Die Erfindung geht aus von einem Bolzenschubgerät, in dem ein
Treibkolben in einer Kolbenführung axial bewegbar angeordnet
ist. Bolzenschubgeräte dienen dazu, Befestigungselemente,
normalerweise Stahlnägel, zur Befestigung von Gegenständen in
einen Untergrund einzuschießen. Da es sich normalerweise um
sehr harten Untergrund handelt, Mauerwerk, Beton oder auch
Stahl, werden zur Herstellung der schlagartigen Bewegung sehr
große Kräfte benötigt. Daher sind die meisten Geräte dieser
Art explosionsgetrieben, d.h. sie verwenden eine Treibladung,
um die ruckartige Bewegung des Treibkolbens herzustellen. Ein
Beispiel für ein derartiges Bolzensetzgerät ist in der deutschen
Patentanmeldung 195 09 763 beschrieben.
Neben diesen mit Hilfe von Explosionen arbeitenden Geräten
gibt es aber auch schon rein mechanische Geräte, bei denen
der Vorschub auf andere Weise erzeugt wird (US 42 04 622).
Bei dem Auftreffen des Treibkolbens auf dem Kopf des Stahlnagels
und dem Aufschlagen des Stahlnagels auf dem Untergrund
treten starke Kräfte auf, die dazu führen, dass der Treibkolben
mindestens in dem Bereich, wo er an dem Befestigungselement
angreift, relativ schnell verschlissen wird. Bei den
bisher bekannten Geräten muss dann der gesamte Treibkolben
ausgewechselt werden.
Bei einem mit Hilfe von Explosionen arbeitenden Gerät ist es
bereits bekannt (US-A-3 235 154), den Kolben aus einer Kolbenstange
und einem Kopfstück auszubilden, in das die Kolbenstange
mit ihrem einen Ende eingeschraubt ist. Das Kopfstück
ist so kurz, dass es keine Führung der Kolbenstange übernehmen
kann. Diese wird gegenüber der Kolbenführung durch ein
weiteres Teil geführt.
Weiterhin ist ein Bolzensetzgerät bekannt (US-A-3 172 120),
bei dem in das eine Ende des zylindrischen Kolbens eine Kolbenstange
eingeschraubt ist. Auch diese Kolbenstange muss
gegenüber der Kolbenführung speziell geführt sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bolzenschubgerät
zu schaffen, bei dem das Auswechseln des Treibkolbens
auch unter schwierigen oder ungünstigen Bedingungen erleichtert
wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Bolzenschubgerät
bzw. einen Treibkolben für ein solches Gerät mit
den Merkmalen des Anspruchs 1 vor. Weiterbildungen der Erfindung
sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, deren Wortlaut
ebenso wie der Wortlaut der Zusammenfassung durch Bezugnahme
zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird.
Während bei den bisherigen Geräten wegen der großen auftretenden
Kräfte der Treibkolben aus einem Stück besteht,
schlägt die Erfindung vor, ihn aus einem die Kräfte auf das
Befestigungselement übertragenden Stab und einer die Führung
übernehmenden Hülse aufzubauen. Zum Auswechseln braucht nur
noch der Stab entfernt und ausgetauscht zu werden, da sich
der Verschleiß fast ausschließlich auf den Stab beschränkt.
Die zweiteilige Ausbildung des Treibkolbens ist besonders in
den Fällen sinnvoll, wo der Treibkolben durch unter Druck
stehendes Öl angetrieben wird. In diesen Fällen kann der Stab
ausgetauscht werden, ohne die Hülse zu entnehmen, so dass
kein Öl austreten kann.
Insbesondere kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen
sein, dass der Stab aus dem der Mündung des Geräts zugeordneten
Ende der Hülse herausragt. Die Hülse kann so gestaltet
werden, dass sie in den beiden Endpositionen ihrer Bewegung
noch die Öffnungen abdeckt, durch die das Öl ausströmen
könnte.
In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der
Stab auswechselbar, insbesondere leicht auswechselbar, in der
Hülse eingesetzt ist. Dabei kann das Auswechseln entweder
außerhalb des Geräts oder aber insbesondere so erfolgen, dass
die Hülse in dem Gerät bleibt und nicht entnommen zu werden
braucht.
In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das
innere Ende der Hülse einen Boden aufweist, also ggf. mit
Ausnahme einer axialen Bohrung geschlossen ist.
In nochmaliger Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen
sein, dass der Innenstab in seiner eingesetzten Position an
einer axialen Schulter anliegt, die sein Eindringen in die
Hülse begrenzt. Da beim Auslösen eines Schlages starke Kräfte
auch zwischen der Hülse und dem inneren Ende des Stabs einwirken,
verbessert eine solche Anlageschulter die Lebensdauer
des Treibkolbens. Insbesondere kann vorgesehen sein,
dass die Schulter von dem Boden der Hülse gebildet wird.
Die Art, wie der Stab in der Hülse festgelegt wird, hängt von
den Umständen des Einzelfalls ab. Besonders günstig ist es,
wenn der Innenstab in die Hülse eingeschraubt wird. Hierzu
kann die Hülse im Bereich ihres inneren Endes kurz vor dem
Boden ein Innengewinde für den Stab aufweisen, während der
Stab im Bereich seines inneren Endes ein Außengewinde aufweist.
An das Innengewinde, bei dem es sich um ein Feingewinde
handeln kann, kann sich in Weiterbildung der Erfindung ein
Führungsabschnitt anschließen, in dem der Stab mit enger
Passung an der Innenwand der Hülse anliegt.
Im übrigen Bereich kann der Stab einen radialen Abstand von
der Hülse aufweisen. Dadurch kann dafür gesorgt werden, dass
auch bei auftretenden Verformungen sich der Stab auch wieder
ohne schwierigkeiten aus der Hülse entfernen lässt.
Mit Abstand von dem inneren Ende kann der Stab eine umlaufende
Nut zur Aufnahme einer Dichtung, beispielsweise eines
O-Rings, aufweisen. Dieser O-Ring dient in erster Linie dazu,
das Verdrehen des Stabs gegenüber der Hülse zu bremsen. Es
reicht nämlich aus, den Stab so in die Hülse einzuschrauben,
dass er gerade an der Schulter anliegt. Es ist also nicht
erforderlich, ihn mit Kraft festzuschrauben.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung sowie anhand der Zeichnung.
Hierbei zeigen:
- Fig. 1
- einen vereinfachten Schnitt durch einen Teil eines
Bolzenschubgeräts nach der Erfindung;
- Fig. 2
- einen Längsschnitt durch die Hülse des Treibkolbens;
- Fig. 3
- eine Seitenansicht des Stabs des Treibkolbens;
- Fig. 4
- einen abgebrochenen Schnitt durch das innere Ende
des Treibkolbens mit eingeschraubtem Stab.
Figur 1 zeigt in einem abgebrochenen Schnitt wesentliche
Teile eines Bolzenschubgeräts mit einem Treibkolben nach der
Erfindung. Das Gerät enthält in einem nicht dargestellten
Gehäuse eine Kolbenführung 1. Die Kolbenführung 1 besteht aus
mehreren Teilen und bildet einen Innenraum, der unterschiedlichen
Durchmesser aufweist. Die Kolbenführung 1 ist im Bereich
des in Figur 1 rechten Endes mit einer Öffnung 3 versehen,
deren Durchmesser etwas kleiner als der Innendurchmesser
des Innenraums 2 im hinteren Bereich ist. Die Öffnung
3 ist durch ein Ventil 4 abgeschlossen, das einen Ventilteller
5 aufweist. Das in Figur 1 rechte Ende ist das Eintrittsende
des Geräts, von wo aus der Treibkolben 6 nach links
bewegt wird. Das in Figur 1 nicht dargestellte linke Ende ist
das Ende des Geräts, wo ein Befestigungselement eingesetzt
und aus dem heraus das Befestigungselement in einen Untergrund
gesetzt wird.
In dem Innenraum 2 der Kolbenführung ist, wie bereits erwähnt,
der Treibkolben 6 eingesetzt. Er ist in der dargestellten
Position in der Position, von der aus ein Setzvorgang
beginnt.
Der Setzvorgang wird so ausgelöst, dass mit Hilfe eines nicht
dargestellten motorischen Antriebs eine Hülse 7 des Geräts
nach rechts in Figur 1 verschoben wird. Sobald die Stirnkante
8 dieser Hülse 7 die Zapfen 9 erreicht, wird die Bewegung in
ein Abheben des Rings 10 umgesetzt, der nach einer kurzen
Bewegung an einem Tellerfederpaket 11 angreift. Die Tellerfedern
verformen sich zunächst etwas, bis sie dann den Ventilteller
5 ruckartig von der Öffnung 3 abheben. Das in dem Raum
12 vorhandene Öl, das unter der Wirkung einer nicht dargestellten
Gasfeder steht, dringt durch die Öffnung 3 ruckartig
in den Innenraum 2 jenseits des Kopfes 13 des Treibkolbens 6
ein. Der Treibkolben 6 wird mit großer Kraft nach links
verschoben. Dabei gelangt in dem Innenraum 2 vorhandenes Öl
oder eine Mischung aus Gas und Öl durch radiale Öffnungen 14
in den Raum außerhalb der Kolbenführung 1.
Der Treibkolben 6 ist aus einer Hülse 15 aufgebaut, deren
axiale Länge so bemessen ist, dass in der maximal eingezogenen
Position des Treibkolbens die Öffnungen 14 zwar mit einem
Ringraum in der Kolbenführung 1 in Verbindung stehen, aber
keine Verbindung nach außen vorhanden ist.
Der Raum, in dein sich Öl oder Gas befindet, ist durch die
Hülse 15 abgeschlossen.
Die Hülse 15 ist in Figur 2 in größerer Einzelheit im Schnitt
dargestellt. Das in das Innere des Geräts hinein gerichtete
Ende 16 ist in Figur 2 oben dargestellt.
Die Hülse 15 weist über den größten Teil ihrer einen konstanten
Außendurchmesser auf, der jedoch an zwei Stellen 17 vergrößert
ist. Der Durchmesser an den Stellen 17 entspricht
dem Innendurchmesser des Innenraumes 2 der Kolbenführung 1 in
dem in Figur 1 dargestellten Bereich. Dadurch wird die Hülse
15 in diesem Bereich durch die Kolbenführung geführt, während
sie in dem restlichen Bereich, in Figur 2 unten, einen Durchmesser
aufweist, der dem Abschnitt 18 der Kolbenführung 1 in
Figur 2 entspricht.
Im Bereich ihres inneren Endes 16 enthält die Hülse 15 eine
umlaufende Nut 19 zur Aufnahme einer Dichtung.
Die Hülse 15 weist eine Innenbohrung auf, die durch einen
Boden 20 im Bereich des Endes 16 begrenzt ist. Der Boden 20
verläuft etwa trichterförmig. An den Boden 20 schließt sich
ein Bereich mit einem Innengewinde 21 an. Dann schließt sich
ein weiterer Bereich 22 mit einem etwas größeren Durchmesser
an. Erst danach geht die Innenbohrung in ihren endgültigen
Durchmesser im Bereich 23 über.
Figur 3 zeigt in gleichem Maßstab wie Figur 2 den Innenstab
24, der in die Hülse 15 eingeschraubt wird und einen Teil des
Treibkolbens 6 bildet. Der Innenstab 24 ist in Figur 3 in der
gleichen Orientierung dargestellt wie die Hülse 15 in Figur
2. An seinem in das Innere der Hülse 15 hinein gerichteten
Ende beginnt der Innenstab 24 mit einer Kegelstumpffläche 25,
deren Form der Form des Bodens 20 der Hülse 5 entspricht. Mit
geringem Abstand von diesem Ende folgt ein Außengewinde 26,
das zum Eingriff in das Innengewinde 21 der Hülse 15 bestimmt
ist. An das Außengewinde 26 schließt sich mit einem gewissen
Abstand von diesem ein Führungsabschnitt 27 an, in dem der
Außendurchmesser des Innenstabs 24 dem Innendurchmesser der
Hülse 15 im Bereich 22 entspricht.
Mit einem gewissen Abstand von diesem Führungsbereich 27
enthält der Stab einen Abschnitt 28, in dem durch zwei
Durchmesservergrößerungen eine Nut 29 gebildet wird. In die
Nut 29 wird ein O-Ring eingelegt. Anschließend wird der
Innenstab 24 in die Bohrung der Hülse 15 eingeschoben und
eingeschraubt, bis sein Ende 25 gerade an dem Boden 20
anliegt. Der in der Nut 29 eingesetzte O-Ring bremst die
Drehbewegung, so dass hier eine Art selbstsichernde Schraubverbindung
gegeben ist. Wenn der Treibkolben ruckartig bewegt
wird, werden diese Kräfte über das Anliegen der Fläche des
Bodens 20 und der Kegelstumpffläche 25 übertragen, also nicht
über das Gewinde 21 bzw. 26.
Der eingeschraubte Zustand ist in dem hier maßgeblichen Endbereich
in Figur 4 dargestellt. Die Fläche des Bodens 20 und
die Kegelstumpffläche 25 liegen satt aufeinander. In dem
hinter dem Führungsabschnitt 27 beginnenden Bereich ist ein
radialer Abstand 30 zwischen der Hülse 15 und dem Stab 24
vorhanden.
Wie man sowohl dem Vergleich der Figur 2 und 3 als auch der
Darstellung in Figur 1 links entnehmen kann, ragt der Innenstab
24 über das entsprechende Ende der Hülse 15 hinaus. Das
in Figur 3 untere Ende weist eine Stirnfläche 31 auf, mit der
der Treibkolben 6 an einem Befestigungselement zu dessen Einschießen
angreift. Wenn der Innenstab verschlissen ist, kann
man an dem aus der Hülse 15 herausragenden Ende mit einem
Werkzeug angreifen und den Innenstab 24 auswechseln, ohne die
Hülse 15 entnehmen zu müssen. Es kann daher auch kein Öl aus
der Vorrichtung auslaufen.
Der Innenstab 24 wird an keiner Stelle der Kolbenführung
geführt. Die Führung des zweiteilig ausgebildeten Kolbens
geschieht ausschließlich durch die äußere Hülse, die nicht
ausgetauscht zu werden braucht.