EP0782902A1 - Grooved piston - Google Patents

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EP0782902A1
EP0782902A1 EP96810524A EP96810524A EP0782902A1 EP 0782902 A1 EP0782902 A1 EP 0782902A1 EP 96810524 A EP96810524 A EP 96810524A EP 96810524 A EP96810524 A EP 96810524A EP 0782902 A1 EP0782902 A1 EP 0782902A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
shaft part
carrier
driving piston
ball
Prior art date
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Granted
Application number
EP96810524A
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German (de)
French (fr)
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EP0782902B1 (en
Inventor
Markus Frommelt
Hermann Kuel
Norbert Heeb
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Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Hilti AG filed Critical Hilti AG
Publication of EP0782902A1 publication Critical patent/EP0782902A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0782902B1 publication Critical patent/EP0782902B1/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25C—HAND-HELD NAILING OR STAPLING TOOLS; MANUALLY OPERATED PORTABLE STAPLING TOOLS
    • B25C1/00—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices
    • B25C1/08—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices operated by combustion pressure
    • B25C1/10—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices operated by combustion pressure generated by detonation of a cartridge
    • B25C1/14—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices operated by combustion pressure generated by detonation of a cartridge acting on an intermediate plunger or anvil
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25C—HAND-HELD NAILING OR STAPLING TOOLS; MANUALLY OPERATED PORTABLE STAPLING TOOLS
    • B25C1/00—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices
    • B25C1/08—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices operated by combustion pressure
    • B25C1/10—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices operated by combustion pressure generated by detonation of a cartridge

Definitions

  • the invention relates to a powder-powered setting tool with a carrier having a cartridge receptacle, a piston guide guided in the carrier and displaceable relative to the carrier, a driving piston arranged in the piston guide, having a cylindrical shaft part and a head part, which by means of propellant gases provides a propellant charge arranged in the cartridge receptacle can be driven from a rear starting position into a setting direction-side front end position and a holding device for the driving piston, which comprises at least one radially displaceable ball, which is supported on a conical inner contour of a spring washer, which, in a receptacle of the piston guide open towards the shaft part, parallel to the longitudinal extension of the piston guide can be moved to a limited extent.
  • DE 43 13 504 A1 discloses a powder-operated setting tool with a carrier having a cartridge receptacle, a piston guide guided in the carrier and displaceable relative to the carrier, a driving piston mounted in a guide bore in the piston guide and a holding device.
  • the propellant piston can be displaced by means of propellant gases of a propellant charge arranged in the cartridge receptacle within a displacement space formed by the guide bore of the piston guide and part of the carrier.
  • the driving piston is composed of a cylindrical shaft part and a head part.
  • the holding device is formed by a receptacle provided in the piston guide and radially open towards the cylindrical shaft part of the driving piston with two balls resting on the shaft part and a spring ring surrounding the balls.
  • the length of the receptacle running parallel to the longitudinal extension of the driving piston exceeds the diameter of one of the balls.
  • the spring ring has a conical inner contour which acts on the balls and which is inclined to the driving piston axis to form an angle which opens counter to the driving direction.
  • the balls roll in the setting direction.
  • the rolling on the conical inner contour of the spring ring Balls press the spring ring radially outwards, on the other hand the balls are pressed laterally by the spring force of the spring ring against the shaft part of the drive piston. so that an independent displacement of the driving piston in the setting direction is prevented, in particular by gravity.
  • the driving piston is accelerated in the setting direction with the help of a very large amount of energy developed by a propellant charge.
  • the holding force acting on the shaft part by the holding device is negligibly small, so that the holding force does not have a negative effect on the acceleration of the driving piston.
  • the driving piston if the driving piston is accelerated with excessive energy, the driving piston strikes at a high speed on a surface of the carrier facing the setting direction in the area of the cartridge holder after a setting process, bounces off there and moves again in the setting direction so that it does not move in comes to rest in its starting position. In a subsequent setting process, the driving piston can no longer be accelerated to the correct extent, so that the fastening element to be set is not driven deep enough into an underground.
  • the invention has for its object to provide a powder-operated setting tool, the driving piston can be safely arranged and held in its starting position in the event of over-energy.
  • the object is achieved in that the shaft part of the drive piston has at least one circumferentially formed depression in the end region on the setting direction side, which cooperates with the ball of the holding device.
  • the driving piston is accelerated in the setting direction with the help of propellant gases of a propellant charge arranged in the cartridge receptacle.
  • a holding device is activated, the frictional force of which, however, has a negligible effect on the acceleration of the driving piston.
  • the carrier Simultaneously with the acceleration of the driving piston in the setting direction, the carrier is displaced with respect to the piston guide and with respect to a housing against the setting direction, so that the length of the displacement formed by the piston guide and part of the carrier increases.
  • a supported on the housing spring cooperating with the support is biased.
  • the driving piston makes a larger stroke, so that the depression arranged in the end area of the shaft part on the setting direction can pass through the area of the ball of the holding device.
  • the driving piston then rebounds on the side of the carrier in the area of the cartridge holder, the driving piston moves in the setting direction.
  • the recess comes into contact again with the ball of the holding device, and a positive connection is created between these two parts.
  • This positive connection and the axial movement of the driving piston in the setting direction activate the holding device very quickly, so that the driving piston does not move any further in the setting direction.
  • the preloaded spring arranged between the carrier and the housing displaces the carrier in the setting direction.
  • the carrier is displaced in relation to the piston guide so that the displacement length is reduced again.
  • the side of the carrier facing the setting direction comes into contact with a side of the head part facing away from the setting direction in the area of the cartridge receptacle and pushes the driving piston forward in the setting direction until the starting position of the driving piston and the carrier relative to the housing is reached again.
  • the force emanating from the spring is so great that the holding force of the holding device is overcome and the positive connection between the shaft part and the ball is released.
  • the circumferential recess is located between an end region of the piston guide on the setting direction and the holding device.
  • the bottom of the depression is expediently designed in the form of a circular section.
  • a good interlocking connection between the shaft part of the driving piston and the ball is achieved if the radius of the circular cutout essentially corresponds to the radius of the ball.
  • a driving piston driven with over-energy strikes the side of the carrier facing the setting direction at high speed.
  • the ricochet on the side of the carrier is correspondingly strong, so that the driving piston moves very quickly in the setting direction.
  • the shaft part of the driving piston preferably has several axially successive spaced-apart depressions, which can form a positive connection with the ball of the holding device.
  • the holding device is activated each time a recess hits the ball. If the kinetic energy of the driving piston exceeds the holding force, the ball is disengaged radially, the second or the next depression hits the ball and the holding device is activated again. If the holding force of the holding device is not sufficient, further radial disengagements of the ball and further activations of the holding device follow until the driving piston stops.
  • the shaft part of the driving piston advantageously has three depressions arranged axially one behind the other. In the starting position of the driving piston, all three depressions are located between the end of the piston guide on the setting direction and the ball of the holding device.
  • the width of the recesses measured in the longitudinal direction of the shaft part is preferably essentially the same.
  • the powder-operated setting tool according to the invention is pressed against the receiving material, not shown in the drawing, into which a fastening element, also not shown in the drawing, is to be driven.
  • This fastening element is stored within an element guide 14 which is firmly connected to a piston guide 4 with the interposition of a holding device 9.
  • a driving piston 6 is mounted in a guide bore of the piston guide 4.
  • the driving piston 6 is composed of a shaft part 7 and a head part 8.
  • the shaft part 7 is provided in the end region on the setting direction with three axially arranged, circumferentially formed recesses 13 with the same width B, the base of which is designed like a circular section.
  • an elastic damping element 15 is arranged, which can serve to damp the driving piston 4.
  • the holding device 9 which is composed of two diametrically opposed balls 11, a spring ring 10 surrounding the balls 11 and a receptacle 12 which is radially open towards the cylindrical shaft part 7 of the driving piston 6.
  • the spring ring 10 is resilient in the radial direction and has a conical inner contour which acts on the balls 11 and which is inclined to the driving piston axis to form an angle which opens counter to the driving direction.
  • the receptacle 12 serves to receive the balls 11 and has a length that runs parallel to the longitudinal extension of the driving piston 6 and exceeds the diameter of one of the balls 11.
  • the piston guide 4 is surrounded by a carrier 2.
  • the piston guide 4 is axially displaceable relative to the carrier 2.
  • a cartridge holder 3 is arranged, which serves to hold a propellant charge, not shown.
  • the cartridge receptacle 3 is connected to the interior of the carrier 2 and thus also to the driving piston 6 via a bore.
  • the carrier 2 is located in a housing 1 and can be moved relative to the housing 1.
  • a spring 16 arranged between the housing 1 and the carrier 2 ensures that the carrier 2 is then pushed back into its starting position relative to the housing 1 after the carrier 2 has been displaced in a setting process against the setting direction.
  • the driving piston 6 mounted in the piston guide 4 can be displaced within a displacement which is formed by the guide bore 5 of the piston guide 4 and a part of the carrier 2 which has an inner contour which is matched to the outer contour of the piston part 8.
  • the driving piston 6 is accelerated in the setting direction with the help of propellant gases of the propellant charge arranged in the cartridge receptacle 3.
  • the two balls 11 of the holding device 9 roll in the receptacle 12 of the piston guide 4 in the setting direction until they are on the opposite side of the setting direction Apply end of the receptacle 12.
  • the balls 11 interact with a conical inner contour of a spring ring 10, which is thereby preloaded radially.
  • the spring ring 10 presses the balls 11 laterally against the shaft part 7 of the driving piston 6, so that friction occurs between the shaft part 7 and the balls 11. In contrast to the energy with which the driving piston 6 is accelerated in the setting direction, this friction is negligibly small, so that the friction does not have a negative effect on the acceleration of the driving piston 6.
  • the carrier 2 is displaced with respect to the piston guide 4 and with respect to the housing 1 against the setting direction, so that the length of the displacement increases.
  • the spring 16, which is supported on the housing 1 and interacts with the carrier 2, is preloaded. After a fastening element has been driven into the receiving material, the driving piston 6 moves at a high speed towards the surface 17 of the carrier 2 facing the setting direction in the region of the cartridge receptacle 3.
  • the driving piston 6 makes a larger stroke, so that the recess 13 arranged in the end region of the shaft part 7 on the setting direction can pass through the region of the balls 11 of the holding device 9.
  • the driving piston 6 subsequently rebounds on the surface 17 of the carrier 2, the driving piston 6 moves in the setting direction.
  • the recesses 13 come into contact again with the balls 11 of the holding device 9, and one or more positive connections are formed one after the other. Due to the positive connections, the holding device 9 is activated more quickly, so that the driving piston 6 cannot move any further in the setting direction.
  • the prestressed spring 16 arranged between the carrier 2 and the housing 1 displaces the carrier 2 in the setting direction.
  • the carrier 2 is displaced relative to the piston guide 4 so that the length of the displacement is reduced again.
  • the surface 17 of the carrier 2 facing the setting direction comes into contact with a side of the head part 8 facing away from the setting direction in the area of the cartridge receptacle 3 and pushes the driving piston 6 in the setting direction in front of itself until the starting position of the driving piston 6 and the carrier 2 relative to the Housing 1 again is reached.
  • the force emanating from the spring 16 is so great that the holding force of the holding device 9 is overcome and the positive connection between the shaft part 7 and the balls 11 is canceled.
  • the circumferential recesses 13 are located between a free end of the piston guide 4 on the setting direction and the holding device 9.
  • the bottom of the recess 13 is designed in the form of a circular cutout, the radius of the circular cutout essentially corresponding to the radius of one of the balls 11.

Abstract

The explosively driven fastener apparatus comprises a carrier (2) which contains a cartridge receiver (3) and a piston guide (4) relative to it. A drive piston (6) has a cylindrical shaft part (7) and a head section (8) and is driven by gas from a rearward starting position to a forward end position. A catch mechanism (9) is provided for the piston which comprises a ball (11) mounted on a spring ring (10), at its conical inner contour. The shaft part of the piston has circumferential indentations (13) in the end area in which the ball engages.

Description

Die Erfindung betrifft ein pulverkraftbetriebenes Setzgerät mit einem, eine Kartuschenaufnahme aufweisenden Träger, einer in dem Träger geführten, relativ zum Träger versetzbaren Kolbenführung, einem in der Kolbenführung angeordneten, ein zylindrisches Schaftteil und ein Kopfteil aufweisenden Treibkolben, der mittels Treibgasen einer in der Kartuschenaufnahme angeordneten Treibladung von einer hinteren Ausgangssstellung in eine setzrichtungsseitige vordere Endstellung treibbar ist und einer Halteeinrichtung für den Treibkolben, die wenigstens eine radial versetzbare, sich an einer konischen Innenkontur eines Federringes abstützende Kugel umfasst, die in einer zum Schaftteil hin offenen Aufnahme der Kolbenführung parallel zur Längserstreckung der Kolbenführung begrenzt versetzbar ist.The invention relates to a powder-powered setting tool with a carrier having a cartridge receptacle, a piston guide guided in the carrier and displaceable relative to the carrier, a driving piston arranged in the piston guide, having a cylindrical shaft part and a head part, which by means of propellant gases provides a propellant charge arranged in the cartridge receptacle can be driven from a rear starting position into a setting direction-side front end position and a holding device for the driving piston, which comprises at least one radially displaceable ball, which is supported on a conical inner contour of a spring washer, which, in a receptacle of the piston guide open towards the shaft part, parallel to the longitudinal extension of the piston guide can be moved to a limited extent.

Aus der DE 43 13 504 A1 ist ein pulverkraftbetriebenes Setzgerät mit einem, eine Kartuschenaufnahme aufweisenden Träger, einer in dem Träger geführten, relativ zum Träger versetzbaren Kolbenführung, einem in einer Führungsbohrung der Kolbenführung gelagerten Treibkolben und einer Halteeinrichtung bekannt. Der Treibkolben ist mittels Treibgasen einer in der Kartuschenaufnahme angeordneten Treibladung innerhalb eines von der Führungsbohrung der Kolbenführung und einem Teil des Trägers gebildeten Hubraumes versetzbar. Der Treibkolben setzt sich aus einem zylindrischen Schaftteil und einem Kopfteil zusammen. Die Halteeinrichtung wird gebildet von einer in der Kolbenführung vorgesehenen, zum zylindrischen Schaftteil des Treibkolbens hin radial offenen Aufnahme mit zwei am Schaftteil anliegenden Kugeln und einem die Kugeln umgebenden Federring. Die parallel zur Längserstreckung des Treibkolbens verlaufende Länge der Aufnahme übersteigt den Durchmesser einer der Kugeln. Der Federring weist eine konische, auf die Kugeln einwirkende Innenkontur auf, die zur Treibkolbenachse unter Bildung eines sich entgegen der Eintreibrichtung öffnenden Winkels geneigt ist.DE 43 13 504 A1 discloses a powder-operated setting tool with a carrier having a cartridge receptacle, a piston guide guided in the carrier and displaceable relative to the carrier, a driving piston mounted in a guide bore in the piston guide and a holding device. The propellant piston can be displaced by means of propellant gases of a propellant charge arranged in the cartridge receptacle within a displacement space formed by the guide bore of the piston guide and part of the carrier. The driving piston is composed of a cylindrical shaft part and a head part. The holding device is formed by a receptacle provided in the piston guide and radially open towards the cylindrical shaft part of the driving piston with two balls resting on the shaft part and a spring ring surrounding the balls. The length of the receptacle running parallel to the longitudinal extension of the driving piston exceeds the diameter of one of the balls. The spring ring has a conical inner contour which acts on the balls and which is inclined to the driving piston axis to form an angle which opens counter to the driving direction.

Verschiebt sich der Treibkolben geringfügig in Setzrichtung, so erfolgt ein Abrollen der Kugeln in Setzrichtung. Die sich an der konischen Innenkontur des Federringes abrollenden Kugeln drücken dabei einerseits den Federring radial nach aussen, andererseits werden die Kugeln von der Federkraft des Federringes seitlich an das Schaftteil des Treibkolbens gedrückt. so dass eine selbsständige Versetzung des Treibkolbens in Setzrichtung insbesondere durch die Schwerkraft verhindert wird.If the driving piston moves slightly in the setting direction, the balls roll in the setting direction. The rolling on the conical inner contour of the spring ring Balls on the one hand press the spring ring radially outwards, on the other hand the balls are pressed laterally by the spring force of the spring ring against the shaft part of the drive piston. so that an independent displacement of the driving piston in the setting direction is prevented, in particular by gravity.

Beim Setzvorgang wird der Treibkolben mit Hilfe einer von einer Treibladung entwickelten, sehr grossen Energie in Setzrichtung beschleunigt. Dagegen ist die von der Halteeinrichtung auf das Schaftteil wirkende Haltekraft vernachlässigbar klein, so dass sich die Haltekraft nicht negativ auf die Beschleunigung des Treibkolbens auswirkt.During the setting process, the driving piston is accelerated in the setting direction with the help of a very large amount of energy developed by a propellant charge. In contrast, the holding force acting on the shaft part by the holding device is negligibly small, so that the holding force does not have a negative effect on the acceleration of the driving piston.

Insbesondere wenn der Treibkolben mit Überenergie beschleunigt wird, schlägt der Treibkolben nach einem Setzvorgang mit einer hohen Geschwindigkeit an einer der Setzrichtung zugewandten Fläche des Trägers im Bereich der Kartuschenaufnahme auf, prallt von dort ab und bewegt sich noch einmal in Setzrichtung, so dass er nicht in seiner Ausgangsstellung zu liegen kommt. Bei einem nachfolgenden Setzvorgang kann der Treibkolben nicht mehr im richtigen Ausmass beschleunigt werden, so dass das zu setzende Befestigungselement nicht ausreichend tief in einen Untergrund eingterieben wird.In particular, if the driving piston is accelerated with excessive energy, the driving piston strikes at a high speed on a surface of the carrier facing the setting direction in the area of the cartridge holder after a setting process, bounces off there and moves again in the setting direction so that it does not move in comes to rest in its starting position. In a subsequent setting process, the driving piston can no longer be accelerated to the correct extent, so that the fastening element to be set is not driven deep enough into an underground.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein pulverkraftbetriebenes Setzgerät zu schaffen, dessen Treibkolben bei Überenergie sicher in seiner Ausgangsstellung angeordnet und gehalten werden kann.The invention has for its object to provide a powder-operated setting tool, the driving piston can be safely arranged and held in its starting position in the event of over-energy.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Schaftteil des Treibkolbens im setzrichtungsseitigen Endbereich wenigstens eine mit der Kugel der Halteeinrichtung zusammenwirkende, umlaufend ausgebildete Vertiefung aufweist.According to the invention, the object is achieved in that the shaft part of the drive piston has at least one circumferentially formed depression in the end region on the setting direction side, which cooperates with the ball of the holding device.

Bei einem Setzvorgang wird der Treibkolben mit Hilfe von Treibgasen einer in der Kartuschenaufnahme angeordneten Treibladung in Setzrichtung beschleunigt. Dabei wird eine Halteeinrichtung aktiviert, deren Reibkraft sich allerdings vernachlässigbar gering auf die Beschleunigung des Treibkolbens auswirkt.During a setting process, the driving piston is accelerated in the setting direction with the help of propellant gases of a propellant charge arranged in the cartridge receptacle. A holding device is activated, the frictional force of which, however, has a negligible effect on the acceleration of the driving piston.

Gleichzeitig mit der Beschleunigung des Treibkolbens in Setzrichtung erfolgt eine Verschiebung des Trägers gegenüber der Kolbenführung und gegenüber einem Gehäuse entgegen der Setzrichtung, so dass sich die Länge des von der Kolbenführung und einem Teil des Trägers gebildeten Hubraumes vergrössert. Eine sich am Gehäuse abstützende, mit dem Träger zusammenwirkende Feder wird dabei vorgespannt. Nach dem Eintreiben eines Befestigungselementes in einen Untergrund bewegt sich der Treibkolben mit einer hohen Geschwindigkeit auf die der Setzrichtung zugewandte Fläche des Trägers im Bereich der Kartuschenaufnahme zu.Simultaneously with the acceleration of the driving piston in the setting direction, the carrier is displaced with respect to the piston guide and with respect to a housing against the setting direction, so that the length of the displacement formed by the piston guide and part of the carrier increases. A supported on the housing spring cooperating with the support is biased. After a fastening element has been driven into a subsurface, the driving piston moves at a high speed towards the surface of the carrier facing the setting direction in the region of the cartridge receptacle.

Da zu diesem Zeitpunkt die Hubraumlänge noch immer grösser ist als in der Ruhelage des Setzgerätes, macht der Treibkolben einen grösseren Hub, so dass die im setzrichtungsseitigen Endbereich des Schaftteils angeordnete Vertiefung den Bereich der Kugel der Halteeinrichtung passieren kann. Beim anschliessenden Abprallen des Treibkolbens auf der Seite des Trägers im Bereich der Kartuschenaufnahme bewegt sich der Treibkolben in Setzrichtung. Dabei kommt die Vertiefung noch einmal mit der Kugel der Halteeinrichtung in Berührung, und es entsteht eine formschlüssige Verbindung zwischen diesen beiden Teilen. Durch diese formschlüssige Verbindung und die axiale Bewegung des Treibkolbens in Setzrichtung wird die Halteeinrichtung sehr schnell aktiviert, so dass sich der Treibkolben nicht weiter in Setzrichtung bewegt.Since at this point in time the displacement is still greater than when the setting tool is in the rest position, the driving piston makes a larger stroke, so that the depression arranged in the end area of the shaft part on the setting direction can pass through the area of the ball of the holding device. When the driving piston then rebounds on the side of the carrier in the area of the cartridge holder, the driving piston moves in the setting direction. The recess comes into contact again with the ball of the holding device, and a positive connection is created between these two parts. This positive connection and the axial movement of the driving piston in the setting direction activate the holding device very quickly, so that the driving piston does not move any further in the setting direction.

Nachdem der Treibkolben diese Position erreicht hat, verschiebt die zwischen dem Träger und dem Gehäuse angeordnete, vorgespannte Feder den Träger in Setzrichtung. Dabei erfolgt eine Verschiebung des Trägers gegenüber der Kolbenführung so dass sich die Hubraumlänge wieder verkleinert. Gleichzeitig gelangt die der Setzrichtung zugewandte Seite des Trägers im Bereich der Kartuschenaufnahme mit einer der Setzrichtung abgewandten Seite des Kopfteiles in Berührung und schiebt den Treibkolben in Setzrichtung vor sich her, bis die Ausgangsstellung des Treibkolbens und des Trägers gegenüber dem Gehäuse wieder erreicht ist. Die von der Feder ausgehende Kraft ist dabei so gross, dass die Haltekraft der Halteeinrichtung überwunden und die formschlüssige Verbindung zwischen dem Schaftteil und der Kugel aufgehoben wird. In der Ausgangsstellung des Treibkolbens befindet sich die umlaufende Vertiefung zwischen einem setzrichtungsseitigen Endbereich der Kolbenführung und der Halteeinrichtung.After the driving piston has reached this position, the preloaded spring arranged between the carrier and the housing displaces the carrier in the setting direction. The carrier is displaced in relation to the piston guide so that the displacement length is reduced again. At the same time, the side of the carrier facing the setting direction comes into contact with a side of the head part facing away from the setting direction in the area of the cartridge receptacle and pushes the driving piston forward in the setting direction until the starting position of the driving piston and the carrier relative to the housing is reached again. The force emanating from the spring is so great that the holding force of the holding device is overcome and the positive connection between the shaft part and the ball is released. In the starting position of the driving piston, the circumferential recess is located between an end region of the piston guide on the setting direction and the holding device.

Aus Gründen der Knicksteifigkeit und der Kerbwirkung des Schaftteiles ist zweckmässigerweise der Grund der Vertiefung kreisausschnittartig ausgebildet.For reasons of buckling stiffness and the notch effect of the shaft part, the bottom of the depression is expediently designed in the form of a circular section.

Eine gute formschlüssige Verbindung zwischen dem Schaftteil des Treibkolbens und der Kugel wird erreicht, wenn vorzugsweise der Radius des Kreisausschnittes im wesentlichen dem Radius der Kugel entspricht.A good interlocking connection between the shaft part of the driving piston and the ball is achieved if the radius of the circular cutout essentially corresponds to the radius of the ball.

Ein mit Überenergie angetriebener Treibkolben trifft mit einer hohen Geschwindigkeit auf der der Setzrichtung zugewandten Seite des Trägers auf. Das Abprallen an der Seite des Trägers ist dementsprechend stark, so dass sich der Treibkolben sehr schnell in Setzrichtung bewegt. Damit die nur eine bestimmte Haltekraft aufweisende Halteeinrichtung den Treibkolben auch sicher abfangen kann, besitzt das Schaftteil des Treibkolben vorzugsweise axial hintereinander mehrere voneinander beabstandete Vertiefungen, die mit der Kugel der Halteeinrichtung eine formschlüssige Verbindung eingehen können. Jeweils dann, wenn eine Vertiefung auf die Kugel trifft, wird die Halteeinrichtung aktiviert. Übersteigt die Bewegungsenergie des Treibkolbens die Haltekraft, so wird die Kugel radial ausgerückt, die zweite bzw. die nächste Vertiefung trift auf die Kugel und die Halteeinrichtung wird ein weiteres Mal aktiviert. Wenn die Haltekraft der Halteeinrichtung nicht ausreicht, dann folgen weitere radiale Ausrückungen der Kugel und weitere Aktivierungen der Halteeinrichtung, bis der Treibkolben stehen bleibt.A driving piston driven with over-energy strikes the side of the carrier facing the setting direction at high speed. The ricochet on the side of the carrier is correspondingly strong, so that the driving piston moves very quickly in the setting direction. So that the holding device, which only has a certain holding force, can also safely intercept the driving piston, the shaft part of the driving piston preferably has several axially successive spaced-apart depressions, which can form a positive connection with the ball of the holding device. The holding device is activated each time a recess hits the ball. If the kinetic energy of the driving piston exceeds the holding force, the ball is disengaged radially, the second or the next depression hits the ball and the holding device is activated again. If the holding force of the holding device is not sufficient, further radial disengagements of the ball and further activations of the holding device follow until the driving piston stops.

Aus Gründen der mechanischen Festigkeit des Schaftteils des Treibkolbens weist vorteilhafterweise der Schaftteil drei axial hintereinander angeordnete Vertiefungen auf. In der Ausgangsstellung des Treibkolbens befinden sich alle drei Vertiefungen zwischen dem setzrichtungsseitigen Ende der Kolbenführung und der Kugel der Halteeinrichtung.For reasons of the mechanical strength of the shaft part of the driving piston, the shaft part advantageously has three depressions arranged axially one behind the other. In the starting position of the driving piston, all three depressions are located between the end of the piston guide on the setting direction and the ball of the holding device.

Damit die für das radiale Ausrücken der Bremskugel aus der Vertiefung notwendige Kraft unabhängig von der Ausgangsstellung des Treibkolbens gleich gross ist, ist vorzugsweise die in Längsrichtung des Schaftteils gemessene Breite der Vertiefungen im wesentlichen gleich.So that the force required for the radial disengagement of the brake ball from the recess is the same regardless of the starting position of the driving piston, the width of the recesses measured in the longitudinal direction of the shaft part is preferably essentially the same.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung, die die im Zusammenhang mit der Erfindung massgebenden Geräteteile eines pulverkraftbetriebenen Setzgerätes in der angepressten Stellung zeigt, näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to a drawing which shows the parts of a powder-operated setting tool which are decisive in connection with the invention in the pressed-on position.

Das erfindungsgemässe pulverkraftbetriebene Setzgerät wird gegen das zeichnerisch nicht dargestellte Aufnahmematerial gedrückt, in welches ein ebenfalls zeichnerisch nicht dargestelltes Befestigungselement eingetrieben werden soll. Dieses Befestigungselement wird dabei innerhalb einer Elementführung 14 gelagert, die unter Zwischenlage einer Halteeinrichtung 9 fest mit einer Kolbenführung 4 verbunden ist.The powder-operated setting tool according to the invention is pressed against the receiving material, not shown in the drawing, into which a fastening element, also not shown in the drawing, is to be driven. This fastening element is stored within an element guide 14 which is firmly connected to a piston guide 4 with the interposition of a holding device 9.

In einer Führungsbohrung der Kolbenführung 4 ist ein Treibkolben 6 gelagert. Der Treibkolben 6 setzt sich aus einem Schaftteil 7 und einem Kopfteil 8 zusammen. In der gezeigten Darstellung befindet sich der Treibkolben 6 gegenüber der Kolbenführung 4 in seiner Ausgangsstellung. Der Schaftteil 7 ist im setzrichtungsseitigen Endbereich mit drei axial hintereinander angeordneten, umlaufend ausgebildeten Vertiefungen 13 mit gleicher Breite B versehen, deren Grund kreisausschnittartig ausgebildet ist. Im setzrichtungsseitigen Endbereich der Kolbenführung 4 ist ein elastisches Dämpfelement 15 angeordnet, das der Dämpfung des Treibkolbens 4 dienen kann.A driving piston 6 is mounted in a guide bore of the piston guide 4. The driving piston 6 is composed of a shaft part 7 and a head part 8. In the shown Representation of the driving piston 6 relative to the piston guide 4 is in its starting position. The shaft part 7 is provided in the end region on the setting direction with three axially arranged, circumferentially formed recesses 13 with the same width B, the base of which is designed like a circular section. In the end region of the piston guide 4 on the setting direction, an elastic damping element 15 is arranged, which can serve to damp the driving piston 4.

Zwischen der Kolbenführung 4 und der Elementführung 14 befindet sich die Halteeinrichtung 9, die sich aus zwei einander diametral gegenüberliegenden Kugeln 11, einem die Kugeln 11 umgebenden Federring 10 und einer zum zylindrischen Schaftteil 7 des Treibkolbens 6 hin radial offenen Aufnahme 12 zusammensetzt. Der Federring 10 ist in radialer Richtung federbar und weist eine konische, auf die Kugeln 11 einwirkende Innenkontur auf, die zur Treibkolbenachse unter Bildung eines sich entgegen der Eintreibrichtung öffnenden Winkels geneigt ist. Die Aufnahme 12 dient der Aufnahme der Kugeln 11 und weist eine parallel zur Längserstreckung des Treibkolbens 6 verlaufende Länge auf, die den Durchmesser einer der Kugeln 11 übersteigt.Between the piston guide 4 and the element guide 14 there is the holding device 9, which is composed of two diametrically opposed balls 11, a spring ring 10 surrounding the balls 11 and a receptacle 12 which is radially open towards the cylindrical shaft part 7 of the driving piston 6. The spring ring 10 is resilient in the radial direction and has a conical inner contour which acts on the balls 11 and which is inclined to the driving piston axis to form an angle which opens counter to the driving direction. The receptacle 12 serves to receive the balls 11 and has a length that runs parallel to the longitudinal extension of the driving piston 6 and exceeds the diameter of one of the balls 11.

Die Kolbenführung 4 ist umgeben von einem Träger 2. Gegenüber dem Träger 2 ist die Kolbenführung 4 axial versetzbar. An einem der Setzrichtung abgewandten freien Ende des Trägers 2 ist eine Kartuschenaufnahme 3 angeordnet, die der Aufnahme einer nicht dargestellten Treibladung dient. Die Kartuschenaufnahme 3 steht über eine Bohrung mit dem Innenraum des Trägers 2 und somit auch mit dem Treibkolben 6 in Verbindung.The piston guide 4 is surrounded by a carrier 2. The piston guide 4 is axially displaceable relative to the carrier 2. At a free end of the carrier 2 facing away from the setting direction, a cartridge holder 3 is arranged, which serves to hold a propellant charge, not shown. The cartridge receptacle 3 is connected to the interior of the carrier 2 and thus also to the driving piston 6 via a bore.

Der Träger 2 befindet sich in einem Gehäuse 1 und ist relativ zum Gehäuse 1 versetzbar. Eine zwischen dem Gehäuse 1 und dem Träger 2 angeordnete Feder 16 sorgt dafür, dass der Träger 2 jeweils dann wieder gegenüber dem Gehäuse 1 in seine Ausgangsstellung zurückverschoben wird, nachdem der Träger 2 bei einem Setzvorgang entgegen der Setzrichtung versetzt wurde. Der in der Kolbenführung 4 gelagerte Treibkolben 6 ist innerhalb eines Hubraumes versetzbar, der gebildet wird von der Führungsbohrung 5 der Kolbenführung 4 und einem Teil des Trägers 2, der eine auf die Aussenkontur des Kolbenteils 8 abgestimmte Innenkontur aufweist.The carrier 2 is located in a housing 1 and can be moved relative to the housing 1. A spring 16 arranged between the housing 1 and the carrier 2 ensures that the carrier 2 is then pushed back into its starting position relative to the housing 1 after the carrier 2 has been displaced in a setting process against the setting direction. The driving piston 6 mounted in the piston guide 4 can be displaced within a displacement which is formed by the guide bore 5 of the piston guide 4 and a part of the carrier 2 which has an inner contour which is matched to the outer contour of the piston part 8.

Bei einem Setzvorgang wird der Treibkolben 6 mit Hilfe von Treibgasen der in der Kartuschenaufnahme 3 angeordneten Treibladung in Setzrichtung beschleunigt. Die beiden Kugeln 11 der Halteeinrichtung 9 rollen dabei in der Aufnahme 12 der Kolbenführung 4 in Setzrichtung ab, bis sie an dem der Setzrichtungsseite gegenüberliegenden Ende der Aufnahme 12 anliegen. Die Kugeln 11 wirken beim Abrollen mit einer konischen Innenkontur eines Federringes 10 zusammen, der dadurch radial vorgespannt wird. Der Federring 10 drückt die Kugeln 11 seitlich an das Schaftteil 7 des Treibkolbens 6, so dass eine Reibung zwischen dem Schaftteil 7 und den Kugeln 11 entsteht. Diese Reibung ist im Gegensatz zu der Energie mit der der Treibkolben 6 in Setzrichtung beschleunigt wird, vernachlässigbar klein, so dass sich die Reibung nicht negativ auf die Beschleunigung des Treibkolbens 6 auswirkt.During a setting process, the driving piston 6 is accelerated in the setting direction with the help of propellant gases of the propellant charge arranged in the cartridge receptacle 3. The two balls 11 of the holding device 9 roll in the receptacle 12 of the piston guide 4 in the setting direction until they are on the opposite side of the setting direction Apply end of the receptacle 12. When rolling, the balls 11 interact with a conical inner contour of a spring ring 10, which is thereby preloaded radially. The spring ring 10 presses the balls 11 laterally against the shaft part 7 of the driving piston 6, so that friction occurs between the shaft part 7 and the balls 11. In contrast to the energy with which the driving piston 6 is accelerated in the setting direction, this friction is negligibly small, so that the friction does not have a negative effect on the acceleration of the driving piston 6.

Gleichzeitig mit der Beschleunigung des Treibkolbens 6 in Setzrichtung erfolgt eine Verschiebung des Trägers 2 gegenüber der Kolbenführung 4 und gegenüber dem Gehäuse 1 entgegen der Setzrichtung, so dass sich die Länge des Hubraums vergrössert. Die sich am Gehäuse 1 abstützende, mit dem Träger 2 zusammenwirkende Feder 16 wird dabei vorgespannt. Nach dem Eintreiben eines Befestigungselementes in das Aufnahmematerial bewegt sich der Treibkolben 6 mit einer hohen Geschwindigkeit auf die der Setzrichtung zugewandte Fläche 17 des Trägers 2 im Bereich der Kartuschenaufnahme 3 zu.Simultaneously with the acceleration of the driving piston 6 in the setting direction, the carrier 2 is displaced with respect to the piston guide 4 and with respect to the housing 1 against the setting direction, so that the length of the displacement increases. The spring 16, which is supported on the housing 1 and interacts with the carrier 2, is preloaded. After a fastening element has been driven into the receiving material, the driving piston 6 moves at a high speed towards the surface 17 of the carrier 2 facing the setting direction in the region of the cartridge receptacle 3.

Da zu diesem Zeitpunkt die Länge des Hubraums noch immer grösser ist als in der Ruhelage des Setzgerätes, macht der Treibkolben 6 einen grösseren Hub, so dass die im setzrichtungsseitigen Endbereich des Schaftteiles 7 angeordneten Vertiefung 13 den Bereich der Kugeln 11 der Halteeinrichtung 9 passieren können. Beim anschliessenden Abprallen des Treibkolbens 6 auf der Fläche 17 des Trägers 2 bewegt sich der Treibkolben 6 in Setzrichtung. Dabei kommen die Vertiefungen 13 noch einmal mit den Kugeln 11 der Halteeinrichtung 9 in Berührung, und es entsteht eine oder weitere formschlüssige Verbindungen nacheinander. Durch die formschlüssige Verbindungen wird die Halteeinrichtung 9 schneller aktiviert, so dass sich der Treibkolben 6 nicht weiter in Setzrichtung bewegen kann.Since, at this point in time, the length of the displacement is still greater than when the setting tool is in the rest position, the driving piston 6 makes a larger stroke, so that the recess 13 arranged in the end region of the shaft part 7 on the setting direction can pass through the region of the balls 11 of the holding device 9. When the driving piston 6 subsequently rebounds on the surface 17 of the carrier 2, the driving piston 6 moves in the setting direction. The recesses 13 come into contact again with the balls 11 of the holding device 9, and one or more positive connections are formed one after the other. Due to the positive connections, the holding device 9 is activated more quickly, so that the driving piston 6 cannot move any further in the setting direction.

Im wesentlichen gleichzeitig mit der Aktivierung der Halteeinrichtung 9 verschiebt die zwischen dem Träger 2 und dem Gehäuse 1 angeordnete, vorgespannte Feder 16 den Träger 2 in Setzrichtung. Dabei erfolgt eine Versetzung des Trägers 2 gegenüber der Kolbenführung 4, so dass sich die Länge des Hubraums wieder verkleinert. Gleichzeitig gelangt die der Setzrichtung zugewandte Fläche 17 des Trägers 2 im Bereich der Kartuschenaufnahme 3 mit einer der Setzrichtung abgewandten Seite des Kopfteiles 8 in Berührung und schiebt den Treibkolben 6 in Setzrichtung vor sich her, bis die Ausgangsstellung des Treibkolbens 6 und des Trägers 2 gegenüber dem Gehäuse 1 wieder erreicht ist. Die von der Feder 16 ausgehende Kraft ist dabei so gross, dass die Haltekraft der Halteeinrichtung 9 überwunden und die formschlüssige Verbindung zwischen dem Schaftteil 7 und den Kugeln 11 aufgehoben wird. In der Ausgangsstellung des Treibkolbens 6 befinden sich die umlaufenden Vertiefungen 13 zwischen einem setzrichtungsseitigen freien Ende der Kolbenführung 4 und der Halteeinrichtung 9.Essentially simultaneously with the activation of the holding device 9, the prestressed spring 16 arranged between the carrier 2 and the housing 1 displaces the carrier 2 in the setting direction. The carrier 2 is displaced relative to the piston guide 4 so that the length of the displacement is reduced again. At the same time, the surface 17 of the carrier 2 facing the setting direction comes into contact with a side of the head part 8 facing away from the setting direction in the area of the cartridge receptacle 3 and pushes the driving piston 6 in the setting direction in front of itself until the starting position of the driving piston 6 and the carrier 2 relative to the Housing 1 again is reached. The force emanating from the spring 16 is so great that the holding force of the holding device 9 is overcome and the positive connection between the shaft part 7 and the balls 11 is canceled. In the starting position of the driving piston 6, the circumferential recesses 13 are located between a free end of the piston guide 4 on the setting direction and the holding device 9.

Damit eine gute formschlüssige Verbindung zwischen dem Schaftteil 7 des Treibkolbens 6 und den Kugeln 11 erreicht, wird ist der Grund der Vertiefung 13 kreisausschnittartig ausgebildet, wobei der Radius des Kreisausschnittes im wesentlichen dem Radius einer der Kugeln 11 entspricht.So that a good positive connection between the shaft part 7 of the driving piston 6 and the balls 11 is achieved, the bottom of the recess 13 is designed in the form of a circular cutout, the radius of the circular cutout essentially corresponding to the radius of one of the balls 11.

Claims (6)

Pulverkraftbetriebenes Setzgerät mit einem, eine Kartuschenaufnahme (3) aufweisenden Träger (2), einer in dem Träger (2) geführten, relativ zum Träger (2) versetzbaren Kolbenführung (4), einem in der Kolbenführung (4) angeordneten, ein zylindrisches Schaftteil (7) und ein Kopfteil (8) aufweisenden Treibkolben (6) der mittels Treibgasen einer in der Kartuschenaufnahme (3) angeordneten Treibladung von einer hinteren Ausgangssstellung in eine setzrichtungsseitige vordere Endstellung treibbar ist und einer Halteeinrichtung (9) für den Treibkolben (6), die wenigstens eine radial versetzbare, sich an einer konischen Innenkontur eines Federringes (10) abstützende Kugel (11) umfasst, die in einer zum Schaftteil (7) hin offenen Aufnahme (12) der Kolbenführung (4) parallel zur Längserstreckung der Kolbenführung (4) begrenzt versetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaftteil (7) des Treibkolbens (6) im setzrichtungsseitigen Endbereich wenigstens eine mit der Kugel (11) der Halteeinrichtung (9) zusammenwirkende, umlaufend ausgebildete Vertiefung (13) aufweist.Powder-powered setting tool with a carrier (2) having a cartridge holder (3), a piston guide (4) guided in the carrier (2) and displaceable relative to the carrier (2), a cylindrical shaft part (4) arranged in the piston guide (4). 7) and a head part (8) having driving pistons (6) which can be propelled by means of propellant gases of a propellant charge arranged in the cartridge receptacle (3) from a rear starting position into a front end position on the setting direction, and a holding device (9) for the driving piston (6) comprises at least one radially displaceable ball (11) which is supported on a conical inner contour of a spring ring (10) and which delimits in a receptacle (12) of the piston guide (4) which is open towards the shaft part (7) parallel to the longitudinal extension of the piston guide (4) is displaceable, characterized in that the shaft part (7) of the driving piston (6) in the setting direction end region at least one with the ball (11) of the Ha lteeinrichtung (9) cooperating, circumferentially formed recess (13). Setzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grund der Vertiefung (13) kreisausschnittartig ausgebildet istSetting tool according to claim 1, characterized in that the base of the recess (13) is designed like a circular section Setzgerät nach Anspruch 2, dadruch gekennzeichnet, dass der Radius des Kreisausschnittes im wesentlichen dem Radius der Kugel (11) entspricht.Setting tool according to claim 2, characterized in that the radius of the circular section essentially corresponds to the radius of the ball (11). Setzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaftteil (7) axial hintereinander, mehrere voneinander beabstandete Vertiefungen (13) aufweist.Setting tool according to one of claims 1 to 3, characterized in that the shaft part (7) has a plurality of recesses (13) spaced apart axially one behind the other. Setzgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaftteil (7) drei axial hintereinander angeordnete Vertiefungen (13) aufweist.Setting tool according to claim 4, characterized in that the shaft part (7) has three depressions (13) arranged axially one behind the other. Setzgerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die in Längsrichtung des Schaftteils (7) gemessene Breite (B) der Vertiefungen (13) im wesentlichen gleich ist.Setting tool according to claim 4 or 5, characterized in that the width (B) of the depressions (13) measured in the longitudinal direction of the shaft part (7) is substantially the same.
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