EP2412482A2 - Brennkraftbetriebenes Setzgerät - Google Patents

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Publication number
EP2412482A2
EP2412482A2 EP20110401541 EP11401541A EP2412482A2 EP 2412482 A2 EP2412482 A2 EP 2412482A2 EP 20110401541 EP20110401541 EP 20110401541 EP 11401541 A EP11401541 A EP 11401541A EP 2412482 A2 EP2412482 A2 EP 2412482A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
space
piston
setting
guide
internal combustion
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Withdrawn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
EP20110401541
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Förmer
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.)
Fischerwerke GmbH and Co KG
Original Assignee
Fischerwerke 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 Fischerwerke GmbH and Co KG filed Critical Fischerwerke GmbH and Co KG
Publication of EP2412482A2 publication Critical patent/EP2412482A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

Definitions

  • the invention relates to a combustion-powered setting tool having the features of the preamble of claim 1.
  • Internal combustion setting tools are used to drive fastening elements, in particular nails, into a substrate.
  • the ground is a solid and solid building material, such as concrete.
  • the driving is done with a setting piston which is moved by propellant gases of a propellant in a piston guide, so that the setting piston meets with high energy to the fastener and this drives into the ground.
  • the propellant gases for this driving movement are usually the combustion gases of a gaseous or solid fuel which is ignited in a combustion chamber.
  • the setting piston is driven by the propellant gases from a rear starting position to a front end position.
  • “Front” means the mouth side and "rear” refers to the side of the setting device to which the combustion chamber is usually arranged.
  • the setting piston After the driving operation, the setting piston is in the front end position and must be returned to the rear starting position to allow another driving operation.
  • the setting piston When from the European patent EP 0 798 084 B1 known combustion-powered setting tool, the setting piston is returned with a portion of the propellant gases, which also cause the Eintreibterrorism.
  • the setting piston In the known setting tool, the setting piston on its rear side on a piston head, with a through hole through which the part of the propellant gases, which is required for returning the setting piston in the rear starting position, passes during the driving movement of the setting piston in front of the piston head. This part of the propellant gases is referred to in the following recirculation gas.
  • the object of the invention is to improve the return of the setting piston.
  • the inventive combustion-powered setting tool for driving fasteners into a substrate has a setting piston.
  • the setting piston is movably guided in a piston guide of the setting device, wherein the setting piston can be driven by means of propellant gases of a propellant from a rear starting position into a front end position.
  • the piston guide is usually designed as an elongated, tubular linear guide, which guides the setting piston in the axial direction.
  • the setting piston comprises a piston rod and a piston head.
  • the piston rod is located at the forward end of the setting piston and comes into contact with the fastening element during the drive-in movement.
  • the piston head is arranged at the rear end of the setting piston.
  • the piston guide has a rear exit space, a front end space and an intermediate guide space, the piston head being in the rear starting position in the rear starting position and in the front end position in the front end space.
  • Characteristic of the setting tool according to the invention is that on the setting piston, a storage space is formed, such that the storage space in the rear output space of the piston guide receives the necessary for returning the setting piston part of the propellant gases and that the storage space is closed in the guide space of the piston guide against the exit space.
  • the storage space serves to receive the recirculation gas and to transport it from the rear exit space into the front end space, wherein the recirculation gas reaches the piston head in the end space, so that it effects the return of the setting piston.
  • the advantage of the setting device according to the invention is that the return gas stored in the storage space during the movement of the storage space to the end space the piston guide is separated from the output space of the piston guide.
  • the output space of the piston guide can thus be vented, without thereby reducing the high pressure of the recirculation gas, which would be the case, for example, if instead of a storage space only known from the prior art through-hole would be used and the recirculation gas through the through hole could communicate to the output space.
  • the storage space in the guide space of the piston guide is also closed against the end space of the piston guide, whereby the recirculation gas passes only in the end space of the piston guide in front of the piston head and only then exerts a the Eintreibterrorism counteracting gas pressure on the setting piston.
  • the recirculation gas thus does not hinder the drive-in movement, since it does not reach the piston head of the setting piston at an undesirably early time of the drive-in process.
  • the storage space is designed as a local depression on the setting piston.
  • the storage space is formed on the piston head.
  • the local depression is designed, for example, as a pocket or as a groove-like recess surrounding the piston head.
  • the piston head is guided in the guide space at least in sections substantially free of play.
  • the play-free guide is in particular designed in such a way that the storage space introduced completely into the guide space is sealed off from the exit space by the wall of the guide space such that the pressure of the return gas stored in the storage space is essentially maintained during the movement of the storage space in the guide space. This ensures that the original gas pressure of the part of the propellant gases stored in the storage space as recirculation gas in the end space is completely available for the return of the setting piston.
  • the output space and the end space of the piston guide at least partially a larger diameter than the piston head. That is, the exit and end spaces have cross-sections that are at least locally enlarged relative to the piston head, such that gas can fill a space between the piston head and the surrounding wall of the piston guide and pass through that space into the storage space.
  • the guide space differs from the exit space and the end space in that its cross section substantially corresponds to the relevant cross section of the piston head.
  • the cross sections of the piston guide and the piston head are usually circular, so that the outer diameter of the piston head substantially corresponds to the inner diameter of the guide space.
  • the output and the end space have a larger inner diameter or are locally so expanded, for example, by axially extending grooves that the diameter of a circle circumscribing the output and the end space is greater than the outer diameter of the piston head.
  • the output space and / or the end space of the setting tool according to the invention each have at least one overflow, through which used as recirculation gas part of the propellant gases from the output space of the piston guide into the storage space and from the storage space in the end space of the piston guide can pass.
  • the overflow channels do not necessarily have to be arranged completely in the exit space or in the end space, they can also extend into the guide space.
  • the overflow can run parallel to the end or guide space and be separated by a wall of this.
  • the piston guide has a vent opening.
  • the vent opening can be closed by the setting piston, such that the vent opening is at least substantially closed when the storage space is not closed against the exit space of the piston guide. The vent is thus closed until the storage space of the moving in the driving direction setting piston is filled with propellant gases. If the storage space is filled with propellant gases, the storage space in the guide space is closed against the exit space and only then open the vent opening by the advancing of the piston head.
  • a rear portion of the output space of the piston guide is designed such that in the rear starting position no propellant gas can enter the storage space. This ensures that in the initial position, the combustion force of the propellant gases is completely available for accelerating the setting piston, since the propellant gases can act with their high pressure completely on the rear side of the piston head.
  • FIGS. 1a to 1d a first inventive combustion-powered setting tool 1 is shown, wherein the representation is limited to the components essential for the invention.
  • the setting tool 1 has a barrel 2, a piston guide 3 and a setting piston 4, which is guided in the piston guide 3 axially movable.
  • the barrel 2 and the piston guide 3 are constructed from three hollow cylindrical components 5, which are connected to each other, so that the piston guide 3 and the barrel 2 of the setting device 1 can be disassembled into individual components 5 that are easy to clean.
  • the barrel 2 terminates in an orifice 9, from which a non-illustrated fastener exits the barrel 2 when it is driven by the setting piston 4 from the barrel 2 in a likewise not shown underground.
  • the piston guide 3 has a relative to the barrel 2 enlarged inner diameter and consists of three rooms: the rear exit space 10, the front end space 11 and the guide space arranged therebetween 12.
  • the rear Exit space 10 and the front end space 11 are locally enlarged in relation to the guide space 12 in diameter. They have overflow channels 13, 14, which run groove-like in the axial direction, ie in the direction of driving direction E of the setting piston 4.
  • the front overflow 13 of the front end 11 extend over the entire length of the front end space 11, while the rear overflow 14 of the rear Output space 10 extend over only about two-thirds of the length of the rear exit space 10.
  • the rear transfer ports 14 start directly at the transition from the guide space 12 to the rear exit space 10.
  • the setting piston 4 has a piston rod 6 and a piston head 7.
  • the piston rod 6 is like the piston head 7 formed as a cylindrical rod, with a diameter which is reduced relative to the diameter of the piston head 7.
  • the diameter of the piston rod 6 corresponds to the inner diameter of the barrel 2, in which the piston rod 6 is guided axially.
  • a circumferential constriction 15 is formed, which serves as a storage space 16 for a portion of the propellant gases of a ignited propellant with which the setting piston 4 can be driven from a rear starting position, in which the piston head 7 is in the rear output space 10, into a front end position, in which the piston head 7 is located in the front end space 11.
  • FIG. 1a is the setting piston 4 in the rear starting position.
  • the piston head 7, whose outer diameter substantially corresponds to the inner diameter of the rear portion 19 of the output space 10 and is guided in this play, abuts with its rear end, the top surface 20, against the final wall 17 of the rear portion 19.
  • a propellant not shown, introduced and ignited, so explosively formed propellant gases that penetrate through the through hole 18 in the piston guide 3.
  • the propellant gas can not between the inner wall of the rear portion 19 of the output space 10 and the lateral surface of the cylindrical piston head 7 arrive, so that the propellant gases press completely onto the top surface 20 of the piston head 7 and accelerate the setting piston 4 in the direction of the driving direction E.
  • FIG. 1b shows the combustion-powered setting tool 1 after the setting piston 4 has moved a little way in the piston guide 3 in the direction of the driving direction E due to the acceleration.
  • the piston head 7 has completely left the rear portion 19 of the exit space 10. Due to the rear overflow channels 14, the output space 10 has a diameter that is locally larger than that of the piston head 7, so that propellant gases can now penetrate past the piston head 7 into the rear transfer passages 14.
  • the arranged on the piston head 7 storage chamber 16 is in this position of the setting piston 4 in direct contact with the rear overflow 14 and the storage space 16 is filled via the overflow 14 with a portion of the propellant gases.
  • the setting piston 4 moves further in the piston guide 3 in the direction of the driving direction E as in Figure 1c is shown.
  • Figure 1c Since the piston head 7 is guided in the guide space 12 substantially free of play, the wall of the guide chamber 12 closes the storage space 16 against the exit space 10 and the front end space 11 from. The trapped in the storage space 16 part of the propellant gases, the recirculation gas is no longer in contact with the propellant gases located in the rear output space 10.
  • a vent opening 22 is opened by the movement of the setting piston 4 in the output chamber 10, which is closed in the starting position by the piston head 7 of the setting piston 4.
  • the storage space 16 Due to the further movement of the setting piston 4 in the piston guide 3 in the direction of the driving direction E, the storage space 16 reaches the front end space 11, in which the front transfer passages 13 are arranged. Due to the front transfer ports 13, the front end space 11 has a diameter which is greater than the diameter of the piston head 7.
  • the in the storage space 16 under Overpressure standing return gas occurs at the entrance of the storage space 16 in the front end chamber 11 from the storage space 16 in the front transfer ports 13 and thereby passes in front of the circular shoulder 8 of the piston head 7.
  • the recirculation gas due to its large pressure against the circular shoulder 8 the Movement of the setting piston 4 decelerates, is further compressed by the movement of the setting piston 4 in the front end space 11.
  • the pressure of the recirculation gas acting on the circular shoulder 8 is increased. Due to the gas pressure of the return gas, the setting piston 4 is braked to a standstill. Since the gas pressure in the end space 11 is significantly higher than in the intermittently vented outlet space 10, the setting piston 4 is again accelerated by the recirculation gas counter to the driving direction E and returned from the front end position in the rear starting position. The recirculation gas, which is still in the front end space 11 after the return of the setting piston 4 in the rear starting position, can escape via the barrel 2, since the piston rod 6 and the barrel 2 have a certain play.
  • FIGS. 2a to 2c illustrated combustion-powered setting tool 1 'differs from that in the FIGS. 1a to 1d Setting device 1 shown only in that the rear portion 19 of the output space 10 of the setting device 1 is not present and the back transfer passages thus reach to the wall 17.
  • On the wall 17 also cylindrical spacers 23 are arranged, which prevent the top surface 20 of the piston head 7 rests against the wall 17.
  • the propellant gases can thus penetrate directly into the storage space 16 via the rear overflow channels 14 directly after the ignition of the propellant, wherein the gas pressure of the propellant gases, which is available for accelerating the setting piston 4, is reduced, which may be desired depending on the task.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Portable Nailing Machines And Staplers (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein brennkraftbetriebenes Setzgerät (1) zum Eintreiben von Befestigungselementen in einen Untergrund. Das Setzgerät (1) umfasst einen Setzkolben (4) mit einer Kolbenstange (6) und einem Kolbenkopf (7). Der Setzkolben (4) ist mittels Treibgasen eines Treibmittels von einer hinteren Ausgangsstellung in eine vordere Endstellung treibbar und mit einem Teil der Treibgase von der vorderen Endstellung in die hintere Ausgangsstellung rückführbar. Um die Rückführung des Setzkolbens (4) zu verbessern, schlägt die Erfindung vor, dass am Setzkolben (4) ein Speicherraum (16) ausgebildet ist, derart, dass der Spreicherraum (16) in einem Ausgangsraum (10) einer Kolbenführung (3) den zur Rückführung des Setzkolbens (4) notwendigen Teil der Treibgase aufnimmt und dass der Spreicherraum (16) im Führungsraum (12) gegen den Ausgangsraum (10) abgeschlossen ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein brennkraftbetriebenes Setzgerät mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
  • Brennkraftbetriebene Setzgeräte werden verwendet, um Befestigungselemente, insbesondere Nägel, in einen Untergrund einzutreiben. Üblicherweise ist der Untergrund ein fester und massiver Baustoff, beispielsweise Beton. Das Eintreiben erfolgt mit einem Setzkolben, der durch Treibgase eines Treibmittels in einer Kolbenführung bewegt wird, so dass der Setzkolben mit hoher Energie auf das Befestigungselement trifft und dieses in den Untergrund eintreibt. Die Treibgase für diese Eintreibbewegung sind üblicherweise die Verbrennungsgase eines gasförmigen oder festen Brennstoffs, der in einer Brennkammer entzündet wird. Der Setzkolben wird von den Treibgasen von einer hinteren Ausgangsstellung in eine vordere Endstellung getrieben. "Vorn" bedeutet mündungsseitig und "hinten" bezeichnet die Seite des Setzgeräts, an der üblicherweise die Brennkammer angeordnet ist.
  • Nach dem Eintreibvorgang befindet sich der Setzkolben in der vorderen Endstellung und muss wieder in die hintere Ausgangsstellung zurückgeführt werden, um einen weiteren Eintreibvorgang zu ermöglichen. Bei dem aus der Europäischen Patentschrift EP 0 798 084 B1 bekannten brennkraftbetriebenen Setzgerät wird der Setzkolben mit einem Teil der Treibgase zurückgeführt, die auch die Eintreibbewegung verursachen. Bei dem bekannten Setzgerät weist der Setzkolben an seiner hinteren Seite einen Kolbenkopf auf, mit einer Durchgangsbohrung, durch die der Teil der Treibgase, der zur Rückführung des Setzkolbens in die hintere Ausgangsstellung benötigt wird, während der Eintreibbewegung des Setzkolbens vor den Kolbenkopf gelangt. Dieser Teil der Treibgase wird im folgenden Rückführgas bezeichnet. Befindet sich der Setzkolben nach der Eintreibbewegung in einem vorderen Endraum der Kolbenführung, so wird der hinter dem Kolbenkopf liegende Teil der Kolbenführung entlüftet und der Setzkolben durch den höheren Druck des vor dem Kolbenkopf eingeschlossenen Rückstellgases nach hinten in die Ausgangsstellung zurückgeführt. Ähnliche Setzgeräte sind auch aus der Patentschrift US 2,877,750 und der Offenlegungsschrift DE 102 59 567 A1 bekannt.
  • Aufgabe der Erfindung ist, die Rückführung des Setzkolbens zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein brennkraftbetriebenes Setzgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Das erfindungsgemäße brennkraftbetriebene Setzgerät zum Eintreiben von Befestigungselementen in einen Untergrund weist einen Setzkolben auf. Der Setzkolben ist in einer Kolbenführung des Setzgeräts beweglich geführt, wobei der Setzkolben mittels Treibgasen eines Treibmittels von einer hinteren Ausgangsstellung in eine vordere Endstellung treibbar ist. Die Kolbenführung ist üblicherweise als lang gestreckte, rohrartige Linearführung ausgestaltet, die den Setzkolben in axialer Richtung führt. Der Setzkolben umfasst eine Kolbenstange und einen Kolbenkopf. Die Kolbenstange befindet sich am in Treibrichtung vorderen Ende des Setzkolbens und tritt während der Eintreibbewegung mit dem Befestigungselement in Kontakt. Der Kolbenkopf ist am hinteren Ende des Setzkolbens angeordnet. Auf ihn wirken die Treibgase, die die Eintreibbewegung verursachen. Die Kolbenführung weist einen hinteren Ausgangsraum, einen vorderen Endraum und einen dazwischenliegenden Führungsraum auf, wobei sich der Kolbenkopf in der hinteren Ausgangsstellung im hinteren Ausgangsraum und in der vorderen Endstellung im vorderen Endraum befindet. Nach einer Eintreibbewegung, bei der der Setzkolben mittels der Treibgase von der hinteren Ausgangsstellung in die vordere Endstellung getrieben worden ist, ist der Setzkolben mit einem Teil der Treibgase, dem Rückführgas, von der vorderen Endstellung in die hintere Ausgangsstellung rückführbar.
  • Kennzeichnend für das erfindungsgemäße Setzgerät ist, dass am Setzkolben ein Speicherraum ausgebildet ist, derart, dass der Speicherraum im hinteren Ausgangsraum der Kolbenführung den zur Rückführung des Setzkolbens notwendigen Teil der Treibgase aufnimmt und dass der Speicherraum im Führungsraum der Kolbenführung gegen den Ausgangsraum abgeschlossen ist. Der Speicherraum dient dazu, das Rückführgas aufzunehmen und vom hinteren Ausgangsraum in den vorderen Endraum zu transportieren, wobei das Rückführgas im Endraum vor den Kolbenkopf gelangt, so dass es die Rückführung des Setzkolbens bewirkt.
  • Der Vorteil des erfindungsgemäßen Setzgeräts ist, dass das im Speicherraum gespeicherte Rückführgas während der Bewegung des Speicherraums zum Endraum der Kolbenführung vom Ausgangsraum der Kolbenführung getrennt ist. Der Ausgangsraum der Kolbenführung kann somit entlüftet werden, ohne dass dadurch der hohe Druck des Rückführgases verringert wird, was beispielsweise dann der Fall wäre, wenn statt eines Speicherraums nur die aus dem Stand der Technik bekannte Durchgangsbohrung verwendet würde und das Rückführgas damit über die Durchgangsbohrung mit dem Ausgangsraum kommunizieren könnte.
  • Vorzugsweise ist der Speicherraum im Führungsraum der Kolbenführung zudem gegen den Endraum der Kolbenführung abgeschlossen, wodurch das Rückführgas erst im Endraum der Kolbenführung vor den Kolbenkopf gelangt und erst dann einen der Eintreibbewegung entgegenwirkenden Gasdruck auf den Setzkolben ausübt. Das Rückführgas behindert somit die Eintreibbewegung nicht, da es nicht zu einem ungewünscht frühen Zeitpunkt des Eintreibvorgangs vor den Kolbenkopf des Setzkolbens gelangt.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Setzgeräts ist der Speicherraum als lokale Vertiefung am Setzkolben ausgebildet. Dies ermöglicht einen einfachen Aufbau des Speicherraums und des Setzgeräts, wodurch eine kostengünstige Herstellung und eine einfache und anwenderfreundliche Reinigung des Setzgeräts möglich ist. Vorzugsweise ist der Speicherraum am Kolbenkopf ausgebildet. Die lokale Vertiefung ist beispielsweise als Tasche oder als eine um den Kolbenkopf umlaufende nutartige Einschürung ausgebildet.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Setzgeräts ist der Kolbenkopf im Führungsraum zumindest abschnittsweise im Wesentlichen spielfrei geführt. Die spielfreie Führung ist insbesondere derart ausgestaltet, dass der vollständig in den Führungsraum eingeführte Speicherraum durch die Wandung des Führungsraums so gegenüber dem Ausgangsraum abgedichtet ist, dass der Druck des im Speicherraum gespeicherten Rückführgases während der Bewegung des Speicherraums im Führungsraum im Wesentlichen erhalten bleibt. Somit ist gewährleistet, dass der ursprüngliche Gasdruck des im Speicherraum als Rückführgas gespeicherten Teils der Treibgase im Endraum vollständig zur Rückführung des Setzkolbens zur Verfügung steht.
  • Um zu gewährleisten, dass das Rückführgas im Ausgangsraum in den Speicherraum hinein und im Endraum aus den Speicherraum heraus gelangen kann, weist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Setzgeräts der Ausgangsraum und der Endraum der Kolbenführung zumindest abschnittsweise einen größeren Durchmesser als der Kolbenkopf auf. Das heißt, der Ausgangs- und der Endraum weisen Querschnitte auf, die zumindest lokal gegenüber dem Kolbenkopf vergrößert sind, derart, dass Gas einen Raum zwischen dem Kolbenkopf und der umgebenden Wand der Kolbenführung ausfüllen und durch diesen Raum in den Speicherraum gelangen kann. Der Führungsraum unterscheidet sich dagegen vom Ausgangsraum und dem Endraum dadurch, dass sein Querschnitt im Wesentlichen dem maßgebenden Querschnitt des Kolbenkopfs entspricht. Die Querschnitte der Kolbenführung und des Kolbenkopfs sind üblicherweise kreisförmig, so dass der Außendurchmesser des Kolbenkopfs im Wesentlichen dem Innendurchmesser des Führungsraums entspricht. Der Ausgangs- und der Endraum weisen einen größeren Innendurchmesser auf oder sind lokal beispielsweise durch axial verlaufende Nuten so geweitet, dass der Durchmesser eines den Ausgangs- beziehungsweise den Endraum umschreibenden Kreises größer als der Außendurchmesser des Kolbenkopfs ist.
  • Vorzugsweise weist der Ausgangsraum und/oder der Endraum des erfindungsgemäßen Setzgeräts jeweils mindestens einen Überströmkanal auf, durch den der als Rückführgas verwendete Teil der Treibgase vom Ausgangsraum der Kolbenführung in den Speicherraum und vom Speicherraum in den Endraum der Kolbenführung gelangen kann. Die Überströmkanäle müssen nicht zwangsweise vollständig im Ausgangsraum oder im Endraum angeordnet sein, sie können auch in den Führungsraum hineinreichen. Zudem können die Überströmkanale parallel zum End- oder Führungsraum verlaufen und durch eine Wand von diesem getrennt sein.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Setzgeräts weist die Kolbenführung eine Entlüftungsöffnung auf. Die Entlüftungsöffnung ist durch den Setzkolben verschließbar, derart, dass die Entlüftungsöffnung zumindest dann im Wesentlichen geschlossen ist, wenn der Speicherraum nicht gegen den Ausgangsraum der Kolbenführung abgeschlossen ist. Die Entlüftungsöffnung ist also so lange geschlossen, bis der Speicherraum des sich in die Eintreibrichtung bewegenden Setzkolbens mit Treibgasen gefüllt ist. Wenn der Speicherraum mit Treibgasen gefüllt ist, wird der Speicherraum im Führungsraum gegen den Ausgangsraum abgeschlossen und erst dann die Entlüftungsöffnung durch das Weiterbewegen des Kolbenkopfs geöffnet. Sobald der Kolbenkopf die Entlüftungsöffnung freigibt, kann das restliche Treibgas aus dem Ausgangsraum entweichen, so dass der Rückführung des Setzkolbens von der Endstellung in die Ausgangsstellung nur der äußere Luftdruck im Ausgangsraum entgegenwirkt, der durch den weitaus höheren Gasdruck des Rückführgases leicht überwunden werden kann.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform ist ein hinterer Abschnitt des Ausgangsraums der Kolbenführung derart gestaltet, dass in der hinteren Ausgangsstellung kein Treibgas in den Speicherraum gelangen kann. Damit ist gewährleistet, dass in der Ausgangsstellung die Brennkraft der Treibgase vollständig zur Beschleunigung des Setzkolbens zur Verfügung steht, da die Treibgase mit ihrem hohen Druck vollständig auf die hintere Seite des Kolbenkopfs wirken können.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zwei in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Figuren 1a bis 1d
    die Bewegung eines Setzkolbens in einem ersten erfindungsgemäßen Setzgerät im Längsschnitt; und
    Figuren 2a bis 2c
    die Bewegung des Setzkolbens in einem zweiten erfindungsgemäßen Setzgerät im Längsschnitt.
  • In den Figuren 1a bis 1d ist ein erstes erfindungsgemäßes brennkraftbetriebenes Setzgerät 1 dargestellt, wobei sich die Darstellung auf die für die Erfindung wesentlichen Bauteile beschränkt. Das Setzgerät 1 weist einen Lauf 2, eine Kolbenführung 3 und einen Setzkolben 4 auf, der in der Kolbenführung 3 axial beweglich geführt ist. Der Lauf 2 und die Kolbenführung 3 sind aus drei hohlzylindrischen Bauteilen 5 aufgebaut, die miteinander verbunden sind, so dass sich die Kolbenführung 3 und der Lauf 2 des Setzgeräts 1 in einzelne, leicht zu reinigende Bauteile 5 zerlegen lässt. Der Lauf 2 endet in einer Mündung 9, aus der ein nicht dargestelltes Befestigungselement aus dem Lauf 2 austritt, wenn es vom Setzkolben 4 aus dem Lauf 2 in einen ebenfalls nicht dargestellten Untergrund eingetrieben wird.
  • Die Kolbenführung 3 weist einen gegenüber dem Lauf 2 vergrößerten Innendurchmesser auf und besteht aus drei Räumen: dem hinteren Ausgangsraum 10, dem vorderen Endraum 11 und dem dazwischen angeordneten Führungsraum 12. Der hintere Ausgangsraum 10 und der vordere Endraum 11 sind gegenüber dem Führungsraum 12 in ihrem Durchmesser lokal erweitert. Sie weisen Überströmkanäle 13, 14 auf, die nutartig in axialer Richtung verlaufen, also in Richtung der Eintreibrichtung E des Setzkolbens 4. Die vorderen Überströmkanäle 13 des vorderen Endraums 11 verlaufen über die gesamte Länge des vorderen Endraums 11, während die hinteren Überströmkanäle 14 des hinteren Ausgangsraums 10 sich nur über circa zwei Drittel der Länge des hinteren Ausgangsraums 10 erstrecken. Die hinteren Überströmkanäle 14 beginnen direkt am Übergang vom Führungsraum 12 zum hinteren Ausgangsraum 10. Der hintere Abschnitt 19 des Ausgangsraum 10, der dort beginnt, wo die hinteren Überströmkanäle 14 enden, schließt an seinem hinteren Ende mit einer Wand 17 ab, in die eine sich konisch erweiternde Durchgangsbohrung 18 eingebracht ist, die als Patronenlager 21 für ein nicht dargestelltes Treibmittel dient.
  • Der Setzkolben 4 weist eine Kolbenstange 6 und einen Kolbenkopf 7 auf. Die Kolbenstange 6 ist wie der Kolbenkopf 7 als zylindrischer Stab ausgebildet, mit einem Durchmesser, der gegenüber dem Durchmesser des Kolbenkopfs 7 reduziert ist. Der Durchmesser der Kolbenstange 6 entspricht dem Innendurchmesser des Laufs 2, in dem die Kolbenstange 6 axial geführt ist. Der Übergang von der Kolbenstange 6, die mündungsseitig am Setzkolben 4 angeordnet ist, zum Kolbenkopf 7 erfolgt sprungartig in Form einer ringförmigen Schulter 8. Am Kolbenkopf 7 ist eine umlaufende Einschnürung 15 ausgebildet, die als Speicherraum 16 für einen Teil der Treibgase eines gezündeten Treibmittels dient, mit denen der Setzkolben 4 von einer hinteren Ausgangsstellung, in der sich der Kolbenkopf 7 im hinteren Ausgangsraum 10 befindet, in eine vordere Endstellung treibbar ist, in der sich der Kolbenkopf 7 im vorderen Endraum 11 befindet.
  • In der Figur 1a befindet sich der Setzkolben 4 in der hinteren Ausgangsstellung. Der Kolbenkopf 7, dessen Außendurchmesser im Wesentlichen dem Innendurchmesser des hinteren Abschnitts 19 des Ausgangsraums 10 entspricht und in diesem spielfrei geführt ist, stößt mit seinem hinteren Ende, der Deckfläche 20, gegen die abschließende Wand 17 des hinteren Abschnitts 19. Wird in das Patronenlager 21 ein nicht dargestelltes Treibmittel eingebracht und gezündet, so entstehen explosionsartig Treibgase, die durch die Durchgangsbohrung 18 in die Kolbenführung 3 eindringen. Da der Querschnitt des Teils des Kolbenkopfs 7, der vom hinteren Abschnitt 19 des Ausgangsraums 10 umschlossen ist, im Wesentlichen dem Querschnitt des hinteren Abschnitt 19 entspricht, kann das Treibgas nicht zwischen die Innenwand des hinteren Abschnitt 19 des Ausgangsraums 10 und der Mantelfläche des zylinderförmigen Kolbenkopfs 7 gelangen, so dass die Treibgase vollständig auf die Deckfläche 20 des Kolbenkopfs 7 drücken und den Setzkolben 4 in Richtung der Eintreibrichtung E beschleunigen.
  • Figur 1b zeigt das brennkraftbetriebene Setzgerät 1 nach dem sich der Setzkolben 4 aufgrund der Beschleunigung ein Stück weit in der Kolbenführung 3 in Richtung der Eintreibrichtung E bewegt hat. Der Kolbenkopf 7 hat den hinteren Abschnitt 19 des Ausgangsraums 10 vollständig verlassen. Auf Grund der hinteren Überströmkanäle 14 weist der Ausgangsraum 10 einen gegenüber dem Kolbenkopf 7 lokal vergrößerten Durchmesser auf, so dass Treibgase nun am Kolbenkopf 7 vorbei in die hinteren Überströmkanäle 14 eindringen können. Der am Kolbenkopf 7 angeordnete Speicherraum 16 steht in dieser Stellung des Setzkolbens 4 in direktem Kontakt mit den hinteren Überströmkanälen 14 und der Speicherraum 16 wird über die Überströmkanäle 14 mit einem Teil der Treibgase gefüllt.
  • Der Setzkolben 4 bewegt sich weiter in der Kolbenführung 3 in Richtung der Eintreibrichtung E wie dies in Figur 1c dargestellt ist. In Figur 1c liegt der Speicherraum 16 vollständig im Führungsraum 12. Da der Kolbenkopf 7 im Führungsraums 12 im Wesentlichen spielfrei geführt ist, schließt die Wandung des Führungsraums 12 den Speicherraum 16 gegen den Ausgangsraum 10 und den vorderen Endraum 11 ab. Der im Speicherraum 16 eingeschlossene Teil der Treibgase, das Rückführgas, steht nicht mehr im Kontakt mit den sich im hinteren Ausgangsraum 10 befindlichen Treibgasen. Nachdem der Speicherraum 16 vollständig im Führungsraum 12 der Kolbenführung 3 liegt und gegenüber dem hinteren Ausgangsraum 10 abgeschlossen ist, wird durch die Bewegung des Setzkolbens 4 im Ausgangsraum 10 eine Entlüftungsöffnung 22 geöffnet, die in der Ausgangsstellung durch den Kolbenkopf 7 des Setzkolbens 4 verschlossen ist. Durch die Entlüftungsöffnung 22 können die sich noch im Ausgangsraum 10 befindlichen Treibgase entweichen, wodurch der Gasdruck im Ausgangsraum 10 abgebaut wird, ohne dass dadurch der Gasdruck des Rückführgases gemindert wird, da sich das Rückführgas in dem gegenüber dem belüfteten hinteren Ausgangsraum 10 abgeschlossenen Speicherraum 16 befindet.
  • Aufgrund der weiteren Bewegung des Setzkolbens 4 in der Kolbenführung 3 in Richtung der Eintreibrichtung E gelangt der Speicherraum 16 in den vorderen Endraum 11, in dem die vorderen Überströmkanälen 13 angeordnet sind. Aufgrund der vorderen Überströmkanäle 13 weist der vordere Endraum 11 einen Durchmesser auf, der größer ist, als der Durchmesser des Kolbenkopfs 7. Das in dem Speicherraum 16 unter Überdruck stehende Rückführgas tritt beim Eintritt des Speicherraums 16 in den vorderen Endraum 11 aus dem Speicherraum 16 in die vorderen Überströmkanäle 13 aus und gelangt dadurch vor die kreisförmige Schulter 8 des Kolbenkopfs 7. Das Rückführgas, das aufgrund seines großen Drucks gegen die kreisförmige Schulter 8 die Bewegung des Setzkolbens 4 abbremst, wird durch die Bewegung des Setzkolbens 4 im vorderen Endraum 11 weiter komprimiert. Hierdurch wird der Druck des auf die kreisförmige Schulter 8 wirkenden Rückführgases noch erhöht. Durch den Gasdruck des Rückführgases wird der Setzkolben 4 bis zum Stillstand abgebremst. Da der Gasdruck im Endraum 11 deutlich höher als im zwischenzeitlich entlüfteten Ausgangsraum 10 ist, wird der Setzkolben 4 durch das Rückführgas entgegen der Eintreibrichtung E wieder beschleunigt und von der vorderen Endstellung in der hintere Ausgangsstellung zurückgeführt. Das Rückführgas, das sich nach der Rückführung des Setzkolbens 4 in die hinteren Ausgangsstellung noch im vorderen Endraum 11 befindet, kann über den Lauf 2 entweichen, da die Kolbenstange 6 und der Lauf 2 ein gewisses Spiel aufweisen.
  • Das in den Figuren 2a bis 2c dargestellten brennkraftbetriebene Setzgerät 1' unterscheidet sich von dem in den Figuren 1a bis 1d dargestellten Setzgerät 1 nur dadurch, dass der hintere Abschnitt 19 des Ausgangsraums 10 des Setzgeräts 1 nicht vorhanden ist und die hinteren Überströmkanäle somit bis zur Wand 17 reichen. An der Wand 17 sind zudem zylinderförmige Abstandhalter 23 angeordnet, die verhindern, dass die Deckfläche 20 des Kolbenkopfs 7 an der Wand 17 anliegt. Die Treibgase können somit direkt nach der Zündung des Treibmittels über die hinteren Überströmkanäle 14 in den Speicherraum 16 eindringen, wobei der Gasdruck der Treibgase, die zur Beschleunigung des Setzkolbens 4 zur Verfügung steht, reduziert wird, was je nach Aufgabenstellung gewünscht sein kann.
    • Bezugszeichenliste Brennkraftbetriebenes Setzgerät
    • 1, 1'
    brennkraftbetriebenes Setzgerät
    2
    Lauf
    3
    Kolbenführung
    4
    Setzkolben
    5
    Bauteil
    6
    Kolbenstange
    7
    Kolbenkopf
    8
    ringförmige Schulter
    9
    Mündung
    10
    hinterer Ausgangsraum
    11
    vorderer Endraum
    12
    Führungsraum
    13
    vorderer Überströmkanal
    14
    hinterer Überströmkanal
    15
    Einschnürung
    16
    Speicherraum
    17, 17'
    Wand
    18
    Durchgangsbohrung
    19
    hinterer Abschnitt des Ausgangsraums 10
    20
    Deckfläche
    21
    Patronenlager
    22
    Entlüftungsöffnung
    23
    Abstandhalter
    E
    Eintreibrichtung

Claims (9)

  1. Brennkraftbetriebenes Setzgerät (1, 1') zum Eintreiben von Befestigungselementen in einen Untergrund,
    - mit einem Setzkolben (4), der eine Kolbenstange (6) und einen Kolbenkopf (7) aufweist,
    - wobei der Setzkolben (4) in einer Kolbenführung (3) beweglich geführt ist,
    - wobei der Setzkolben (4) mittels Treibgasen eines Treibmittels von einer hinteren Ausgangsstellung in eine vordere Endstellung treibbar ist,
    - wobei die Kolbenführung (3) einen hinteren Ausgangsraum (10), einen vorderen Endraum (11) und einen dazwischenliegenden Führungsraum (12) aufweist,
    - wobei sich der Kolbenkopf (7) in der hinteren Ausgangsstellung im hinteren Ausgangsraum (10) und in der vorderen Endstellung im vorderen Endraum (11) befindet, und
    - wobei der Setzkolben (4) mit einem Teil der Treibgase von der vorderen Endstellung in die hintere Ausgangsstellung rückführbar ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass am Setzkolben (4) ein Speicherraum (16) ausgebildet ist, derart,
    - dass der Spreicherraum (16) im Ausgangsraum (10) den zur Rückführung des Setzkolbens (4) notwendigen Teil der Treibgase aufnimmt, und
    - dass der Spreicherraum (16) im Führungsraum (12) gegen den Ausgangsraum (10) abgeschlossen ist.
  2. Brennkraftbetriebenes Setzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherraum (16) im Führungsraum (12) gegen den Endraum (11) abgeschlossen ist.
  3. Brennkraftbetriebenes Setzgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherraum (16) als lokale Vertiefung (15) am Setzkolben ausgebildet ist.
  4. Brennkraftbetriebenes Setzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherraum (16) am Kolbenkopf (7) ausgebildet ist.
  5. Brennkraftbetriebenes Setzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenkopf (7) im Führungsraums (12) zumindest abschnittsweise im Wesentlichen spielfrei geführt ist.
  6. Brennkraftbetriebenes Setzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangsraum (10) und der Endraum (11) zumindest abschnittsweise einen größeren Durchmesser als der Kolbenkopf (7) aufweisen.
  7. Brennkraftbetriebenes Setzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangsraum (10) und der Endraum (11) jeweils mindestens einen Überströmkanal (13, 14) aufweisen.
  8. Brennkraftbetriebenes Setzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
    - dass die Kolbenführung (3) eine Entlüftungsöffnung (22) aufweist, die durch den Setzkolben (4) verschließbar ist, derart,
    - dass die Entlüftungsöffnung (22) zumindest dann im Wesentlichen geschlossen ist, wenn der Speicherraum (16) nicht gegen den Ausgangsraum (10) abgeschlossen ist.
  9. Brennkraftbetriebenes Setzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der hinteren Ausgangsstellung kein Treibgas in den Speicherraum (16) gelangen kann.
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