[0001] Die Erfindung betrifft ein pulverkraftbetriebenes Setzgerät mit einer Kolbenführung,
innerhalb deren Führungsbohrung mittels Treibgasen einer Treibladung ein Kolben von
einer hinteren Ausgangsstellung aus einem, den hinteren Anschlag für den Kolben bildenden,
Kartuschenträger in eine vordere Endstellung treibbar ist, wobei zwischen Kolbenführung
und einem diese umgebenden Gehäuseteil ein Kanal vorgesehen ist, welcher über Öffnungen
im Ausgangsstellungsbereich und im Endstellungsbereich des Kolbens mit der Führungsbohrung
der Kolbenführung in Verbindung steht.
[0002] Bei pulverkraftbetriebenen Setzgeräten der hier in Rede stehenden Art wird von den
Treibgasen einer zur Zündung gelangenden Treibladung ein Kolben von einer hinteren
Ausgangsstellung in eine vordere Endstellung getrieben. Dabei wirkt der Kolben auf
Bolzen, Nägel und dergleichen Befestigungselemente, welche direkt in harte Aufnahmematerialien
wie Beton, Metall und dergleichen eingetrieben werden.
[0003] Um den Kolben nach einem abgeschlossenen Eintreibvorgang in die Bereitschaftsstellung
für den nächsten Eintreibvorgang zu bringen, ist es erforderlich, den Kolben von seiner
vorderen Endstellung in seine hintere Ausgangsstellung zu bringen. Dieser Vorgang
ist bei bekannten Geräten in verschiedenartiger Weise durchführbar.
[0004] Es ist beispielsweise bekannt, den Kolben mittels eines separaten Stössels in seine
hintere Ausgangsstellung zurückzuführen. Dieser Vorgang hat den Nachteil, dass er
zum einen ziemlich zeitaufwendig ist und zum anderen einen separaten Stössel erfordert,
der leicht in Verlust geraten kann.
[0005] Es hat sich im weiteren eine mechanische, geräteseitige Rückführeinrichtung sehr
stark durchgesetzt, welche darin besteht, dass die Kolbenführung über den sich in
vorderer Endstellung befindlichen Kolben nach vome gezogen wird und anschliessend
die Kolbenführung samt dem darin angeordneten Kolben zurückverschoben werden, so dass
der Kolben schlussendlich in seine hintere Ausgangsstellung zu liegen kommt.
[0006] Auch diese Art der Kolbenrückführung ist durch ihren gesonderten Manipulationsaufwand
relativ zeitaufwendig, was sich insbesondere bei Serienbefestigungen, wie sie mit
den hier in Rede stehenden Geräten ausgeführt werden, nachteilig auswirkt.
[0007] Um auch dem vorgenannten, gesonderten Manipulationsaufwand zu begegnen, ist beispielsweise
aus der EP 0 223 740 eine Kolbenrückführung unter Ausnutzung der Treibgase bekanntgeworden.
Bei dieser Art der Kolbenrückführung wird nach Zündung von dem in Bewegung gesetzten
Kolben eine Öffnung im Ausgangsstellungsbereich des Kolbens freigegeben, so dass durch
diese Öffnung über einen Kanal restliche Treibgase über eine Öffnung im Endstellungsbereich
des Kolbens in die Führungsbohrung der Kolbenführung gelangen. Diese in die Führungsbohrung
der Kolbenführung gelangten Treibgase werden vom Kolben komprimiert und dienen dazu,
unter deren Entspannen den Kolben nach Abschluss des Eintreibvorganges von seiner
vorderen Endstellung in seine hintere Ausgangsstellung zurückzutreiben.
[0008] Diese weiterhin bekannte Art der Kolbenrückführung hat somit den Vorteil, dass sie
vollkommen automatisch, ohne weiteren Manipulationsaufwand erfolgt. Das Weglassen
samtlicher mechanischer Massnahmen führt allerdings zur Problematik, dass in Abhängigkeit
vom Grad und von der Menge der komprimierten Treibgase der Kolben mehr oder weniger
stark gegen den vom Kartuschenträger gebildeten hinteren Anschlag getrieben wird.
Bei einem hohen Grad und einem grossen Anteil an komprimierten Treibgasen kann damit
der Nachteil entstehen, dass beim Auftreffen des Kolbens am Kartuschenträger ein Rückpralleffekt
entsteht, was zur Folge hat, dass der Kolben aufgrund dieses Rückpralleffektes wieder
über einen gewissen Weg in Eintreibrichtung getrieben wird und damit seine hintere
Ausgangsstellung nicht einnimmt. Dies kann zur Folge haben, dass beim nachfolgenden
Eintreibvorgang so viel Totraum zur Verfügung steht, dass die erwünschte Leistung
des Setzgerätes nicht erreicht wird oder dass sogar die im Ausgangsstellungsbereich
angeordnete Öffnung offen bleibt und ein Grossteil der Treibgase zum Betrieb des Kolbens
nicht zur Verfügung steht.
[0009] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein pulverkraftbetriebenes Setzgerät zu
schaffen, das eine unter Ausnutzung der Treibgase wirkende Kolbenrückführung aufweist,
bei welcher ein Verbleib des Kolbens in seiner hinteren Ausgangsstellung in dem den
hinteren Anschlag für den Kolben bildenden Kartuschenträger gewährleistet ist.
[0010] Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Kartuschenträger des Setzgerätes
entlang der Achse des Kolbens gegenüber den übrigen Geräteteilen begrenzt verschiebbar
ist.
[0011] Die begrenzte Verschiebbarkeit des Kartuschenträgers gegenüber den übrigen Geräteteilen
führt dazu, dass ein Rückpralleffekt vermieden wird, wenn der Kolben aufgrund der
Einwirkung der komprimierten Treibgase von seiner vorderen Endstellung gegen seine
hintere Ausgangsstellung getrieben wird. Sobald der Kolben auf den vom Kartuschenträger
gebildeten hinteren Anschlag auftrifft, wird in Anlehnung an die Gesetze des Impulssatzes
die Energie des Kolbens auf den Kartuschenträger übertragen, so dass der Kolben stillsteht
und anstelle des Kolbens der Kartuschenträger entgegen der Setzrichtung getrieben
wird. Aufgrund der begrenzten Verschiebbarkeit spielt sich diese Bewegung in einem
äusserst begrenzten, nicht zu einem schädlichen Totraum führenden Rahmen ab.
[0012] Eine einfache Bauweise eines erfindungsgemässen Setzgerätes bietet sich zweckmässigerweise
dann an, wenn der Kartuschenträger entlang der Achse des Kolbens gegenüber dem die
Kolbenführung umgebenden Gehäuseteil begrenzt verschiebbar ist. Die begrenzte Verschiebbarkeit
zwischen Kartuschenträger und Gehäuseteil wird in bevorzugter Weise durch eine Verbindung
bewerkstelligt, welche die begrenzte Verschiebbarkeit erlaubt. Eine solche Verbindung
weist zweckmässigerweise Anschläge am einen und Gegenanschläge am anderen Teil auf.
[0013] In bevorzugter Weise ist als Verbindung zwischen Kartuschenträger und Gehäuseteil
eine Spiel aufweisende Gewindeverbindung vorgesehen. Eine solche Gewindeverbindung
ermöglicht eine einfache Montage und Demontage des Setzgerätes, beispielsweise bei
einem allfällig erforderlichen Austausch von Geräteteilen oder im Falle einer Demontage
zum Zwecke einer Reinigung des Setzgerätes.
[0014] Unter der Vielzahl der möglichen Gewindeverbindungen eignet sich beispielsweise ein
Sägezahngewinde, welches zweckmässigerweise derart ausgebildet ist, dass dessen flachere
Flanken entgegen der Setzrichtung zur Achse des Kolbens hin verlaufen. Ein derart
ausgestaltetes Sägezahngewinde schafft eine Art Konusflächen und Gegenkonusflächen,
welche bei Auftreten der Stosseinwirkung gegeneinanderlaufen. Damit besteht die Möglichkeit,
dass im Bereich dieser Konusflächen und Gegenkonusflächen ein Grossteil der Energie
in Reibung und Wärme umgewandelt wird.
[0015] Die vorgenannte Umwandlung der in den Kartuschenträger eingeleiteten Energie kann
noch weiter unterstützt werden, beispielsweise in elastische Verformung, zweckmässigerweise
in der Art, dass der Kartuschenträger im Bereich der Gewindeverbindung zu seinem freien
Ende hin offene Schlitze aufweist. Dadurch wird der Kartuschenträger im Bereich der
Gewindeverbindung durch Formgebung zusätzlich elastisch, das heisst zusätzlich zu
seiner gegebenenfalls von der Materialwahl her schon vorhandenen Elastizität.
[0016] Es hat sich gezeigt, dass der Rückpralleffekt schon mit einer ganz eng begrenzten
Verschiebbarkeit unterbunden werden kann. So reichen bereits kleine Wegstrecken an
Verschiebbarkeit aus, welche zweckmässigerweise im Bereich von 0,1 bis 0,3 mm liegen.
Diese kleinen Wegstrecken schaffen eine Verschiebbarkeit des Kartuschenträgers, welche
noch nicht zu einem schädlichen Totraum führt.
[0017] Bezüglich der Vermeidung eines sich allfällig schädlich auswirkenden Totraumes sind
nicht nur die kleinen Wegstrecken ausschlaggebend, sondern auch das Verhalten des
Kartuschenträgers nach Stosseinwirkung. So laufen beispielsweise bei einer vorgesehenen
Gewindeverbindung die Gewindeflanken des Kartuschenträgers nach Aufbrauch der begrenzten
Verschiebbarkeit an den Gegenflanken des Gehäuseteiles auf, was wiederum zu einem
- allerdings verminderten - Rückpralleffekt führt und den Kartuschenträger wieder
in Setzrichtung in seine angestammte Position treibt. Dieser Effekt wird zudem durch
die Elastizität des Kartuschenträgers - sei diese materialwahlbedingt oder formgebungsbedingt
- unterstützt.
[0018] In Anlehnung an den Impulssatz spielen im Zusammenhang mit der Vermeidung des Rückpralleffektes
auch die Massenverhältnisse eine Rolle. So ist es vorteilhaft, wenn die Masse des
Kartuschenträgers mindestens der Masse des Kolbens entspricht. Bevorzugt erfolgt eine
Auslegung der Massenverhältnisse allerdings in der Weise, dass die Masse des Kartuschenträgers
etwa dem 1-fachen bis 3-fachen der Masse des Kolbens entspricht. Die Einflussfaktoren,
die zu einer solchen Massenwahl führen, werden insbesondere von den Reibungsverhältnissen
und von den Materialeigenschaften der betroffenen Teile gebildet.
[0019] Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel
wiedergeben, näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- die im Zusammenhang mit der Erfindung massgebenden Geräteteile eines pulverkraftbetriebenen
Setzgerätes im Schnitt;
- Fig 2
- der im Zusammenhang mit der Erfindung massgebende Verbindungsbereich in vergrösserter,
geschnittener Darstellung.
[0020] Im Hinblick darauf, dass pulverkraftbetriebene Setzgeräte bekannt sind und Geräteteile
wie Bolzenführung, Zündmechanismus, Auslösemechanismus und dergleichen auf die vorliegende
Erfindung keinen Einfluss haben, beschränkt sich Fig. 1 auf die im Zusammenhang mit
der vorliegenden Erfindung massgebenden Geräteteile.
[0021] So zeigt Fig. 1 einen Kolben 1, welcher in einer Kolbenführung 2 geführt ist. Zu
diesem Zwecke weist die Kolbenführung 2 eine Führungsbohrung 2a auf. Die Kolbenführung
2 wird von einem Gehäuseteil 3 umgeben, welches mit einem Kartuschenträger 4 in Verbindung
steht. Der Verbindung zwischen Gehäuseteil 3 und Kartuschenträger 4 dient ein Sägezahngewinde
3a, 4a.
[0022] Wie die Fig. 1 ferner zeigt, weist der Kartuschenträger 4 eine Aufnahmebohrung 4b
für den rückwärtigen Bereich 1a des Kolbens 1 auf. Der Boden 4c der Aufnahmebohrung
4b bildet am Kartuschenträger 4 den hinteren Anschlag für den Kolben 1 in seiner hinteren
Ausgangsstellung. Der Kartuschenträger 4 ist ferner mit einer Kartuschenaufnahme 4d
versehen, welche über eine Durchgangsbohrung 4e mit der Aufnahmebohrung 4b in Verbindung
steht.
[0023] Zwischen dem Gehäuseteil 3 und der Kolbenführung 2 ist ein Kanal 5 vorgesehen, welcher
sich entgegen der Setzrichtung im Bereich des Kartuschenträgers 4 fortsetzt. Über
eine Öffnung 6 im Ausgangsstellungsbereich und eine Öffnung 7 im Endstellungsbereich
ist der Kanal 5 mit der Führungsbohrung 2a der Kolbenführung 2 verbunden. Die Öffnung
7 im Endstellungsbereich mündet vor einer der Führung des Kolbenschaftes 1b dienenden
Bolzenführung 8 in die Führungsbohrung 2a.
[0024] Wie die Fig. 2 im speziellen zeigt, besteht zwischen den einzelnen Flanken des Sägezahngewindes
3a, 4a Spiel. Dieses Spiel ermöglicht eine begrenzte axiale Verschiebbarkeit des Kartuschenträgers
4 gegenüber dem Gehäuseteil 3. Das Spiel zwischen den Flanken des Sägezahngewindes
3a, 4a ist derart ausgelegt, dass das Mass der begrenzten axialen Verschiebbarkeit
zwischen Kartuschenträger 4 und Gehäuseteil 3 entlang der Achse des Kolbens 1 etwa
0,1 mm bis 0,3 mm beträgt.
[0025] Die Wirkung der erfindungsgemässen Kolbenrückführung erfolgt in der Weise, dass nach
Zünden einer Treibladung innerhalb der Kartuschenaufnahme 4d die Treibgase durch die
Durchgangsbohrung 4e gelangen und den Kolben 1 derart beaufschlagen, dass er von seiner
hinteren Ausgangsstellung in seine vordere Endstellung getrieben wird. Dabei verlässt
der rückwärtige Bereich 1a des Kolbens 1 die Aufnahmebohrung 4b, so dass ein Restanteil
der Treibgase über die Öffnung 6 in den Kanal 5 gelangt. Über die Öffnung 7 gelangen
diese Treibgase vom Kanal 5 in die Führungsbohrung 2a, wo sie vom Kolben 1 komprimiert
werden. Aufgrund dieser komprimierten Treibgase wird der Kolben 1 nach Abschluss des
Eintreibvorganges von seiner vorderen Endstellung wieder zurück in seine hintere Ausgangsstellung
getrieben. Dabei prallt der rückwärtige Bereich 1a des Kolbens 1 auf den Boden 4c
des Kartuschenträgers 4, was zur Folge hat, dass aufgrund der Stossübertragung der
Kolben 1 stehenbleibt und der Kartuschenträger 4 entgegen der Setzrichtung getrieben
wird und zwar so weit, bis die begrenzte axiale Verschiebbarkeit aufgebraucht ist.
Diese begrenzte axiale Verschiebbarkeit wird im vorliegenden Beispiel vom Spiel zwischen
den Flanken des Sägezahngewindes 3a, 4a bestimmt. Unterstützt kann die Wirkung noch
durch materialbedingte oder formbedingte Elastizität des Kartuschenträgers 4 werden,
wobei die formbedingte, beispielsweise durch einen Schlitz 4f im Bereich des Sägezahngewindes
3a, 4a erfolgen kann. Durch die elastische Wirkung sowie aufgrund des Rückpralleffektes
zwischen den Zahnflanken nach Aufbrauch des Spiels wird der Kartuschenträger 4 wieder
in Setzrichtung getrieben, so dass er seine ursprüngliche, in Fig. 1 gezeigte Stellung
einnimmt, bei welcher kein Totraum zwischen rückwärtigem Bereich 1a des Kolbens 1
und Boden 4c der Aufnahmebohrung 4b vorhanden ist.
1. Pulverkraftbetriebenes Setzgerät mit einer Kolbenführung (2), innerhalb deren Führungsbohrung
(2a) mittels Treibgasen einer Treibladung ein Kolben (1) von einer hinteren Ausgangsstellung
aus einem, den hinteren Anschlag für den Kolben (1) bildenden, Kartuschenträger (4)
in eine vordere Endstellung treibbar ist, wobei zwischen Kolbenführung (2) und einem
diese umgebenden Gehäuseteil (3) ein Kanal (5) vorgesehen ist, welcher über Öffnungen
(6, 7) im Ausgangsstellungsbereich und im Endstellungsbereich des Kolbens (1) mit
der Führungsbohrung (2a) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Kartuschenträger (4) entlang der Achse des Kolbens (1) gegenüber den übrigen
Geräteteilen begrenzt verschiebbar ist.
2. Pulverkraftbetriebenes Setzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der
Kartuschenträger (4) entlang der Achse des Kolbens (1) gegenüber dem die Kolbenführung
(2) umgebenden Gehäuseteil (3) begrenzt verschiebbar ist.
3. Pulverkraftbetriebenes Setzgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen
Kartuschenträger (4) und Gehäuseteil (3) eine die begrenzte Verschiebbarkeit erlaubende
Verbindung vorgesehen ist.
4. Pulverkraftbetriebenes Setzgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als
Verbindung zwischen Kartuschenträger (4) und Gehäuseteil (3) eine Spiel aufweisende
Gewindeverbindung vorgesehen ist.
5 Pulverkraftbetriebenes Setzgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die
Gewindeverbindung von einem Sägezahngewinde (3a, 4a) gebildet ist, dessen flachere
Flanken entgegen der Setzrichtung zur Achse des Kolbens (1) hin verlaufen.
6. Setzgerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kartuschenträger
(4) im Bereich der Gewindeverbindung zum freien Ende hin offene Schlitze (4f) aufweist.
7. Setzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Mass
der entlang der Achse des Kolbens gemessenen begrenzten Verschiebbarkeit 0,1 mm bis
0,3 mm beträgt.
8. Setzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse
des Kartuschenträgers (4) etwa dem 1-fachen bis 3-fachen der Masse des Kolbens (1)
entspricht.