EP1097785B1

EP1097785B1 - Pulverkraftbetriebenes Setzgerät

Info

Publication number: EP1097785B1
Application number: EP00810096A
Authority: EP
Inventors: Gerhard Ehmig
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 1999-02-11
Filing date: 2000-02-04
Publication date: 2006-05-10
Anticipated expiration: 2020-02-04
Also published as: US6286743B1; PL338345A1; EP1097785A3; PL189708B1; JP2000237974A; EP1097785A2; TW506883B; AU1016300A; DE50012720D1; CN1262983A; CA2297649A1; AU753510B2; DE19905896A1; CN1140383C

Description

Die Erfindung betrifft ein pulverkraftbetriebenes Setzgerät gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der WO 96/39281 ist ein pulverkraftbetriebenes Setzgerät bekannt, das einen Führungszylinder mit einer Innenbohrung aufweist, in der ein Treibkolben axial versetzbar angeordnet ist. Ein gegenüber dem Führungszylinder im wesentlichen koaxial angeordneter Stossboden schliesst sich entgegen der Setzrichtung an den Führungszylinder an. Dieser Stossboden weist ein Kartuschenlager in einem setzrichtungsseitigen Endbereich auf. Die lichte Weite des Kartuschenlagers vergrössert sich zum freien Ende des Stossbodens hin.
Der Führungszylinder weist an einem entgegen der Setzrichtung weisenden Endbereich einen kreisringförmigen Ausschnitt auf, in dem ein ringförmiges Dichtungselement angeordnet ist. Der kreisringförmige Ausschnitt unterteilt den entgegen der Setzrichtung weisenden Endbereich des Führungszylinders in einen zentralen zylindrischen Abschnitt und einen diesen zylindrischen Abschnitt im Abstand umgebenden kreisringförmigen äusseren Abschnitt. Das freie Ende des zentralen Abschnittes bildet eine Gegenfläche, mit der eine in dem Kartuschenlager eingesetzte Kartusche festlegbar ist. Die Gegenfläche überragt den restlichen Teil der Stirnseite entgegen der Setzrichtung.
Der beim Zünden der Kartusche erzeugte Treibgasdruck gelangt von dem Kartuschenlager über einen Verbindungskanal zu einer Innenwandung des ringförmigen Dichtungselementes mit einem U-förmigen Querschnitt, dessen Öffnung zur Mittellängsachse des Dichtungselementes hin offen ist. Der von der Kartusche erzeugte Treibgasdruck wirkt bei diesem bekannten Setzgerät nicht zur Gänze in Setzrichtung auf das Dichtungselement, sondern in zwei parallel zur Setzrichtung verlaufenden, entgegengesetzten Richtungen, sodass ein Aufweiten des Dichtungselementes in zwei gegenläufige Richtungen erfolgt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein pulverkraftbetriebenes Setzgerät zu schaffen, bei dem das Dichtungselement die Aufnahmekammer gut abdichtet und mit einem Anpressdruck gegen das erste Teil gedrückt wird, der dem Treibgasdruck entspricht.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit einem pulverkraftbetriebenen Setzgerät, welches die im kennzeichnenden Abschnitt des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale aufweist.
Die erfindungsgemässe Ausgestaltung und Anordnung des ringförmigen Dichtungselementes ermöglicht ein treibgasdruckabhängiges Anpressen des Dichtungselementes gegen das erste Teil. Der beim Zünden einer Kartusche entstehende Treibgasdruck wird von dem Kartuschenlager über die Verbindungskanäle des zweiten Teiles zu einem Boden des kreisringförmigen Ausschnittes geleitet und von dort auf eine entgegen der Setzrichtung weisende Angriffsfläche des ringförmigen Dichtungselementes umgelenkt. Das innerhalb des ringförmigen Ausschnittes parallel zur Setzrichtung versetzbare Dichtungselement wird somit bei einem grossen Treibgasdruck stark und bei einem geringeren Treibgasdruck weniger stark gegen das erste Teil unter Zwischenlage des Aufnahmeteiles sowie des Deckelteiles der Kartusche gedrückt.
Um eine gute axial begrenzte Führung des Dichtungselementes in dem kreisringförmigen Ausschnitt erreichen zu können, weist vorzugsweise das Dichtungselement einen Dichtungsabschnitt und an einem setzrichtungsseitigen Endbereich des Dichtungsabschnittes eine flanschartige Erweiterung auf, deren Aussenkontur grösser ist als die grösste lichte Weite des kreisringförmigen Ausschnittes.
Damit die von der Kartusche erzeugten Treibgase zur Angriffsfläche des ringförmigen Dichtungselementes gelangen können, muss diese von dem Boden des ringförmigen Ausschnittes immer beabstandet sein. Aus diesem Grund ist der Abstand zwischen der flanschartigen Erweiterung und der entgegen der Setzrichtung weisenden Angriffsfläche des Dichtungselementes kleiner als die sich parallel zur Setzrichtung erstreckende Tiefe des kreisringförmigen Ausschnittes. Über diese flanschartige Erweiterung stützt sich das ringförmige Dichtungselement somit entgegen der Setzrichtung an der setzrichtungs seitigen Stirnseite des zweiten Teiles ab.
Von den auf die Angriffsfläche des Dichtungsteiles wirkenden Treibgasen kann eine geringe Menge zwischen der Aussenwandung des Dichtungselementes und der Aussenwandung des ringförmigen Ausschnittes entweichen. Damit diese geringe Menge an entweichenden Treibgasen aus dem Innern des Setzgerätes abgeleitet werden kann, mündet ein Entlüftungskanal in eine umlaufend ausgebildete Vertiefung, die an einer in Setzrichtung weisenden Stirnseite des Stossbodens angeordnet ist und die sich, ausgehend von der Aussenkontur des ringförmigen Ausschnittes, radial nach aussen, allerdings nicht bis zur Aussenkontur des Stossbodens erstreckt.
Damit keine Treibgase zwischen der Aussenwandung des Dichtungselementes und der Aussenwandung des ringförmigen Ausschnittes entweichen können, wirkt zweckmässigerweise der Dichtungsabschnitt des Dichtelementes mit einem Dichtungsbereich des kreisringförmigen Ausschnittes zusammen.
Aus wirtschaftlichen Beschaffungsgründen ist vorzugsweise der Dichtungsbereich von wenigstens einer Lamellendichtung gebildet, die in einer seitlichen Ausnehmung des kreisringförmigen Ausschnittes angeordnet ist.
Damit eine grossflächige Abstützung der gesamten Kartusche in dem Kartuschenlager erreicht werden kann, überragt vorteilhafterweise die Gegenfläche des zweiten Teiles die grösste lichte Weite des Kartuschenlagers in radialer Richtung.
Damit das Kartuschenlager so nahe wie möglich an der Innenbohrung des Führungszylinders zu liegen kommt, ist zweckmässigerweise das erste Teil von einem Führungszylinder und der zweite Teil von einem Stossboden des Setzgerätes gebildet.
Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel wiedergeben, näher erläutert. Es zeigen:

Fig.1: ein erfindungsgemässes pulverkraftbetriebenes Setzgerät mit einem ersten und einem zweiten Teil;
Fig. 2: eine Ansicht des zweiten Teiles entlang der Linie II-II, gemäss Fig. 1.

Das in den Fig. i und 2 dargestellte pulverkraftbetriebene Setzgerät weist ein erstes Teil in Form eines Führungszylinders 1 und ein zweites Teil in Form eines Stossbodens 2 auf. Beide Teile sind im wesentlichen koaxial zueinander angeordnet und parallel zur Setzrichtung zueinander versetzbar. Der dem Stossboden 2 zugewandte Endbereich weist ein Kartuschenlager 3 auf, dessen lichte Weite W1 zum Stossboden 2 hin zunimmt. In Setzrichtung schliesst sich an das Kartuschenlager 3 eine Innenbohrung 21 an, in der ein Treibkolben 22 axial versetzbar angeordnet ist. Die Innenbohrung 21 steht mit dem Kartuschenlager 3 über eine Verbindungsbohrung 20 in Verbindung.
In dem Kartuschenlager 3 ist eine Kartusche 4 angeordnet, die ein Aufnahmeteil 5 mit beispielsweise mehreren Aufnahmebereichen aufweist, die der Aufnahme einer beispielsweise pulverförmig ausgebildeten Treibladung dienen. In der Fig. 1 ist nur ein Aufnahmebereich dargestellt. Die Aufnahmebereiche sind mittels eines Deckelteiles 6 verschliessbar. Sowohl das Aufnahmeteil 5 als auch das Deckelteil 6 sind aus einer dünnwandigen Folie gebildet
Der Festlegung der Kartusche im Kartuschenlager 3 dient ein Stossboden 2 und ein im Stossboden 2 gelagertes Dichtungselement 9. Der Stossboden 2 weist an einer dem Kartuschenlager 3 zugewandten Seite einen kreisringförmigen Ausschnitt 7 auf, der den dem Kartuschenlager 3 zugewandten Endbereich des Stossbodens 2 in einen zentralen zylindrischen Abschnitt und einen diesen zylindrischen Abschnitt im Abstand umgebenden kreisringförmigen äusseren Abschnitt unterteilt.
Im Umfangsbereich des zylindrischen Abschnittes befinden sich beispielsweise, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, vier Verbindungskanäle 13, die sich von einem Boden des kreisringförmigen Ausschnittes 7 bis zu einer Gegenfläche 14 erstrecken, die von der dem Kartuschenlager 3 zugewandten Stirnseite des zylindrischen Abschnittes gebildet ist. Ausgehend vom Boden nimmt die lichte Weite dieser Verbindungskanäle 13 zur Gegenfläche 14 hin zu.
Das Kartuschenlager 3 weist eine grösste lichte Weite W1 auf, die von der Gegenfläche 14 in radialer Richtung zumindest von den zwischen den Verbindungskanälen 13 liegenden Bereichen überragt wird.
In dem kreisringförmigen Ausschnitt 7 mit einer grössten lichten Weite W2 ist ein ringförmiges Dichtungselement 9 angeordnet, das sich aus einem im wesentlichen hohl zylinderförmigen Dichtungsabschnitt 10 und einer flanschartigen Erweiterung 11 mit dem Aussendurchmesser D1 zusammensetzt. Diese flanschartige Erweiterung 11 ist in einem setzrichtungsseitigen Endbereich des Dichtungselementes 9 angeordnet und weist eine setzrichtungsseitige Anschlagfläche 17 auf. Die Tiefe T des kreisringförmigen Ausschnittes 7 ist grösser als der Abstand A zwischen der flanschartigen Erweiterung 11 und einer Angriffsfläche 16, die von einem entgegen der Setzrichtung weisenden freien Ende des Dichtungsabschnittes 10 gebildet ist.
Der Dichtungsabschnitt 10 weist beispielsweise eine leicht nach aussen gewölbte Aussenkontur auf, die mit einem Dichtungsbereich 8 zusammenwirkt. Bei dem Dichtungsbereich 8 handelt es sich beispielsweise um drei ringscheibenförmig ausgebildete Lamellendichtungen, die in radialer Richtung federnd ausgebildet sind. Diese Lamellen ragen teilweise in eine umlaufend ausgebildete Nut in der Aussenwandung des ringförmigen Ausschnittes 7 und teilweise in die lichte Weite des ringförmigen Ausschnittes 7.
Der Dichtungsabschnitt des ringförmigen Dichtungselementes und der Dichtungsbereich des Stossbodens im Bereich des ringförmigen Ausschnittes können mit aufeinander abgestimmten, ineinandergreifenden Gewindeprofilen versehen sein, die eine Art Labyrinth bilden.
Das ringförmige Dichtungselement 9 weist an seiner in Setzrichtung weisenden Stirnseite eine Dichtungsnase 12 auf, die von einem umlaufend ausgebildeten, dünnwandigen Vorsprung gebildet ist. Die dem zentralen zylindrischen Bereich des Stossbodens 2 zugewandte Innenwandung dieses Vorsprunges liegt auf dem gleichen Radius wie die Innenwandung des ringförmigen Dichtungselementes 9.
Der Stossboden 2 weist an seiner in Setzrichtung weisenden Stirnseite eine umlaufend ausgebildete Vertiefung auf, die sich, ausgehend von der Aussenkontur des ringförmigen Ausschnittes 7, radial nach aussen, allerdings nicht bis zur Aussenkontur des Stossbodens 2 erstreckt. In diese Vertiefung mündet ein Entlüftungskanal 15.
Der Umfangsbereich der flanschartigen Erweiterung 11 des ringförmigen Dichtungselementes 9 steht in Verbindung mit einer ringscheibenförmig ausgebildeten, elastischen Membrane 19, die ihrerseits fest an der setzrichtungsseitigen Stirnseite des Stossbodens 2 verbunden ist. Der zentrale zylindrische Abschnitt überragt in Setzrichtung mit seiner Gegenfläche 14 den restlichen Teil der Stirnseite des Stossbodens 2.

Claims

Pulverkraftbetriebenes Setzgerät mit einem ein Kartuschenlager (3) aufweisenden ersten Teil, einem dem ersten Teil gegenüberliegenden zweiten Teil, das die axiale Projektionsfläche des Kartuschenlagers (3) mit einer Gegenfläche (14) teilweise abdeckt, einem dem ersten Teil zugewandten kreisringförmigen Ausschnitt (7), der der Aufnahme und der Führung eines ringförmigen Dichtungselementes (9) dient, das sich ausserhalb des Kartuschenlagers (3) an dem ersten Teil abstützt und wenigstens einem Verbindungskanal (13) der sich ausgehend vom Kartuschenlager (3) bis zu einer entgegen der Setzrichtung weisenden Angriffsfläche (16) des Dichtungselementes (9) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (g) gegenüber dem zweiten Teil parallel zur Setzrichtung versetzbar ist.
Setzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (9) einen Dichtungsabschnitt (10) und an einem setzrichtungsseitigen Endbereich des Dichtungsabschnittes (10) eine flanschartige Erweiterung (11) aufweist, deren Aussenkontur (D1) grösser ist als die grösste lichte Weite (W2) des kreisringförmigen Ausschnittes (7).
Setzgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (A) zwischen der flanschartigen Erweiterung (11) und der entgegen der Setzrichtung weisenden Angriffsfläche (16) des Dichtungselementes (9) kleiner ist als die sich parallel zur Setzrichtung erstreckende Tiefe (T) des kreisringförmigen Ausschnittes (7).
Setzgerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet dass den ersten Teil (2) in form eines Stossbodens ausgebildet ist, und dass der Stossboden (2) an seiner in Setzrichtung weisenden Stirnseite eine umlaufend ausgebildete Vertiefung aufweist, die sich, ausgehend von der Aussenkontur des ringförmigen Ausschnittes (7), radial nach aussen erstreckt und in die ein Entlüftungskanal (15) einmündet.
Setzgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsabschnitt (10) des Dichtelementes (9) mit einem Dichtungsbereich (8) des kreisringförmigen Ausschnittes (7) zusammenwirkt.
Setzgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsbereich (8) von wenigstens einer Lamellendichtung gebildet ist, die in einer seitlichen Ausnehmung des kreisringförmigen Ausschnittes (7) angeordnet ist.
Setzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenfläche (14) des zweiten Teiles die grösste lichte Weite (W1) des Kartuschenlagers (3) in radialer Richtung überragt.
Setzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teil von einem Führungszylinder (1) und das zweite Teil von einem Stossboden (2) des Setzgerätes gebildet ist.