EP0805003A2 - Pulverkraftbetriebenes Bolzensetzgerät - Google Patents
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- EP0805003A2 EP0805003A2 EP97107296A EP97107296A EP0805003A2 EP 0805003 A2 EP0805003 A2 EP 0805003A2 EP 97107296 A EP97107296 A EP 97107296A EP 97107296 A EP97107296 A EP 97107296A EP 0805003 A2 EP0805003 A2 EP 0805003A2
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- 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
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Definitions
- the invention relates to a powder-operated bolt-actuating device according to the preamble of claim 1.
- a powder-operated bolt-actuating device with a barrel guided in a barrel guide sleeve, which can be brought into operative engagement with a closure piece, the barrel guide bore of which receives a multi-part piston, the mouth-side part of which has a piston skirt and a piston head, and which faces away from the mouth Side has a cartridge storage.
- the piston includes a so-called hammer consisting of a sleeve and a shaft, which serves to reduce the recoil occurring when the bolt is inserted so much that the device does not rise from the wall into which the bolt penetrates.
- the circumference of the piston head can be provided with grooves which connect the spaces in front of and behind the piston head with one another.
- it is not a repetitive device, so that the piston is not returned to its starting position by using the combustion gases.
- the object of the invention is to provide a powder-operated bolt-actuating device according to the preamble of claim 1, which is simplified in construction as a repetitive device.
- the combustion gases are throttled through the piston head from the back to the front, where they pass through outlet openings into an annular space between the piston skirt and barrel guide bore for the piston and build up a gas cushion there.
- These outlet openings are surrounded by an annular spring which, when the pressure in the annular space at the front of the piston becomes greater than that at the rear, closes the outlet openings.
- the formation of the gas cushion is supported by the air contained in the annular space and compressed by the piston movement. This gas cushion not only intercepts the piston, but also acts as a gas spring, since the pressure behind the piston drops by releasing appropriate ventilation slots in the barrel rather than the pressure of the gas cushion, so that the latter is thereby returned to its starting position.
- Fig. 1 shows a section in section of the barrel-side part of a powder-operated bolt-actuating device in its initial position.
- FIG 2 and 3 show the detail of the bolt setting device before the bolt setting process or at the end of the bolt setting process.
- FIG. 4 shows an enlarged detail “A” from FIG. 2.
- the powder-operated bolt setting device shown comprises a barrel guide sleeve 1, which mounts a sleeve-shaped insert 2 on the muzzle side.
- the insert 2 accommodates a bolt guide 3 which is displaceable therein and which is provided with a shoulder 4 which, in the starting position of FIG. 1, bears against an inwardly directed flange section 5 of a threaded piece 6 screwed onto the barrel guide sleeve 1 on the mouth side.
- a helical spring 9 is clamped between the flange section 5 and an outwardly directed flange section 7 of a threaded piece 8 screwed onto the bolt guide 3 prestresses the bolt guide 3 in the starting position of FIG. 1.
- the bolt guide 3 has a bore 10 for receiving a bolt to be inserted, which is widened on the side facing away from the muzzle to slidably receive the muzzle-side end of a barrel front part 11, while the insert 2 serves as a safety stop for the barrel front part 11 when the device is without Loading a bolt should be operated.
- a barrel rear part 12 is provided, which is inserted with an extension 13 in the barrel front part 11 and in which a piston receptacle 14 and a combustion chamber are formed adjacent to a conical barrel floor 15.
- a cartridge bearing 16 is also provided in the rear barrel part 12 for receiving a cartridge, a narrowing bore 17 opening into the running floor 15 adjoining the cartridge bearing 16.
- Adjacent to the cartridge store 16 is a closure piece 18 having a cartridge tape guide.
- the rear barrel part 12 is connected via one or more tie rods 19 to the bolt guide 3 in such a way that the distance between the two can vary within predetermined limits, which are determined by an axial groove 20 in which the mouth end of the tie rod 19 can be displaced.
- the pull rod 19 expediently has hook-shaped ends with which it is hooked into the axial groove 20 or a corresponding recess in the rear barrel part 12.
- a piston 21 which has a piston head 22 and a piston shaft 23.
- the piston shaft 23 is displaceable up to the mouth side of the bore 10 of the pin guide 3 (FIG. 3).
- the piston head 22 has a section 24 which is received in the starting position by the piston receptacle 14 of the rear barrel part 12 and a section 25 with an enlarged diameter which is guided by the barrel guide bore 26 of the barrel front part 11.
- piston 21 has a transition piece with a conical mouth-side end 27, to which a conical receptacle 28 is assigned at the mouth-side end of barrel front part 11, and an adjoining cylindrical section 29 adjacent to section 25.
- a damping disk 30 can be arranged on the end face of the barrel front part 11 from which the piston shaft 23 projects.
- the barrel front part 11 is provided at its end engaging with the barrel rear part 12 with a plurality of ventilation slots 31 distributed over its circumference, which are practically covered by the section 25 of the piston 21 in the starting position of FIG. 1.
- the ventilation slots 31 open into an annular space formed by a twist 32 at the end of the barrel front part 11 and surrounded by the barrel guide sleeve 1.
- the barrel guide sleeve 1 is provided with corresponding ventilation openings 33, so that the ventilation slots 31 can be connected to the outside.
- An annular space 34 around the piston skirt 23 in the barrel guide bore 26 is connected to the rear of the piston head 22 via an axial bore 35 and a transverse bore 36.
- the orifices of the transverse bore 36 in the annular space 34 are located in the cylindrical section 29 in front of the section 25 of the piston head 22 and are surrounded by an annular spring 37, which is accommodated with play by a corresponding groove in the section 29, cf. in particular Fig. 4.
- the bolt guide 3 receives a corresponding bolt (not shown).
- the bolt-setting tool is placed on a wall or the like in which the bolt is to be placed and is brought into the firing position by pressing against the wall (FIG. 2).
- the pin guide 3 is pressed against the force of the coil spring 9 into the barrel guide sleeve 1 until the coil spring 9 is compressed, so that the barrel front part 11 and the barrel rear part 12 are moved backwards, so that the cartridge bearing 16 receives a cartridge and in the firing position with respect to the closure piece 18 is brought.
- the resulting combustion gases cause the piston 21 to move abruptly forward in the barrel 11, 12 to the mouth side, but a part of the combustion gases through the axial bore 35 and the transverse bore 36 into the annular space which is reduced by the piston movement 34 flows.
- the air in the annulus becomes with the incoming combustion gases 34 compressed until the conical end 27 reaches its receptacle 28 in the barrel front part 11 (Fig. 3).
- the bolt is then set and the gas in the annular space 34 is compressed.
- the gas volume compressed in the annular space 34 is built up due to the sealing of the annular space 34 by the section 25 of the piston 21 with respect to the barrel guide bore 26 and by the piston skirt 23 and the adjoining conical section 27 on the outlet side of the barrel front part 11 and catches the piston 21 from.
- the gas volume compressed in the annular space 34 expands again due to the pressure drop on the rear of the piston and thereby returns the piston 21 to its starting position, in which the section 25 of the piston head 22 is received by the rear barrel part 12 and the section 24 of the piston head 22 is adjacent to the barrel rear part 12.
- Leakage losses on the sealing surfaces must of course be kept so low that the gas volume acting as a gas spring in the annular space 34 can exert sufficient force to return the piston 21 to its starting position.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein pulverkraftbetriebenes Bolzensetzgerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Repetierlose pulverkraftbetriebene Bolzensetzgeräte sind bekannt (EP 0 233 740 A1), bei denen die Verbrennungsgase, die nach dem Zünden der Kartusche entstehen, genutzt werden, um den Kolben in seine Ausgangsstellung zurückzuführen. Allerdings sind hierbei komplizierte Gasumleitungen mit Ventilen und Dichtungen vorhanden, deren Funktionsfähigkeit zudem von Verbrennungsrückständen, die von den Verbrennungsgasen mitgeführt werden, beeinträchtigt wird. Eine Reihe von Teilen ist hier wegen der benötigten Dichtigkeit mit hoher Genauigkeit zu fertigen.
- Aus DE-AS 1 177 087 ist ferner ein pulverkraftbetriebenes Bolzensetzgerät mit einem in einer Laufführungshülse geführten, mit einem Verschlußstück in Wirkeingriff bringbaren Lauf bekannt, dessen Laufführungsbohrung einen mehrteiligen Kolben, dessen mündungsseitiger Teil einen Kolbenschaft und einen Kolbenkopf aufweist, aufnimmt und der an der mündungsabgewandten Seite ein Kartuschenlager besitzt. Außerdem gehört zu dem Kolben ein aus einer Muffe und einem Schaft bestehender sogenannter Hammer, der dazu dient, den beim Bolzensetzen auftretenden Rückstoß so stark herabzusetzen, daß sich das Gerät nicht von der Wand, in die der Bolzen eindringt, abhebt. Hierbei kann zur Vermeidung einer unerwünscht hohen Dämpfung der Kolbenbewegungen der Kolbenkopf an seinem Umfang mit Nuten versehen sein, die die Räume vor und hinter dem Kolbenkopf miteinander verbinden. Allerdings handelt es sich nicht um ein repetierloses Gerät, so daß eine Rückführung des Kolbens in seine Ausgangsstellung durch Nutzung der Verbrennungsgase nicht stattfindet.
- Aufgabe der Erfindung ist es, ein pulverkraftbetriebenes Bolzensetzgerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, das als repetierlos arbeitendes Gerät konstruktionsmäßig vereinfacht ist.
- Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.
- Hierbei werden die Verbrennungsgase durch den Kolbenkopf hindurch gedrosselt von dessen Rückseite zu dessen Vorderseite geführt, wo sie über Austrittsöffnungen in einen Ringraum zwischen Kolbenschaft und Laufführungsbohrung für den Kolben gelangen und dort ein Gaspolster aufbauen. Diese Austrittsöffnungen sind von einer Ringfeder umgeben, die dann, wenn der Druck in dem Ringraum an der Vorderseite des Kolbens größer als derjenige an der Rückseite wird, die Austrittsöffnungen verschließt. Unterstützt wird die Bildung des Gaspolsters durch die in dem Ringraum enthaltene und durch die Kolbenbewegung zusammengedrückte Luft. Dieses Gaspolster fängt nicht nur den Kolben ab, sondern wirkt auch wie eine Gasfeder, da der Druck hinter dem Kolben durch Freigabe entsprechender Entlüftungsschlitze im Lauf eher abfällt als der Druck des Gaspolsters, so daß letzterer hierdurch in seine Ausgangsposition zurückgeführt wird.
- Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.
- Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
- Fig. 1 zeigt ausschnittweise im Schnitt den laufseitigen Teil eines pulverkraftbetriebenen Bolzensetzgeräts in dessen Ausgangsstellung.
- Fig. 2 und 3 zeigen den Ausschnitt des Bolzensetzgeräts vor dem Bolzensetzvorgang bzw. am Ende des Bolzensetzvorgangs.
- Fig. 4 zeigt vergrößert einen Ausschnitt "A" von Fig. 2.
- Das dargestellte pulverkraftbetriebene Bolzensetzgerät umfaßt eine Laufführungshülse 1, die mündungsseitig einen hülsenförmigen Einsatz 2 feststehend aufnimmt. Der Einsatz 2 nimmt eine darin verschiebbare Bolzenführung 3 auf, die mit einer Schulter 4 versehen ist, die in der Ausgangsstellung von Fig. 1 an einem einwärts gerichteten Flanschabschnitt 5 eines mündungsseitig auf die Laufführungshülse 1 aufgeschraubten Gewindestücks 6 anliegt. Zwischen dem Flanschabschnitt 5 und einem nach außen gerichteten Flanschabschnitt 7 eines auf die Bolzenführung 3 geschraubten Gewindestücks 8 ist eine Schraubenfeder 9 eingespannt, die die Bolzenführung 3 in die Ausgangsstellung von Fig. 1 vorspannt.
- Die Bolzenführung 3 besitzt eine Bohrung 10 zur Aufnahme eines zu setzenden Bolzens, die an der der Mündung abgewandten Seite erweitert ist, um das mündungsseitige Ende eines Laufvorderteils 11 verschiebbar aufzunehmen, während der Einsatz 2 als Sicherheitsanschlag für das Laufvorderteil 11 dient, wenn das Gerät ohne Laden eines Bolzens betätigt werden sollte.
- Ferner ist ein Laufhinterteil 12 vorgesehen, das mit einem Fortsatz 13 in dem Laufvorderteil 11 steckt und in dem eine Kolbenaufnahme 14 und ein Verbrennungsraum benachbart zu einem konischen Laufboden 15 ausgebildet ist. Im Laufhinterteil 12 ist ferner ein Kartuschenlager 16 zur Aufnahme einer Kartusche vorgesehen, wobei sich an das Kartuschenlager 16 eine sich verengende, im Laufboden 15 mündende Bohrung 17 anschließt. Benachbart zum Kartuschenlager 16 befindet ein eine Kartuschenbandführung aufweisendes Verschlußstück 18.
- Das Laufhinterteil 12 ist über eine oder mehrere Zugstangen 19 mit der Bolzenführung 3 derart verbunden, daß der Abstand zwischen beiden innerhalb von vorbestimmten Grenzen, die durch eine Axialnut 20 bestimmt werden, in der das mündungsseitige Ende der Zugstange 19 verschiebbar ist, variieren kann. Die Zugstange 19 besitzt zweckmäßigerweise hakenförmige Enden, mit denen sie in die Axialnut 20 bzw. eine entsprechende Ausnehmung am Laufhinterteil 12 eingehängt ist.
- Ferner ist ein Kolben 21 vorgesehen, der einen Kolbenkopf 22 und einen Kolbenschaft 23 aufweist. Der Kolbenschaft 23 ist bis zur Mündungsseite der Bohrung 10 der Bolzenführung 3 verschiebbar (Fig. 3). Der Kolbenkopf 22 besitzt einen Abschnitt 24, der in der Ausgangsstellung von der Kolbenaufnahme 14 des Laufhinterteils 12 aufgenommen wird, und einen Abschnitt 25 mit vergrößertem Durchmesser, der von der Laufführungsbohrung 26 des Laufvorderteils 11 geführt wird. Zwischen Kolbenschaft 23 und Abschnitt 25 besitzt der Kolben 21 ein Übergangsstück mit einem konischen mündungsseitigen Ende 27, dem eine konische Aufnahme 28 am mündungsseitigen Ende des Laufvorderteils 11 zugeordnet ist, und einem sich daran anschließenden zylindrischen Abschnitt 29 benachbart zum Abschnitt 25.
- An der mündungsseitigen Stirnseite des Laufvorderteils 11, aus dem der Kolbenschaft 23 herausragt, kann eine Dämpfungsscheibe 30 angeordnet sein.
- Der Laufvorderteil 11 ist an seinem mit dem Laufhinterteil 12 in Eingriff stehenden Ende mit mehreren, über seinen Umfang verteilten Entlüftungsschlitzen 31 versehen, die in der Ausgangsstellung von Fig. 1 durch den Abschnitt 25 des Kolbens 21 praktisch abgedeckt sind. Die Entlüftungsschlitze 31 münden in einem durch eine Abdrehung 32 am Ende des Laufvorderteils 11 gebildeten und von der Laufführungshülse 1 umgebenen Ringraum. Die Laufführungshülse 1 ist mit entsprechenden Entlüftungsöffnungen 33 versehen, so daß die Entlüftungsschlitze 31 mit dem Außenraum verbindbar sind.
- Ein Ringraum 34 um den Kolbenschaft 23 herum in der Laufführungsbohrung 26 ist über eine Axialbohrung 35 und eine Querbohrung 36 mit der Rückseite des Kolbenkopfes 22 verbunden. Die Mündungen der Querbohrung 36 in den Ringraum 34 befinden sich in dem zylindrischen Abschnitt 29 vor dem Abschnitt 25 des Kolbenkopfes 22 und sind von einer Ringfeder 37 umgeben, die mit Spiel von einer entsprechenden Nut im Abschnitt 29 aufgenommen ist, vgl. insbesondere Fig. 4.
- Zum Bolzensetzen nimmt die Bolzenführung 3 einen entsprechenden Bolzen (nicht dargestellt) auf. Das Bolzensetzgerät wird auf eine Wand od.dgl., in die der Bolzen gesetzt werden soll, aufgesetzt und durch Drücken gegen die Wand in Schußposition gebracht (Fig. 2). Hierdurch wird die Bolzenführung 3 gegen die Kraft der Schraubenfeder 9 in die Laufführungshülse 1, bis die Schraubenfeder 9 zusammengedrückt ist, eingedrückt, so daß Laufvorderteil 11 und Laufhinterteil 12 rückwärts bewegt werden, so daß das Kartuschenlager 16 eine Kartusche aufnimmt und in Abschußposition in bezug auf das Verschlußstück 18 gebracht wird.
- Durch das Zünden der Kartusche bewirken die dadurch entstehenden Verbrennungsgase, daß sich der Kolben 21 im Lauf 11, 12 schlagartig nach vorne zur Mündungsseite bewegt, wobei aber ein Teil der Verbrennungsgase durch die Axialbohrung 35 und die Querbohrung 36 in den sich durch die Kolbenbewegung verkleinernden Ringraum 34 strömt. Gleichzeitig damit wird mit den einströmenden Verbrennungsgasen die Luft im Ringraum 34 komprimiert, bis das konische Ende 27 seine Aufnahme 28 im Laufvorderteil 11 erreicht (Fig. 3). Der Bolzen ist dann gesetzt und das Gas im Ringraum 34 komprimiert.
- Bevor dieser Zustand erreicht ist, sind die Entlüftungsschlitze 31 und Austrittsöffnungen 33 bereits für den Austritt von Verbrennungsgasen freigegeben, so daß die Kolbenrückseite mit dem Außenraum verbunden ist, wodurch der Druck hinter dem Kolben 21 entsprechend abfällt. Diese Freigabe erfolgt dann, wenn der Abschnitt 24 des Kolbenkopfes 22 aus dem Laufhinterteil 12 ausgetreten und der Kolben 21 entsprechend beschleunigt ist.
- Das in dem Ringraum 34 komprimierte Gasvolumen wird aufgrund der Abdichtung des Ringraums 34 durch den Abschnitt 25 des Kolbens 21 gegenüber der Laufführungsbohrung 26 und durch den Kolbenschaft 23 und den sich daran anschließenden konischen Abschnitt 27 an der Austrittsseite des Laufvorderteils 11 aufgebaut und fängt den Kolben 21 ab.
- Wenn der Druck im Ringraum 34 den Druck an der Rückseite des Kolbens 21 übersetigt, schließt dieser die Austrittsöffnungen der Querbohrung 36 durch entsprechendes Andrücken der Ringfeder 37.
- Das in dem Ringraum 34 komprimierte Gasvolumen dehnt sich aufgrund des Druckabfalls auf der Kolbenrückseite wieder aus und führt dadurch den Kolben 21 in seine Ausgangsstellung zurück, in der der Abschnitt 25 des Kolbenkopfs 22 vom Laufhinterteil 12 aufgenommen wird und sich der Abschnitt 24 des Kolbenkopfs 22 benachbart zum Laufhinterteil 12 befindet. Leckageverluste an den Dichtflächen müssen natürlich so gering gehalten werden, daß das als Gasfeder wirkende Gasvolumen im Ringraum 34 genügend Kraft aufbringen kann, um den Kolben 21 in seine Ausgangsstellung zurückzuführen.
- Durch Freigabe der Bolzenführung 3 wird diese durch die Schraubenfeder 9 in ihre Ausgangsposition zurückgeführt und zieht hierdurch über die Zugstange(n) 20 das Laufhinterteil 12 und auch das Laufvorderteil 11 nach vorne in die Ausgangsposition von Fig. 1, so daß das Laufhinterteil 12 zum Verschlußstück 18 wieder beabstandet ist, d.h. das Bolzensetzgerät wird nach dem Schuß repetierlos in die Ausgangsposition zurückgestellt.
Claims (10)
- Pulverkraftbetriebenes Bolzensetzgerät mit einem in einer Laufführungshülse (1) geführten, mit einem Verschlußstück (18) in Wirkeingriff bringbaren Lauf (11, 12), dessen Laufführungsbohrung (26) einen Kolben (21), der einen Kolbenschaft (23) und Kolbenkopf (22) aufweist, aufnimmt und der an der mündungsabgewandten Seite ein Kartuschenlager (16) besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseite des Kolbenkopfes (22) durch den Kolben (21) hindurch mit seiner Vorderseite derart verbunden ist, daß ein Teil der Verbrennungsgase zur Vorderseite des Kolbenkopfes (22) geführt wird, und daß der Lauf (11, 12) an seiner dem Kartuschenlager (16) zugewandten Seite Entlüftungsschlitze (31) aufweist, die beim Bolzensetzen vom Kolbenkopf (22) freigegeben werden, bevor der Kolben (21) seine mündungsseitige Endstellung erreicht, in der zwischen dem Kolbenkopf (22) und dem Lauf (11, 12) ein den Kolben (21) anschliessend in seine Ausgangsstellung zurückdrückendes Gaspolster komprimiert ist.
- Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseite des Kolbenkopfes (22) mit seiner Vorderseite über eine Bohrung (35) mit ventilierten Austrittsöffnungen verbunden ist.
- Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen durch eine von einer Nut mit Spiel aufgenommenen Ringfeder (37) abgedeckt sind.
- Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lauf (11, 12) eine konische Aufnahme (28) für einen konischen Abschnitt (27) am Ende des Kolbenschaftes (23) aufweist.
- Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lauf aus einem Laufvorderteil (11) und einem Laufhinterteil (12) besteht, die ineinander gesteckt axial zueinander beweglich sind.
- Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Laufvorderteil (11) und Laufhinterteil (12) jeweils einen Abschnitt (24, 25) des Kolbenkopfes (22) führen, wobei die Entlüftungsschlitze (31) im Laufvorderteil (11) benachbart zum Laufhinterteil (12) angeordnet sind.
- Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der hintere Abschnitt (25) des Kolbenkopfes (22) einen geringeren Durchmesser als sein vorderen Abschnitt (24) hat.
- Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine mündungsseitige, vom Kolbenschaft (23) durchfahrbare Bolzenführung (3) in der Laufführungshülse (1) geführt und gegenüber dieser durch eine Federvorspannung (9) vorgespannt ist, wobei die Bolzenführung (3) und der Lauf (11, 12) miteinander derart gekoppelt sind, daß sie um eine vorbestimmte Strecke axial gegeneinander beweglich sind und die Bolzenführung (3) durch Freigeben der Federvorspannung (9) den Lauf (11, 12) in seine Ausgangsstellung außer Wirkeingriff mit dem Verschlußstück (18) zieht.
- Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzenführung (3) mit dem Lauf (11, 12) über wenigstens eine Zugstange (20) gekoppelt ist.
- Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Lauf (11, 12) an seiner mündungsseitigen Stirnseite eine Dämpfungsscheibe (30) trägt.
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