FI65722C - Krutdriven bultinsaettningsanordning med daempningsanordning foer drivkolven - Google Patents

Description

ISSir^l ΓβΊ /«.ItUULUTUSjULKAISU ,rn00

jJfgA w ( ) utlAcgningsskkift od/ZZ

C Patentti oyonnetty 10 07 1904 •23® (45) Patent oeddelat ^ ^ (51) Kv.lk?/IntCl.3 6 25 C 1 /18 SUOMI —FINLAND (21) Ρκ·"«ΙΙ»Λ·ιηιι» —P«Miittnueicnlng 771689 (22) —Antötalnpd·! 26.05-77 * * (23) Alkuptlvi—Glltlghuttdif 26.05.77 (41) Tullut iulklMkii — ftlhrit off*ntHg 20.01 78

PatmttI· ja rekisterihallitut ........ . .. .

PatMtK och ragistarstjrralsan (44) JSSSSC? ech utUkrMtun pubUcurad 30.03.84 (32)(33)(31) toristtr «uotltu» I||M prior** 19.07.76

Saksan Li i ttotasavalta-Forbundsrepubliken Tyskland(DE) P 2632413.0 (71) Hi Iti Akt iengeselIschaft, 9494 Schaan, Liechtenstein(LI) (72) Peter Jochum, Meiningen, Itävalta-österrike(AT),

Eugen Sohi Iter, Zurich, Sveitsi-Schweiz(CH) (74) Leitz inger Oy (54) Ruutikäyttöinen pultinasennuslaite työntömännän vaimennus laitteella -Krutdriven bultinsättningsanordning med dämpningsanordning för driv-kolven

Keksinnön kohteena on ruutikäyttöinen pultinasennuslaite, jossa on piippu, siihen siirrettävästi laakeroitu käyttö- eli iskumäntä, suuputki ja tämän sekä piipun väliin sovitettu elastinen vaimennuspa-ketti, joka muodostuu sarjasta peräkkäin sovitettuja ulkorenkaita ja sisärenkaita, jotka vastaavien kartiomaisten kosketuspintojen avulla ovat päällekkäin, jolloin vaimennuspaketin ja piipun väliin on sovitettu käyttömännän varren läpäisemä tukirengas, joka puristetaan sen ja männän pään väliin kehittyvän kaasutyynyn vaikutuksella vaimennuspa-kettia vasten.

Käyttö- eli iskumännällä varustetuilla ruuti käyttöisillä puitinasennus-laitteilla on muun muassa se huomattava etu, että käyttömäntä pultin tapahtuneen lyöntivaiheen jälkeen voidaan vaimentaa tai pysäyttää laitteen puoleisilla välineillä niin, että pultin kiinnitysmateriaaliin liian syvä tunkeutuminen tulee estetyksi. Tunnetuissa laitteissa männän pää kohtaa pultin halutun tunkeutumissyvyyden saavuttamisen jälkeen tukirenkaan, joka puolestaan on tuettu peräkkäin sovitettujen rengasjousien muodostaman vaimennuspaketin välityksellä etupäässä olevaan suuputkeen. Käyttömännällä olevan kineettisen jäännösenergian määrän mukaan käyttömäntä tulee sen jälkeen pysäytetyksi vaimennuspaketin joustomatkan sisäpuolelle, ts. siten, että käyttömännän pienellä jäännösenergia11 a tapahtuu vaimennuspaketin ainoastaan pieni,mutta suurella jäännösenergialla suurempi jousto.

2 65722 Näiden tunnettujen laitteiden rengasjousissa on kaksi toisiinsa nähden samansuuntaista tasaista kaltevaa kartiomaista kosketuspintaa. Jokainen tällainen kosketuspinta toimii yhdessä kulloinkin viereisen renkaan vastaavasti kaltevan kosketuspinnan kanssa. Vaimennuspaketin pääte-renkaat on halkaistu kahtia ja niissä on siten ainoastaan yksi kalteva kosketuspinta, joka vastaa etumaisen ja takimmaisen täyden renkaan kulloinkin ulompaa kosketuspintaa.

Myöskin sellaiset vaimennuspaketit ovat tunnetut, joiden sisärenkaissa kulloinkin on kaksi samansuuntaisesti kaltevaa kosketuspintaa, samalla kun ulkorenkaissa on ainoastaan yksi kosketuspinta, joka toimii yhdessä kulloinkin sisärenkaan vastaavasti kaltevan kosketuspinnan kanssa.

Vaimennuspaketti painaa näiden tunnettujen laitteiden tukirenkaan piippua vasten. Lisäksi tukirengas ympäröi käyttömännän vartta.

Tällä tavalla tukirenkaan ja piipun välillä sekä tukirenkaan ja käyttö-männän välillä suoritetaan tiivistys, joka aikaansaa kaasutyynyn kehittymisen männän pään ja tukirenkaan välille, joka kaasutyyny puristuu kokoon käyttömännän eteenpäin kulkiessa. Kaasutyynyn paineen kohottamiseksi on myöskin tunnettua käyttömännän tapahtuneen kiihdytysvaiheen jälkeen johtaa ensin männän pään takana olevat käyttökaasut männän pään eteen.

Kaasutyynyn kokoonpuristuminen käyttömännän eteenpäin kulun aikana johtaa siihen, että kaasutyyny siirtää tukirengasta eteenpäin vaimennus-paketin voimaa vastaan ja huomattavasti nopeammin eteenpäin liikkuvan käyttömännän pää liikkuu suurella suhteellisella nopeudella siirtyvää tukirengasta vasten. Koska männän pään kimmahtamisnopeus on hyvin suuri, näiden osien yhteen törmätessä esiintyy suuria painejännityksiä, mistä on seurauksena yhdessä toimivien osien ennenaikainen rikkoutuminen. Näin ennenkaikkea myöskin vaimennuspaketin ainoastaan yhden kosketuspinnan käsittävät pääterenkaat ylijännittyvät jokaisen jarrutusvaiheen aikana ja tulevat sen johdosta ennanaikaisesti toimintakyvyttömiksi. Mutta myöskin epäedulliseksi on osoittautunut tunnettujen renkaiden suuri massa, koska se vaikuttaa liian voimakkaasti kaasu-tyynyn aikaansaaman tukirenkaan aksiaalista kiihdytystä vastaan. Sen tähden ei-viimeksi tukirenkaan nopeus männän pään kohtaamisen hetkellä ole liian vähäinen, niin että esiintyy mainittu häiritsevä kiihdytys.

65722 Tämän keksinnön tehtävänä alussa mainittua laatua olevassa laitteessa on pienentää käyttömännän kimmahdusvoimia tukirengasta vasten.

Tämä tehtävä ratkaistaan keksinnön mukaan siten, että kulloinkin ulkorengas ja sisärengas on yhdistetty rengaspariksi, joista useat muodostavat vaimennuspaketin, jolloin kunkin rengasparin ulkorengas kosketuspinnan kartiomaisesti suippenevaan päätekohtaan liittyvällä otsasivulla ulottuu aksiaalisesti sisärenkaan yli.

Keksinnön mukaista laatua olevissa renkaissa on ainoastaan yksi kosketuspinta, jolloin niiden kokonaispituus on ainoastaan noin puolet kahdella kosketuspinnalla varustettujen totunnaisten renkaiden kokonaispituudesta. Tämän ansiosta keksinnön mukaisten renkaiden massa on myöskin ainoastaan puolet tunnettujen renkaiden massasta.

Tämä johtaa puolestaan siihen, että männän pään edessä oleva kaasu-tyyny vaikuttaa näitä renkaita kiihdytettäessä kiihdytettävää tukirengasta vastaan ainoastaan pienellä massan hitaudella. Tukirengas saa siis suuren nopeuden niin, että männän pään suhteellinen kimmah-dusnopeus tukirengasta vasten on minimaalinen ja siis myöskin painejännitykset kulkupintoihin ovat pienet. Toisiinsa törmäävien osien rikkoutuminen on tämän ansiosta estetty.

Vaimennuspaketin keksinnön mukaisella sovellutusmuodolla on edelleen myöskin se etu, että rengasparien yksittäiset renkaat ja varsinkin pääterenkaat rasittuvat tasaisesti eivätkä missään tapauksessa ylijännity. Tämä aikaansaa vaimennuspaketin pidentyneen kestoajan.

Sopivammin peräkkäin sovitettujen rengasparien kosketuspinnat on suunnattu samansuuntaisesti. Tämän ansiosta kulloinkin viereisten rengasparien sisä- ja ulkorenkaan leveät otsasivut tulevat olemaan päällekkäin paineen alaisena. Vaimennuspaketin joustaessa siten ei ainoastaan kartiomaisilla kosketuspinnoilla esiinny kitkaa renkaita sisääntyönnettäessä, vaan lisäksi myöskin aikaansaadaan huomattava kitka mainittuihin päällekkäin puristettuihin otsapintoihin, koska vaimennuspaketin joustaessa viereisten rengasparien ulko-ja sisärengas siirtyvät myöskin säteittäisesti toisiaan kohti.

Tällä tavalla jarrutusvaikutus kasvaa huomattavasti.

65722

Keksinnön erään ehdotuksen mukaan rengasparien samansuuntaisesti suunnatut kosketuspinnat suippenevat suuputkea kohti. Tämän ansiosta tarvitaan ainoastaan takimmaisimman rengasparin sisärenkaan tukeminen tukirenkaan välityksellä, jolloin tukirengas voidaan muodostaa vähemmän tilavaksi, ts. massaltaan pienemmäksi. Tämä helpottaa puolestaan tukirenkaan kiihdytystä. Tukirenkaan kiihdytys tulee ensimmäisessä vaiheessa myöskin edulliseksi sen ansiosta, että tukirenkaaseen välittömästi nojaava sisärengas sen ulkorenkaaseen nähden huomattavasti pienemmän massan johdosta vastavaikuttaa tukirengasta vastaan pienemmällä massan hitaudella. Eduksi tulee edelleen takimmaisimman sisärenkaan yhteistoiminnan ansiosta tukirenkaan ja käyttömännän varren kanssa saavutettava parempi tiivistysvaikutus, joka aikaansaa kaasun paineen kehittymisen männän pään eteen ja siten lisäksi vaikuttaa positiivisesti tukirenkaan kiihdytykseen.

Edullisesti yksittäisten rengasparien massat kasvavat piipusta suuputkea kohti. On osoittautunut tarkoituksenmukaiseksi saattaa rengasparit sarjaan mass.an jatkuvalla porrastuksella. Piipun viereisillä, massaltaan pienemmillä rengaspareilla varmistetaan se, että kiihdytysvaiheen ensimmäisessä vaiheessa tukirengasta vastaan vaikuttavat erittäin pienet hitsausvoimat. Sitävastoin massaltaan suuremmat rengasparit ovat hyvin voiman vastaanottokyky iset ja kykenevät tehokkaasti vastaanottamaan käyttömännän ja tukirenkaan kineettisen energian tukirenkaan eteenpäin kulun toisessa vaiheessa.

Lisäksi keksinnön erään ehdotuksen mukaan yksittäisten rengasparien kosketuspintojen kartiokulman suuruus pienenee suhteellisesti rengasparien massojen kasvun mukaan. Tällä tavalla suuremman kuin myös pienemmän massan ja poikkileikkauksen omaavilla rengaspareilla saavutetaan likimain yhtäsuuret kitkapinnat, niin että tämän laatui-seksi muodostetun vaimennuspaketin jarrutusvaikutus varmistaa myöskin erittäin hyvät arvot. Jotta kuitenkaan yksittäisten renkaiden aksiaalinen sisäkkäin siirtyminen ei huononisi, pienemmän massan omaavien rengasparien kosketuspintojen kartiokulman täytyy olla pienempi kuin 60°.

Keksintöä selitetään nyt lähemmin viitaten esimerkkinä esitettyyn piirustukseen, jossa 65722 kuvio 1 esittää osittain leikattuna asennuslaitetta sytytysvalmiusti lassa, kuvio 2 esittää leikattuna kuvion 1 mulkaisen asennus laitteen, jossa on toisen sovellutusmuodon mukainen vaimennuspaketti ja kuvio 3 esittää suuremmassa koossa kuvion 2 mukaisen sovellutusmuodon yksityiskohtaa III.

Kuviossa 1 esitetyssä asennuslaitteessa on kotelo eli runko 1, jossa on lähemmin esittämättä jätetyn, sinänsä tunnetun sytytysmekanismin iskuri 2. Runkoon 1 on laakeroitu aksiaalisesti siirrettävästi kokonaisuudessaan viitenumerolla 3 merkitty piippu, jolloin siirrettävyys on rajoitettu rungon puoleisen vasteruuvin 4 yhteistoiminnalla piipun 3 pitkittäisuran 3a kanssa. Piipun 3 takaosaan on sovitettu patruuna 5, jonka käyttökaasut tapahtuneen sytytyksen jälkeen pakottavat kokonaisuudessaan viitenumerolla 6 merkittyä käyttö- eli iskumäntää piipussa 3 eteenpäin. Samalla kun käyttömännän 6 ohjaus takasivulla tapahtuu piipun porauksessa 3b olevan pään 6a välityksellä, etupuolelle on laakeroitu varsi 6b kokonaisuudessaan viitenumerolla 7 merkittyyn tukirenkaaseen. Tämä ulottuu hoikillaan 7a siirrettävästi piipun poraukseen 3b. Piipun 3 etupäähän on kierretty holkki 8, joka puolestaan pidättää suuputkea 9.

Lyöntivaiheessa varsi 6b kulkee suuputken 9 läpi ja pakottaa aikaisemmin suuputkeen 9 sovitetun pultin laitteesta ulos kiinnitysmateriaaliin. Useiden kokonaisuudessaan viitenumerolla 11 merkittyjen rengasparien muodostama vaimennuspaketti nojaa suuputkeen 9 ja painaa tukirenkaan 9 olakkeella 7b piipun 3 otsapintaa vasten. Yksittäiset rengasparit 11 on muodostettu ja sovitettu samalla tavalla.

Jokaisessa rengasparissa 11 on ulkorengas 11a ja sisärengas 11b, jotka sijaitsevat kartiomaisella kostuspinnalla 11c päällekkäin. Yksittäisten rengasparien 11 kosketuspinnat 11c kallistuvat sanaan suuntaan. Rengasparit 11 törmäävät kulloinkin ulkorenkaan 11a leveällä otsa-pinnalla lld kulloinkin viereisen etumaisen rengasparin 11 sisärengasta 11b vasten. Rengasparit 11 on sovitettu putkeen 12, jossa on pitkittäisrako 12a säteittäisen joustavuuden aikaansaamiseksi.

Tämän ansiosta helpottuu ennen kaikkea asennus.

65722

Kun patruuna 5 sytytetään iskurilla 2, niin patruunasta 5 poistuvat räjähdyskaasut vaikuttavat käyttömäntään 6. Jotta kiihdytys ei huo-nonisi, täytyy ensin estää pään 6a edessä piipun 3 porauksessa 3b olevan ilman puristaminen. Tätä tarkoitusta varten piippuun 3 on tehty poistoreikä 3c, jonka kautta pään edessä oleva ilma pääsee rungon puoleiseen rengasrakoon la ja sen kautta ulkoilmaan. Sitten eteenpäin liikkuva pää 6a peittää poistoreiän 3c, minkä jälkeen pään 6a takana olevat puristuneet räjähdyskaasut pääsevät ylisyöksykana-van 3d kautta pään 6a eteen. Käyttömännän 6 liikkuessa edelleen eteenpäin pää 6a kulkee myöskin ylisyöksykanavan 3d ohi, jolloin pään 6a edessä olevat kaasut puristuvat käyttömännän 6 edelleen kulun vaikutuksesta piipun porauksessa 3b, koska tukirengas 7 estää tiiviin piippuun 3 ja varteen 6b nojauksen ansiosta kaasujen poistovirtauksen.

Heti kun puristuneen kaasun paine saavuttaa tukirengasta 7 piippua 3 vasten puristavan vaimennuspaketin jousivoiman, tukirengas 7 tulee pakotetuksi kaasutyynyn vaikutuksesta eteenpäin vaimennuspakettia vasten. Tukirenkaan 7 suurimman nopeuden hetkellä perässä liikkuva pää 6a asettuu hoikkia 7a vasten. Tukirenkaan 7 aikaisemmin saavutetun suuren nopeuden johdosta pään 6a törnfiysnopeus ja siten myöskin esiintyvä painejännitys on ainoastaan minimaalinen. Tällöin ei siis tapahdu näiden osien vahingoittumista.

Matkana tukirenkaan 7 syöksymiseksi ja viimeksi käyttömännän 6 pysäyttämiseksi on käytössä matka "a", joka vastaa pääasiallisesti rengas-parien 11 aksiaalisen siirtyvyyden summaa. Vaimennuspaketin jarrutus-voima saavutetaan toisaalta totunnaiseen tapaan ulkorenkaiden 11a ja sisärenkaiden 11b sisäkkäin työntyessä kartiomaisia kosketuspintoja 11c pitkin esiintyvän puristuksen ja siten syntyvän kitkan vaikutuksesta. Kuitenkin toisaalta jarrutusoima suurenee myöskin sen ansiosta, että yksittäisten renkaiden 11a, 11b leveät otsasivut lld siirtyvät puristuksen alaisena ulos- ja sisäänpäin joustovaiheessa säteittäises-ti vastakkaisiin suuntiin ja sen vaikutuksesta syntyy lisää kitkaa.

Kyseessä olevat ratkaisevat laitteen osat on tehty siten, että vaimennuspaketin suurimmalla kokoonpuristuksella etumaisimpaan asemaan pysähtynyt käyttömäntä 6 iskee pultin optimaalisen syvälle kiinnitys-materiaaliin.

7 65722

Kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaiseen laitteeseen nähden vaimennuspaketin toista sovellutusmuotoa. Kuviossa 1 esitetyt, samanlaisiksi muodostetut osat on merkitty samoilla viitenumeroilla. Kuvion 2 mukainen vaimennuspaketti on muodostettu korkeudeltaan erilaisista rengaspareista 13. Tämän johdosta yksittäisillä rengaspareilla on myöskin erilaiset massat. Rengasparien 13 massa kasvaa jatkuvasti eteenpäin. Tukirenkaan eli vasterenkaan 7 viereisten rengasparien 13 pienempi massa varmistaa sen, että vasterengas 7 voidaan kiihdyttää helpommin ja siten pään 6a kohtaamisen hetkellä vasterenkaan 7 suuren saavutetun nopeuden johdosta pään 6a kimmahtaminen on minimaalinen. Jotta vaimennuspaketin tällaisessa sovellutusmuodossa kuviossa 1 esitettyyn sovellutusmuotoon nähden ei menetettäisi kitkapintaa, ulkorenkaiden 13a ja sisärenkaiden 13b kosketuspinnat 13c rengasparien ollessa massaltaan pienet, on tehty lisääntyvästi kalteviksi. Massaltaan ja poikkileikkaukseltaan pienempien rengasparien 13 kosketuspintojen 13c suuremman kaltevuuden ansiosta aikaansaadaan lisäksi riittävä aksiaalinen kuormitettavuus, koska ulkorenkaaseen 13a ja sisärenkaaseen 13b säteittäisesti vaikuttava voimakomponentti pidetään tällä tavalla pienenä.

Kuten kuviosta 3 käy selville, kosketuspintojen 13c kartiokulman täytyy olla pienempi kuin 60°. Myöskin tällöin leveä otsasivu 13d on painettu yksittäisiä renkaita 13a, 13b vasten.

Kuvioissa 2 ja 3 esitetyn vaimennuspaketin toimintatapa vastaa muuten kuvion 1 mukaisen vaimennuspaketin toimintatapaa.

Claims (5)

8 65722

1. Ruutikäyttöinen pultinasennuslaite, jossa on piippu, siihen siirrettävästi laakeroitu käyttö- eli iskumäntä, suuputki ja tämän sekä piipun väliin sovitettu elastinen vaimennuspaketti, joka muodostuu sarjasta peräkkäin sovitettuja ulkorenkaita ja sisärenkaita, jotka vastaavien kartiomaisten kosketuspintojen avulla ovat päällekkäin, jolloin vaimennuspaketin ja piipun väliin on sovitettu käyttömännän varren läpäisemä tukirengas, joka puristetaan sen ja männän pään väliin kehittyvän kaasutyynyn vaikutuksella vaimennus-pakettia vasten, tunnettu siitä, että kulloinkin ulkorengas (11a, 13a) ja sisärengas (11b, 13b), on yhdistetty rengaspariksi (11, 13), joista useat muodostavat vaimennuspaketin, jolloin kunkin rengasparin (11, 13) ulkorengas (11a, 13a) kosketuspinnan (11c, 13c) kartiomaisesti suippenevaan päätekohtaan liittyvällä otsasivulla (lld, 13d) ulottuu aksiaalisesti sisärenkaan (11b, 13b) yli.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen asennuslaite, tunnettu siitä, että peräkkäin sovitettujen rengasparien (11, 13) kosketuspinnat (11c, 13c) on suunnattu samansuuntaisesti.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen asennuslaite, tunnettu siitä, että rengasparien (11, 13) samansuuntaisesti suunnatut kosketuspinnat (11c, 13c) suippenevat suuputkea (9) kohti.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen asennuslaite, tunnettu siitä, että yksittäisten rengasparien (11, 13) massat kasvavat piipusta (3) suuputkea (9) kohti.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen asennuslaite, tunnettu siitä, että yksittäisten rengasparien (11, 13) kosketuspintojen (11c, 13c) kartiokulman (ci) suuruus pienenee suhteellisesti rengas-parien (11, 13) massojen kasvuun nähden.