EP1085963A1 - Vorrichtung zur erzeugung einer schlagartigen vorschubbewegung - Google Patents

Vorrichtung zur erzeugung einer schlagartigen vorschubbewegung

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Publication number
EP1085963A1
EP1085963A1 EP99952084A EP99952084A EP1085963A1 EP 1085963 A1 EP1085963 A1 EP 1085963A1 EP 99952084 A EP99952084 A EP 99952084A EP 99952084 A EP99952084 A EP 99952084A EP 1085963 A1 EP1085963 A1 EP 1085963A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
spring
drive
drive according
piston
feed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP99952084A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Siegfried Humm
Dirk Schröter
Peter Jochum
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Adolf Wuerth GmbH and Co KG
Original Assignee
Adolf Wuerth GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Adolf Wuerth GmbH and Co KG filed Critical Adolf Wuerth GmbH and Co KG
Publication of EP1085963A1 publication Critical patent/EP1085963A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • B25C1/04—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices operated by fluid pressure, e.g. by air pressure
    • B25C1/048—Hydraulically operated
    • 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
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    • B25C1/04—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices operated by fluid pressure, e.g. by air pressure
    • 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
    • B25C1/06—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices operated by electric power

Definitions

  • the invention is based on a bolt pusher, with which bolts made of steel are inserted for fastening objects into hard material, for example in concrete.
  • the known bolt pushers use a propellant charge to generate the feed force, which is ignited and drives a piston through the explosion gases released in the process. The piston then engages the head of the pin and pushes it out of the device.
  • the invention has for its object to further improve a device for generating a sudden feed movement with regard to the safety of handling.
  • the device should be able to serve, for example, as a drive for a bolt pusher.
  • the invention proposes a device with the features of claim 1. Further developments of the invention are the subject of the dependent claims, the Wording as well as the wording of the summary is made by reference to the content of the description.
  • the device proposed by the invention can be operated with a motor drive that has a lower hazard potential.
  • an electric motor can be used as the drive, so that the device can be operated and handled like a conventional portable drill or drill.
  • the energy can be supplied by a battery.
  • the device uses the motor drive in order to tension the striking spring relatively slowly.
  • the fully tensioned spring has the option of generating a sufficiently powerful feed, for example to drive a bolt into the ground with the same effect as with the previous explosion-operated devices.
  • the feed device which transmits the force of the relaxing spring, can have a push rod, for example.
  • This push rod can be guided in a corresponding guide and means can be provided in order to brake the push rod at the end of its movement if it has excess energy.
  • the device also has a reset device for pushing the feed device back from the striking position into the starting position after the striking process has been carried out. This ensures that the device automatically and quickly returns to its starting position so that it is continuously used by a user can be used. Since the pushing back of the feed device can be carried out more slowly and with less force, the pushing back device can also be carried out by the drive itself. However, it can also be provided that the push-back device has a spring.
  • the spring element of the spring for carrying out the impact process and / or the spring element of the return spring is a compressed gas.
  • the actual spring element has a negligibly small mass, so that the spring can relax very quickly with high force.
  • the feed device has a piston, on which the spring element acts directly.
  • the push rod can be connected to a piston or can be formed in one piece with it, on which the compressed gas then acts directly.
  • the push rod can also consist of several parts.
  • the piston is a double-acting piston, on which the return spring also acts directly.
  • the device proposed by the invention can have an axial piston guide.
  • the trigger for triggering the setting process can in particular have a valve, the pressure gas of which starts the impact process when it is actuated.
  • valve is opened to trigger the impact process.
  • the invention further proposes to design the valve such that it has a self-reinforcing opening movement. This is to ensure that the valve opens very quickly as soon as it is triggered.
  • the invention proposes that the valve is spring-loaded in the closed position.
  • the spring force with which the valve is acted on in the closed position must first be overcome. This can be used to jerk the opening process of the valve.
  • the trigger for triggering the setting process can be designed according to the invention so that it is triggered by the drive when a certain position is reached. This simplifies the handling of the device.
  • the striking spring in the starting position of the feed device the striking spring is already biased.
  • the drive has a tubular element arranged coaxially to the piston guide and displaceable in the longitudinal direction of the piston guide. This does the structure of the device is compact. At the same time, the tubular element is guided on the piston guide.
  • a rotatable nut on an external thread of the bolt guide, which nut moves the tubular element when it is rotated via a bearing.
  • Fig. 1 shows a longitudinal section through an embodiment of a proposed by the invention
  • Fig. 2 shows a partial section through the right part in Fig. 1 of a bolt pusher in a second
  • Fig. 1 shows schematically a longitudinal section through a bolt pusher that realizes the invention.
  • the bolt pushing device contains a housing 1, which is only shown schematically.
  • the housing 1 has at its one end, on the left in FIG. 1, a bore 2 through which a bolt to be inserted with the device can be inserted and from which it is driven out again.
  • the bore 2 is arranged in a leg 3 of the housing 1. In the one on the left
  • a piston guide 5 is inserted, preferably screwed in, which is approximately tubular and contains in its interior a cylindrical channel 6 for the bolt to be set.
  • a piston guide 7 is screwed on, which contains a cylindrical interior 8. This cylindrical interior 8 is arranged coaxially to the cylindrical interior 6 of the bolt guide.
  • the housing 1 contains an essentially cylindrical interior 9 which ends at a certain distance in front of the web 3. There is a distance between the web 3 and a surface 10 of the housing 1 delimiting the cavity 9, through which a motor (not shown in the figure), possibly with a gear, can access the device.
  • a piston 11 is guided so as to be longitudinally displaceable and is formed in one piece at one end of a push rod 12.
  • the piston contains a groove 13 for accommodating a sealing ring. With its free end 14 it rests against the shoulder formed by a constriction at the end of the piston guide 7.
  • the free end 15 of the push rod 12 facing away from the piston 11 lies in the pin guide 5 and is intended to act on the head of a pin to be set.
  • An outwardly leading opening 16 is arranged in the cylindrical jacket of the piston guide 7.
  • An extension 17 is formed on the inside of the cavity 8 in the region of this opening.
  • a tubular element 18 is slidably mounted in the longitudinal direction.
  • This tubular element 18 also has openings or openings 19 which enable a connection between the cavity 8 within the piston guide 7 and the interior 9 of the housing 1. These openings 19 are present at several locations on the circumference of the tubular element 18.
  • the outside of the bolt guide 5 is provided over part of its length with an external thread 20, which is indicated in the figure.
  • a nut 21 is screwed onto the external thread 20 and has a flange 22 lying in a radial plane.
  • a ball bearing 24 is inserted between the end face 23 of the flange 22 of the nut 21 facing the tubular element 18 and the tubular element 18.
  • On the nut 21 can be attacked from the outside by the drive to twist it. When it is rotated, it simultaneously moves in the longitudinal direction of the pin guide 5, this movement being transmitted to the tubular element 18 via the ball bearing 24.
  • a sleeve 25 is screwed into the cylindrical interior 9 of the housing 1 from the side opposite the web 3, the seals between the sleeve 25 and the housing 1 being omitted in the drawing for reasons of simplification.
  • This sleeve 25 is sealed at its outward end by a washer 26.
  • the opposite inner end of the sleeve 25 is coaxial with the tubular element 18, which is sealed with the aid of a seal, not shown, against the inside of the end of the sleeve 25.
  • the tubular element 18 is thus sealed both from the outside of the piston guide 7 and from the inside of the sleeve 25.
  • the interior 9 of the housing on the left side of the sleeve 25 in FIG. 1 and the interior of the sleeve 25 are separated from one another in a sealed manner.
  • the disk 26 has a screwed into it centrally
  • a shaft 32 of a release valve 33 is slidably guided. In the position shown, the shaft 32 is acted upon by an indicated compression spring 34. Here, too, there is a seal between the shaft 32 and the inside of the guide sleeve 27.
  • a valve plate 34 is arranged within the space in the sleeve 25, the outer diameter of which is somewhat smaller than the outer diameter of the piston guide 7, but larger than that in FIG the associated end of the piston guide 7 opening 35. The valve 33 closes this opening 35.
  • two plate springs 36 are arranged, the outer diameter of which is larger than the outer diameter of the piston guide 7.
  • the tubular element 18 is sealed not only in the right part in FIG. 1 with respect to the sleeve 25, but also in the area of the surface 10 with respect to the housing 1 with the aid of a support ring 37 and with respect to the piston guide 7.
  • the tubular element 18 is in the area of its outside formed such that this seal is present outside and inside not only in the position shown, but also when the tubular element 18 is moved away from the web 3 in the direction of the support disk 26.
  • Gas under pressure is present in the interior 9 of the housing, possibly permeated with a certain amount of oil.
  • the resulting pressure not only prevails outside the tubular element 18, but also inside the piston guide 7 because of the openings 19 and the opening 16. Since the diameter of the push rod 12 is smaller than the inside diameter of the piston guide 7, this pressure prevails on the underside 38 of the piston 11 and urges it into the position shown.
  • a connection 39 is provided in the outer wall of the housing 1 for introducing the compressed gas.
  • the space inside the sleeve 25 between the disc 28 and the end of the piston guide 7 is filled with oil.
  • the trigger valve 33 is closed by the indicated compression spring 34.
  • the oil in the space inside the sleeve 25 can therefore not reach the piston 11.
  • the position shown in the figure, in which the piston 11 is displaced up to the end of the piston guide 7 and the tubular element 18 is displaced in the maximum possible position in the opposite direction, represents the starting position.
  • the drive is actuated, that is, for example, an electric motor is switched on, which rotates the nut 21 with respect to the bolt guide 5 by means of a gear.
  • This rotation leads to a simultaneous longitudinal displacement of the tubular element 18.
  • the tubular element 18 has a spacer ring 40 in the region of its end facing the release valve 33, which contains lateral recesses 41. Pushing the tubular element 18 into the oil-filled space within the sleeve 25 leads to a tensioning of the gas spring between the disk 28 and the disk 26. When a certain position is reached, the end edge of the spacer ring 40 engages the disk springs 36.
  • the piston guide is formed in two parts in the area facing the release valve 43.
  • a sleeve element 45 is screwed on, which has a guide extension 45 on its outside in the axial extension of the piston.
  • the disk 28 is guided on this guide attachment, which corresponds to the guide sleeve 27 in the embodiment in FIG. 1.
  • the sleeve element has radial openings 46.
  • the piston 11 has two piston sections 11a, 11b, which are separated from one another by a groove 48 for a sealing ring. In the starting position shown, the opening 46 is approximately centered on part 11b of the piston. Beyond the end face 14 of the piston, a small lateral opening 49 runs radially into the bottom of the sleeve 45.
  • the release valve 43 is sleeve-like and encompasses the radial outside of the sleeve element 45. It is again acted upon by a spring 34 in the closed position.
  • the pressure prevailing in the space inside the sleeve 25 passes through the openings 46 to the piston section 11b, but cannot achieve a feed effect there, since it does not reach the end face 14 of the piston.
  • the tube element 18, which engages with its end face 50 on the opposite end face 51 of the release valve 43 is displaced to such an extent that the recesses 52 open the small radial opening 49, the pressure now also prevails on the end face 14.
  • the piston is driven forward, and as soon as the sealing ring seated in the groove 13 has reached the opening 46, the movement of the piston is accelerated further, since the entire cross section of the openings 46 is now available.
  • a force of approx. Four tons is achieved for driving nails into steel, approx. Two tons for concrete and approx. One ton for wood.
  • the piston speed reaches values of forty to fifty meters per second.
  • the spring takes about 0.1 seconds to relax, while the spring relaxes in about one millisecond.

Abstract

Eine Vorrichtung zur Erzeugung einer schlagartigen Vorschubbewegung enthält in einem Gehäuse eine Vorschubeinrichtung, die durch einen Auslöser ausgelöst werden kann. Die zum Vorschieben der Vorschubeinrichtung nötige Kraft wird durch eine Feder aufgebracht, die mit Hilfe eines Antriebs gespannt wird. Das Gerät benötigt keine Patronen für Treibladungen.

Description

Beschreibung :
Vorrichtung zur Erzeugung einer schlagartigen Vorschubbewegung
Die Erfindung geht aus von einem Bolzenschubgerät , mit dem aus Stahl bestehende Bolzen zur Befestigung von Gegenständen in hartes Material eingeschoben werden, beispielsweise in Beton. Die bekannten Bolzenschubgeräte benutzen zum Erzeugen der Vorschubkraft eine Treibladung, die gezündet wird und durch die dabei freigesetzten Explosionsgase einen Kolben antreibt. Der Kolben greift dann an dem Kopf des Bolzens an und schiebt diesen aus dem Gerät heraus.
Es gibt eine Vielzahl von Geräten, mit denen Klammern oder Nägel eingetrieben werden. Solche Geräte sind als Druckluft- tacker oder als Elektrotacker bekannt. Diese sind aber auch nicht annähernd in der Lage, die für Bolzenschubgeräte charakteristischen Kräfte zu erzeugen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Erzeugung einer schlagartigen Vorschubbewegung im Hinblick auf die Sicherheit der Handhabung weiter zu verbessern. Die Vorrichtung soll beispielsweise als Antrieb für ein Bolzenschubgerät dienen können.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vor. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, deren Wortlaut ebenso wie der Wortlaut der Zuammenfassung durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird.
Während bei den bekannten Bolzenschubgeräten grundsätzlich immer mit Explosionen gearbeitet wird, kann die von der Erfindung vorgeschlagene Vorrichtung mit einem motorischen Antrieb betrieben werden, der ein geringeres Gefährdungspotential aufweist. Darüber hinaus ist es nicht mehr erforderlich, daß der Benutzer Magazine von Treibladungen mit sich führen und lagern muß. Als Antrieb kommt beispielsweise ein Elektromotor in Frage, so daß das Gerät wie eine übliche tragbare Bohrmaschine oder ein Bohrschrauber bedient und gehandhabt werden kann. Die Energie kann dabei von einem Akku geliefert werden. Das Gerät benutzt erfindungsgemäß den motorischen Antrieb, um die Schlagfeder relativ langsam zu spannen. Die vollständig gespannte Feder besitzt die Möglichkeit, einen ausreichend kräftigen Vorschub zu erzeugen, um beispielsweise einen Bolzen mit der gleichen Wirkung in den Untergrund einzutreiben wie bei den bisherigen explosionsbe- triebenen Geräten.
Die Vorschubeinrichtung, die die Kraft der sich entspannenden Feder überträgt, kann beispielsweise eine Schubstange aufweisen. Diese Schubstange kann in einer entsprechenden Führung geführt sein, und es können Mittel vorgesehen werden, um die Schubstange am Ende ihrer Bewegung abzubremsen, falls sie überschüssige Energie hat.
Erfindungsgemäß kann in Weiterbildung vorgesehen werden, daß die Vorrichtung auch eine Rückstelleinrichtung zum Zurückschieben der Vorschubeinrichtung aus der Schlagposition in die Ausgangsposition nach Durchführung des Schlagvorgangs aufweist. Damit wird dafür gesorgt, daß die Vorrichtung automatisch und schnell wieder in ihre Ausgangsposition zurückkehrt, so daß sie von einem Benutzer kontinuierlich verwendet werden kann. Da das Zurückschieben der Vorschubeinrichtung langsamer und mit geringerer Kraft durchgeführt werden kann, kann die Rückschubeinrichtung auch durch den Antrieb selbst durchgeführt werden. Es kann aber ebenfalls vorgesehen sein, daß die Rückschubeinrichtung eine Feder aufweist.
Besonders günstig ist es, wenn das Federelement der Feder zum Durchführen des Schlagvorgangs und/oder das Federelement der Rückstellfeder ein Druckgas ist. In diesem Fall hat das eigentliche Federelement eine vernachlässigbar kleine Masse, so daß sich die Feder sehr schnell mit hoher Kraft entspannen kann.
Insbesondere kann vorgesehen sein, daß die Vorschubeinrich- tung einen Kolben aufweist, auf den das Federelement direkt einwirkt. Beispielsweise kann die Schubstange mit einem Kolben verbunden oder einstückig mit diesem ausgebildet sein, auf den dann das Druckgas direkt einwirkt. Die Schubstange kann auch aus mehreren Teilen bestehen.
Insbesondere kann vorgesehen sein, daß es sich bei dem Kolben um einen doppelt wirkenden Kolben handelt, auf den auch die Rückstellfeder direkt einwirkt.
Die von der Erfindung vorgeschlagene Vorrichtung kann in Weiterbildung eine axiale Kolbenführung aufweisen.
Der Auslöser zum Auslösen des Setzvorgangs kann insbesondere ein Ventil aufweisen, bei dessen Betätigung das Druckgas den Schlagvorgang beginnt.
Insbesondere kann vorgesehen sein, daß das Ventil zur Auslösung des Schlagvorgangs geöffnet wird. Die Erfindung schlägt weiterhin vor, das Ventil derart auszubilden, daß es eine sich selbst verstärkende Öffnungsbewegung aufweist. Damit soll dafür gesorgt werden, daß das Ventil sich sehr schnell öffnet, sobald es ausgelöst wird.
Die Erfindung schlägt vor, daß das Ventil in Schließstellung federbelastet ist. Beim Auslösen des Setzvorgangs muß also erst die Federkraft überwunden werden, mit der das Ventil in Schließstellung beaufschlagt wird. Dies kann dazu benutzt werden, den Öffnungsvorgang des Ventils ruckartig zu gestalten.
Der Auslöser zum Auslösen des Setzvorgangs kann erfindungsgemäß so gestaltet werden, daß er durch den Antrieb bei Erreichen einer bestimmten Position ausgelöst wird. Dies vereinfacht die Handhabung des Geräts.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, daß in der Ausgangsposition der Vorschubeinrichtung die Schlagfeder schon vorge- spannt ist.
Im Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, den Antrieb derart auszubilden, daß er bei seiner Betätigung, um einen Schlagvorgang auszulösen, die Schlagfeder unmittelbar vor dem Auslösen weiter spannt. Die Feder braucht also nicht ständig unter maximaler Spannung zu stehen.
Es kann ebenfalls vorgesehen sein, den Antrieb derart auszubilden, daß er nach dem Vortreiben der Vorschubeinrichtung zur Erleichterung ihres Zuruckschiebens die Schlagfeder vorübergehend weiter entspannt.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, daß der Antrieb ein koaxial zur Kolbenführung angeordnetes in Längsrichtung der Kolbenführung verschiebbares Rohrelement aufweist. Dies macht den Aufbau des Gerätes kompakt. Gleichzeitig wird das Rohrelement an der Kolbenführung geführt.
Zur Verschiebung des Rohrelements kann vorgesehen sein, auf einem Außengewinde der Bolzenführung eine verdrehbare Mutter anzuordnen, die bei ihrer Verdrehung über ein Lager das Rohrelement verschiebt.
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 Längsschnitt durch eine Ausführungsform einer von der Erfindung vorgeschlagenen
Vorrichtung am Beispiel eines Bolzenschub- geräts;
Fig. 2 einen Teilschnitt durch den in Fig. 1 rechten Teil eines Bolzenschubgeräts bei einer zweiten
Ausführungsform.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch ein Bolzenschubgerät, das die Erfindung verwirklicht. Das Bolzenschub- gerät enthält ein Gehäuse 1, das nur schematisch dargestellt ist. Das Gehäuse 1 weist an seinem einen, in Fig. 1 linken Ende eine Bohrung 2 auf, durch die ein mit dem Gerät zu setzender Bolzen eingeführt werden kann und aus dem er auch wieder herausgetrieben wird. Die Bohrung 2 ist in einem Schenkel 3 des Gehäuses 1 angeordnet. In das der linken
Stirnfläche 4 entgegengesetzte Ende der Bohrung 2 ist eine Kolbenführung 5 eingesetzt, vorzugsweise eingeschraubt, die etwa rohrartig ausgebildet ist und in ihrem Inneren einen zylindrischen Kanal 6 für den zu setzenden Bolzen enthält. Auf das der Bohrung 2 abgewandte Ende der Bolzenführung 5 — fe ¬
ist eine Kolbenführung 7 aufgeschraubt, die einen zylindrischen Innenraum 8 enthält. Dieser zylindrische Innenraum 8 ist koaxial zur dem zylindrischen Innenraum 6 der Bolzenführung angeordnet.
Das Gehäuse 1 enthält einen im wesentlichen zylindrischen Innenraum 9, der mit einem gewissen Abstand vor dem Steg 3 endet. Zwischen dem Steg 3 und einer den Hohlraum 9 begrenzenden Fläche 10 des Gehäuses 1 ist ein Abstand vorhanden, durch den ein in der Figur nicht dargestellter Motor, ggf. mit einem Getriebe, auf das Gerät zugreifen kann.
In dem zylindrischen Innenraum 8 der Kolbenführung 7 ist ein Kolben 11 längsverschieblich geführt, der an einem Ende einer Schubstange 12 einstückig ausgebildet ist. Der Kolben enthält eine Nut 13 zur Unterbringung eines Dichtrings. Mit seinem freien Ende 14 liegt er an der von einer Verengung gebildeten Schulter am Ende der Kolbenführung 7 an. Das dem Kolben 11 abgewandte freie Ende 15 der Schubstange 12 liegt in der Bolzenführung 5 und ist dazu bestimmt, an dem Kopf eines zu setzenden Bolzens anzugreifen.
In dem zylindrischen Mantel der Kolbenführung 7 ist eine nach außen führende Öffnung 16 angeordnet. An der Innenseite des Hohlraums 8 ist im Bereich dieser Öffnung eine Erweiterung 17 ausgebildet.
Auf der Außenseite der Kolbenführung 7 ist ein Rohrelement 18 in Längsrichtung verschiebbar gelagert. Dieses Rohrelement 18 weist ebenfalls Öffnungen bzw. Durchbrüche 19 auf, die eine Verbindung zwischen dem Hohlraum 8 innerhalb der Kolbenführung 7 und dem Innenraum 9 des Gehäuses 1 ermöglichen. Diese Durchbrüche 19 sind an mehreren Stellen des Umfangs des Rohrelements 18 vorhanden. Die Außenseite der Bolzenführung 5 ist über einen Teil ihrer Länge mit einem Außengewinde 20 versehen, das in der Figur angedeutet ist. Auf das Außengewinde 20 ist eine Mutter 21 aufgeschraubt, die einen in einer radialen Ebene liegenden Flansch 22 aufweist. Zwischen der dem Rohrelement 18 zugewandten Stirnfläche 23 des Flanschs 22 der Mutter 21 und dem Rohrelement 18 ist ein Kugellager 24 eingesetzt. An der Mutter 21 kann von der Außenseite her durch den Antrieb angegriffen werden, um sie zu verdrehen. Bei ihrer Verdrehung verschiebt sie sich gleichzeitig in Längsrichtung der Bolzenführung 5, wobei diese Bewegung über das Kugellager 24 auf das Rohrelement 18 übertragen wird.
In den zylindrischen Innenraum 9 des Gehäuses 1 ist von der dem Steg 3 entgegengesetzten Seite her eine Hülse 25 eingeschraubt, wobei in der Zeichnung aus Gründen der Vereinfachung die Dichtungen zwischen der Hülse 25 und dem Gehäuse 1 weggelassen sind. Diese Hülse 25 ist an ihrem nach außen gerichteten Ende durch eine Scheibe 26 abgedichtet verschlos- sen. Das entgegengesetzte innere Ende der Hülse 25 liegt koaxial zu dem Rohrelement 18, das mit Hilfe einer nicht dargestellten Dichtung gegenüber der Innenseite des Endes der Hülse 25 abgedichtet ist. Das Rohrelement 18 ist also sowohl gegenüber der Außenseite der Kolbenführung 7 als auch gegen- über der Innenseite der Hülse 25 abgedichtet. Dadurch ist der Innenraum 9 des Gehäuses auf der in Fig. 1 linken Seite der Hülse 25 und der Innenraum der Hülse 25 voneinander abgedichtet getrennt.
Die Scheibe 26 weist zentral eine in sie eingeschraubte
Führungshülse 27 auf, die nach innen über die Scheibe 26 in die Hülse 25 hineinragt. Auf dieser Führungshülse 27 ist eine Scheibe 28 verschiebbar und durch nicht dargestellte Dichtungen abgedichtet geführt. Die Scheibe 28 kann bis maximal zu einer Anlage an einer Schulter 29 an der Innenseite der Hülse 25 verschoben werden, wie dies in der Fig. 1 dargestellt ist. In umgekehrter Richtung kann die Scheibe 28 soweit verschoben werden, bis ihre Stirnfläche 30 an der Scheibe 26 anliegt. In dem Raum zwischen der Scheibe 28 und der Scheibe 26 ist ein Druckgas vorhanden, das über einen mit einem Ventil versehen Einlaß 31 in den Raum eingebracht wird. Das Ventil ist aus Gründen der Vereinfachung nicht dargestellt. Das Druckgas beaufschlagt die Scheibe 28 in die dargestellte Stellung.
In dem Innern der Fuhrungshulse 27 ist ein Schaft 32 eines Auslöseventils 33 verschiebbar geführt. In die dargestellte Stellung wird der Schaft 32 durch eine angedeutete Druckfeder 34 beaufschlagt. Auch hier erfolgt eine Abdichtung zwischen dem Schaft 32 und der Innenseite der Führungshülse 27. An dem Schaft 32 ist innerhalb des Raumes in der Hülse 25 ein Ventilteller 34 angeordnet, dessen Außendurchmesser etwas kleiner ist als der Außendurchmesser der Kolbenführung 7, aber größer als die in dem zugeordneten Ende der Kolbenfüh- rung 7 angeordnete Öffnung 35. Das Ventil 33 schließt diese Öffnung 35. Unmittelbar hinter dem Ventilteller 34 sind zwei Tellerfedern 36 angeordnet, deren Außendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser der Kolbenführung 7.
Das Rohrelement 18 ist nicht nur in dem in Fig. 1 rechten Teil gegenüber der Hülse 25 abgedichtet, sondern auch im Bereich der Fläche 10 gegenüber dem Gehäuse 1 mit Hilfe eines Stützrings 37 und gegenüber der Kolbenführung 7. Das Rohrelement 18 ist im Bereich seiner Außenseite derart ausgebildet, daß diese Abdichtung außen und innen nicht nur in der dargestellten Stellung vorhanden ist, sondern auch dann, wenn das Rohrelement 18 von dem Steg 3 weg in Richtung auf die Stützscheibe 26 verschoben wird. In dem Innenraum 9 des Gehäuses ist unter Druck stehendes Gas vorhanden, ggf. mit einer bestimmten Menge von Öl durchsetzt. Der dadurch bewirkte Druck herrscht nicht nur außerhalb des Rohrelements 18, sondern wegen der Durchbrüche 19 und der Öffnung 16 auch im Inneren der Kolbenführung 7. Da der Durchmesser der Schubstange 12 kleiner ist als der Innendurchmesser der Kolbenführung 7 , herrscht dieser Druck an der Unterseite 38 des Kolbens 11 und beaufschlagt diesen in die dargestellte Position. Zum Einbringen des Druckgases ist ein Anschluß 39 in der Außenwand des Gehäuses 1 vorgesehen.
Der Raum innerhalb der Hülse 25 zwischen der Scheibe 28 und dem Ende der Kolbenführung 7 ist mit Öl gefüllt. Das Auslöseventil 33 wird durch die angedeutete Druckfeder 34 geschlos- sen. Das Öl in dem Raum innerhalb der Hülse 25 kann daher nicht zu dem Kolben 11 gelangen. Die in der Figur dargestellte Position, in der der Kolben 11 bis zu dem Ende der Kolbenführung 7 verschoben ist, und das Rohrelement 18 in der maximal möglichen Position in entgegengesetzter Richtung verschoben ist, stellt die Ausgangsposition dar.
In der dargestellten Ausgangsposition ist der Raum innerhalb der Hülse 25 mit Öl gefüllt. Zum Auslösen eines Setzvorgangs wird der Antrieb betätigt, also beispielsweise ein Elektro- motor eingeschaltet, der mit Hilfe eines Getriebes die Mutter 21 gegenüber der Bolzenführung 5 verdreht. Diese Verdrehung führt zu einer gleichzeitigen Längsverschiebung des Rohrelements 18. Das Rohrelement 18 weist im Bereich seines dem Auslöseventil 33 zugewandten Endes einen Distanzring 40 auf, der seitliche Ausnehmungen 41 enthält. Das Vorschieben des Rohrelements 18 in den ölgefüllten Raum innerhalb der Hülse 25 führt zu einem Spanner der Gasfeder zwischen der Scheibe 28 und der Scheibe 26. Bei Erreichen einer bestimmten Position greift die Stirnkante des Distanzrings 40 an den Teller- federn 36 an. Eine weitere Bewegung führt jetzt zu einem Verformen der Tellerfedern. Bei Erreichen einer bestimmten Position wird nun der Ventilteller 34 von der Öffnung 35 der Kolbenführung 7 abgehoben. Nun herrscht der gesamte Druck des Öls auf der Fläche des Ventilkörpers 34 und der Stirnfläche 14 des Kolbens 11. Das Ventil wird dadurch ruckartig geöffnet und der Kolben 11 in Richtung auf die Bolzenführung 5 getrieben. Der Druck ist so groß, daß der dadurch bewirkte Impuls zum Setzen des Bolzens ausreicht. Bei dieser Vorwärtsbewegung der durch den Kolben 11 und die Schubstange 12 gebildeten Vorschubeinrichtung erhöht sich der Druck im Innenraum 9 wegen der größeren Größe des Raumes jedoch relativ langsam. Diese Druckerhöhung führt dazu, daß anschließend der Kolben 11 wieder zurückgeführt wird. In der Zwischenzeit wurde das Rohrelement 18 jedoch weiter verschoben, so daß das Auslöse- ventil 33 auch die Scheibe 28 etwas verschoben hat. Dies führt zu einer gewissen Vergrößerung des Raumes innerhalb der Hülse 25, so daß die Rückführung zur Bewegung des Kolbens 11 erleichtert wird. Anschließend bewegt sich das Rohrelement 18 in umgekehrter Richtung wieder bis in die dargestellte Ausgangsposition.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist die Kolbenführung in dem dem Auslöseventil 43 zugewandten Bereich zweiteilig ausgebildet. Auf das Ende eines inneren Rohres 44, in dem der Kolben 11 mit der Schubstange 12 geführt ist, ist ein Hülsenelement 45 aufgeschraubt, das in axialer Verlängerung des Kolbens an seiner Außenseite einen Führungsansatz 45 aufweist. Auf diesem Führungsansatz, der der Führungshülse 27 bei der Ausführungsform in Fig. 1 entspricht, ist die Scheibe 28 geführt.
Das Hülsenelement weist radiale Öffnungen 46 auf. Der Kolben 11 weist zwei Kolbenabschnitte 11a, 11b auf, die durch eine Nut 48 für einen Dichtring voneinander getrennt sind. In der dargestellten Ausgangsposition liegt die Öffnung 46 etwa mittig zu dem Teil 11b des Kolbens. Jenseits der Stirnfläche 14 des Kolbens führt in den Boden der Hülse 45 eine seitliche kleine Öffnung 49, die radial verläuft.
Das Ausloseventil 43 ist hülsenartig ausgebildet und umgreift die radiale Außenseite des Hülsenelements 45. Es ist wieder durch eine Feder 34 in Schließstellung beaufschlagt. Der in dem Raum innerhalb der Hülse 25 herrschende Druck gelangt zwar durch die Öffnungen 46 zu dem Kolbenabschnitt 11b, kann dort aber keine Vorschubwirkung erreichen, da er nicht zu der Stirnfläche 14 des Kolbens gelangt. Sobald durch Verschieben des Rohrelements 18, das mit seiner Stirnfläche 50 an der gegenüberliegenden Stirnfläche 51 des Auslöseventils 43 angreift, dieses soweit verschoben wird, daß die Auεnehmungen 52 die radiale kleine Öffnung 49 freigegeben, herrscht der Druck jetzt auch an der Stirnfläche 14. Der Kolben wird vorwärts getrieben, und sobald der in der Nut 13 sitzende Dichtring die Öffnung 46 erreicht hat, wird die Bewegung des Kolbens weiter beschleunigt, da jetzt der gesamte Querschnitt der Öffnungen 46 zur Verfügung steht.
Beispiel:
Für das Eintreiben von Nägeln in Stahl wird eine Kraft von ca. vier Tonnen, für Beton ca. zwei Tonnen und für Holz ca. eine Tonne erreicht.
Die Kolbengeschwindigkeit erreicht Werte von vierzig bis fünzig Metern pro Sekunde.
Die Spannzeit der Feder beträgt ca. 0,1 Sekunde, während die Entspannung der Feder in etwa einer Millisekunde erfolgt.

Claims

Patentansprüche :Vorrichtung zur Erzeugung einer schlagartigen Vorschubbewegung
1. Vorrichtung zur Erzeugung einer schlagartigen Vorschub- bewegung, mit
1.1 einem Gehäuse (1),
1.2 einer Vorschubeinrichtung, die
1.2.1 zwischen einer zurückgezogenen Ausgangsposition und 1.2.2 einer vorgeschobenen Schlagposition bewegbar ist,
1.3 einer Schlagfeder, die
1.3.1 die Vorschubeinrichtung aus ihrer Ausgangsposition in die Schlagposition bewegen kann, 1.4 einem Antrieb zum Spannen der Schlagfeder, sowie mit
1.5 einem Auslöser zum Freigeben der gespannten Schlagfeder.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei dem die Vorschubeinrichtung eine Schubstange (12) aufweist.
3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, mit einer Rückstellein- richtung zum Zurückschieben der Vorschubeinrichtung aus der Schlagposition in die Ausgangsposition nach Durchführen des Schlagvorgangs.
4. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Rückstelleinrichtung eine Rückstellfeder aufweist.
5. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Federelement der Schlagfeder ein Druckgas ist.
6. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Federelement der Rückstellfeder ein Druckgas ist.
7. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Vorschubeinrichtung mit einem Kolben (11) verbunden ist, auf den das Federelement der Schlagfeder direkt einwirkt.
8. Antrieb nach Anspruch 7, bei dem der Kolben (11) ein doppelt wirkender Kolben ist, auf den das Federelement der Rückstellfeder direkt einwirkt.
9. Antrieb nach Anspruch 7 oder 8, mit einer axialen Kolbenführung (7).
10. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Auslöser ein Ventil (33, 43) aufweist.
11. Antrieb nach Anspruch 10, bei dem das Ventil (33, 43) zum Auslösen des Schlagvorgangs geöffnet wird.
12. Antrieb nach Anspruch 10 oder 11, bei dem das Ventil (43, 33) derart ausgebildet ist, daß es eine sich selbst verstärkende Öffnungsbewegung aufweist.
13. Antrieb nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei dem das Ventil (33, 43) in Schließstellung federbelastet ist.
14. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Antrieb derart ausgebildet ist, daß er den Auslöser betätigen kann.
15. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in der Ausgangsposition der Vorschubeinrichtung die Schlagfeder vorgespannt ist.
16. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Antrieb derart ausgebildet ist, daß er bei seiner Betätigung die Schlagfeder vor dem Auslösen weiter spannt.
17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Antrieb derart ausgebildet ist, daß er nach dem Vortreiben der Vorschubeinrichtung zur Erleichterung von deren Zurückschieben die Setzfeder weiter entspannt.
18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Antrieb ein koaxial zur Kolbenführung (7) angeordnetes verschiebbares Rohrelement (18) aufweist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, bei dem das Rohrelement (18) mit Hilfe einer auf einem Gewinde (20) der Bolzenführung (5) sitzenden verdrehbaren Mutter (21) verschiebbar ist.
20. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der in dem Gehäuse (1) eine Bolzenführung (5) für einen mit der Vorrichtung zu setzenden Bolzen angeordnet ist und die Vorrichtung als Bolzenschubgerät ausgebildet ist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, als Schrämhammer ausgebildet, wobei die Vorschubeinrichtung auf einen Meißel einwirkt.
22. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der zusätzlich zu der schlagartigen Vorschubbewegung mindestens in einem Teil der Bewegung eine Drehbewegung durchgeführt wird.
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