorherigen Ansprüche,

"E dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der

ί FUhrungsbunde (8) etwa um ein Fünftel größer

(■ als der kleinste Durchmesser der langen, zum

ä Kolbenkopf (1) hin konisch ansteigenden Zone

f (5) des Kolbenschaftes (2) ist.

j. 14. Treibkolben nach einem der vorherigen Ansprüche,

'ti dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge

ί der an den zur Führung im Lauf bestimmten f.^id-

_(l teil sich anschließenden Zone des Kolbenschaftes

gering größer als der größte Durchmesser des vorgenannten Kolbenschaft-Endteiles (3) ist.

PATENTANWALf
CONRAD-JOACHIM K©SHbiN6