[0001] Die Erfindung betrifft einen Körner, ein Setzgerät mit einem Körner und ein Verfahren
zur Verwendung des Körners mit den Merkmalen der Oberbegriffe der Ansprüche 1, 9 und
11.
[0002] Es sind brennkraftbetriebene Setzgeräte insbesondere zum Einbringen von Nägeln als
Bolzen in einen Befestigungsgrund wie beispielsweise Beton bekannt. Ausgehend von
der Entzündung eines brennbaren Treibmittels, beispielsweise eines Pulvers oder eines
Gases in einem Brennraum wird ein Treibkolben beschleunigt. Dieser Treibkolben wirkt
auf den Bolzen, der zuvor in einem Aufnahmeraum eingesteckt oder eingeschoben wurde.
Der Bolzen wird insbesondere ohne Vorbohren in den Untergrund eingetrieben, wobei
er zumindest teilweise von einer Bolzenführung geführt ist.
[0003] Dieses Verfahren hat allerdings den Nachteil, dass aufgrund der inhomogenen Struktur
des Betons in Bezug auf Art und Zusammensetzung der verschiedenen Komponenten, wie
Kiesel und Bindemittel, die Bolzen ohne Vorbohren häufig nicht wie vorgesehen in den
Beton eingetrieben werden können. Die Bolzen werden häufig bei missglückten Setzversuchen
verbogen, bleiben in unvollständig gesetztem Zustand stecken und müssen wieder entfernt
werden. Dabei wird regelmäßig die Befestigungsstelle stark geschädigt und der Beton
zumindest optisch beeinträchtigt. Weiterer Nachteil ist, dass erneut ein Bolzen gesetzt
werden muss, um die gewünschte Befestigung fertigzustellen, was Zeit und Material
kostet und das Setzen von Bolzen unvorhergesehen verteuert.
[0004] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Setzverhalten von brennkraftbetriebenen
Setzgeräten zu verbessern.
[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Körner mit den Merkmalen des Anspruchs
1, durch ein Setzgerät mit einem Körner mit den Merkmalen des Anspruchs 9 und durch
ein Verfahren zur Verwendung des Körners mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.
Bei den folgenden Erläuterungen bedeutet "vorne" oder "vorderes Ende" jeweils "in
Richtung des Befestigungsgrunds", während "hinten" oder "hinteres Ende" jeweils die
entgegengesetzte Richtung meint. Mit "Befestigungsgrund" ist insbesondere Beton gemeint,
es kommen jedoch auch andere Werkstoffe wie Gasbeton, Holz oder Stahl in Frage.
[0006] Das erfindungsgemäße brennkraftbetriebene Setzgerät weist einen Körner auf. Das Setzgerät
hat den Vorteil, dass das Setzverhalten von Befestigungselementen verbessert wird,
indem die Befestigungsstelle zunächst mit dem Körner gekörnt wird, bevor das Befestigungselement,
beispielsweise ein Bolzen oder Nagel, in der Körnung in den Befestigungsgrund eingebracht
wird. Der Körner kann projektilförmig aus gehärtetem Stahl hergestellt sein und wie
Befestigungselemente in den Lauf des Setzgeräts eingebracht und "verschossen" werden.
Die Funktionsweise von Setzgeräten ist an sich bekannt und wird hier im Detail nicht
näher erläutert, es sei lediglich darauf hingewiesen, dass die Betätigung des Abzugs
bewirkt, dass das Druckgas den Kolben des Setzgeräts durch den Lauf nach vorne in
Bewegung setzt und damit den Körner an- und in den Befestigungsgrund treibt.
[0007] Das erfindungsgemäße Verfahren zum Setzen von Befestigungselementen mit einem brennkraftbetriebenen
Setzgerät sieht vor, dass nach Ermittlung der gewünschten Befestigungsstelle am Befestigungsgrund,
wie beispielsweise Beton, die Befestigungsstelle mit einer Körnung versehen wird.
Hierzu wird, wie erläutert, der Abzug des Setzgeräts betätigt, woraufhin der vom Kolben
des Setzgeräts beaufschlagte Körner einige Millimeter tief in den Befestigungsgrund
eindringt und eine Körnung hinterlässt, so dass der Befestigungsgrund an jener Stelle
gezielt geschwächt wird. Sind alle Befestigungsstellen gekörnt, wird das Setzgerät
mit Befestigungselementen, wie beispielsweise Bolzen oder Nägeln, munitioniert. Anschließend
wird das Setzgerät mit dem Lauf im Bereich der Mündung an der Körnung positioniert
und das Befestigungselement auf im Übrigen bekannte Weise in den Befestigungsgrund
eingebracht, wobei die Körnung den Eintrittspunkt für das Befestigungselement in den
Befestigungsgrund bildet. Das Befestigungselement wird durch die Körnung zentriert
und ermöglicht durch die gezielte, partielle Schwächung des Befestigungsgrunds einen
problemlosen und bestmöglich geführten Eintritt des Befestigungselements in den Befestigungsgrund,
und somit eine stabile Verankerung. Es wurde festgestellt, dass es mit diesem Verfahren
zu deutlich weniger fehlerhaften Setzvorgängen kommt. Zudem werden optische Beeinträchtigungen
bzw. Schäden am Befestigungsgrund vermieden, da keine ausgerissenen Befestigungsstellen
mehr vorkommen, und im Übrigen der Durchmesser der Körnung kleiner ist als der Durchmesser
des Befestigungselements im gesetzten Zustand.
[0008] Der erfindungsgemäße Körner mit einem Dorn ist insbesondere ein Werkzeugaufsatz zur
Verwendung mit einem brennkraftbetriebenen Setzgerät. "Werkzeugaufsatz" im Sinne der
Erfindung ist ein das Setzgerät ergänzendes Zubehörteil, das als Körner ausgebildet
ist. Dies hat den Vorteil, dass der Körner je nach Bedarf mit dem Setzgerät verbunden
bzw. wieder von jenem gelöst werden kann, da der Befestigungsgrund nicht in jedem
Fall eine Körnung erfordert. Die Verbindung kann durch einfaches Stecken des Körners
auf einen Lauf des Setzgeräts erfolgen, d.h., das hintere Ende des Körners wird auf
den Lauf des Setzgeräts gesteckt, so dass sich ein längsverschieblicher Kolben des
Setzgeräts durchgängig im Lauf bewegen und seine kinetische Energie auf den Körner
übertragen kann. Der Dorn des Körners ist beispielsweise durch Kaltmassivumformung
einstückig insbesondere aus gehärtetem Metall gefertigt. Der Dorn ist vorzugsweise
zylindrisch und weist eine Spitze auf, mit der ein Befestigungsgrund, wie beispielsweise
Beton, gekörnt werden kann. Die Spitze muss nicht im Wortsinne "spitz" sein, sie kann
auch eine abgerundete, stumpfe Form aufweisen; jedenfalls ist die Spitze des Dorns
so geformt, dass eine Körnung beispielsweise in Beton möglich ist.
[0009] Vorzugsweise weist der Körner zur festen, reversiblen Verbindung mit dem Setzgerät
eine Kupplung an seinem hinteren, dem Setzgerät zugewandten Ende auf, wobei ein entsprechendes
Gegenstück am Lauf des Setzgeräts angeordnet ist. Die Kupplung kann beispielsweise
ein Bajonettverschluss, Gewinde, Schnellspanner oder dgl. sein. Die Kupplung hat den
Vorteil, dass der Körner nicht separat gehalten werden muss, d.h. die Hände bleiben
für die Bedienung des Setzgeräts frei, was sich schon aus Sicherheitsgründen empfiehlt.
[0010] In einer Weiterbildung der Erfindung weist der Körner ein Gehäuse auf, das insbesondere
aus Metall hergestellt ist und einen Aufnahmeraum für den Dorn bildet. Dies hat den
Vorteil, dass zum einen der Dorn im Gehäuse geschützt ist und zum anderen der Bediener
insbesondere vor bewegten Teilen des Körners geschützt ist; zudem kann am Gehäuse
die Kupplung zur Verbindung des Körners mit dem Setzgerät angeordnet sein. Metall
eignet sich als Werkstoff für das Gehäuse des Körners, weil es den herrschenden Kräften
und Temperaturen standhält. Das Gehäuse kann außen zylindrisch, elliptisch, recht-
oder mehreckig ausgebildet sein, vorzugsweise so, dass es mit seinem vorderen Ende
derart auf dem Befestigungsgrund aufliegen kann, dass ein sicheres und "wackeifreies"
Körnen möglich ist.
[0011] Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Gehäuse des Körners
eine Führung für den Dorn aufweist; insbesondere bildet der Aufnahmeraum des Gehäuses
die Führung. Dies hat den Vorteil, dass der Dorn mit dessen Spitze in der Führung
gezielt vom Kolben des Setzgeräts durch das Gehäuse des Körners in den Befestigungsgrund
getrieben werden kann, so dass der Dorn gezielt an eine vom Benutzer bestimmte Stelle
geführt wird, um den Befestigungsgrund zu körnen. Die Führung ist insbesondere eine
zylindrische Bohrung und korrespondiert an ihrem hinteren Ende mit dem Lauf des Setzgeräts.
[0012] In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Führung des Gehäuses einen
Anschlag für den Dorn auf. Der Anschlag ist beispielsweise eine Stufe am vorderen
Ende der Führung des Gehäuses, die den Innendurchmesser der Führung verringert, während
der Dorn insbesondere so ausgebildet ist, dass er sich zur Spitze hin verjüngt, d.h.
in seinem Außendurchmesser verringert. Dies hat den Vorteil, dass der Dorn definiert
in seiner Bewegung durch die Führung gestoppt wird, wenn er an den Anschlag stößt,
wodurch eine definierte Geometrie der Körnung des Befestigungsgrunds erreicht wird.
Insbesondere kann somit die Körnung nicht zu tief geraten und den Halt des anschließend
gesetzten Befestigungselements gefährden.
[0013] Vorzugsweise weist das Gehäuse des Körners ein Rückstellelement auf. Das Rückstellelement
hat den Vorteil, dass der Dorn nach der Körnung in das Gehäuse zurückbewegt wird.
Das Rückstellelement ist beispielsweise im vorderen Bereich des Gehäuses des Körners
zwischen dem Anschlag und dem in Längsrichtung verschieblichen Dorn angeordnet. Während
des Körnungsvorgangs bewegt sich der brenngasbetriebene Kolben des Setzgeräts nach
vorne in Richtung des Befestigungsgrunds durch den Lauf des Setzgeräts und bis in
das Gehäuse des Körners, so dass der Kolben das hintere Ende des Dorns erreicht. Nun
drückt der Kolben den Dorn nach vorne und drückt dabei das Rückstellelement zusammen.
Während der Kolben nach der Körnung durch konstruktive Maßnahmen des Setzgeräts wieder
zurückgeführt wird, die hier nicht näher erläutert werden, wird der Dorn durch das
Rückstellelement in eine Ausgangsstellung innerhalb des Gehäuses zurückgeführt. Das
Rückstellelement kann auch eine mechanische Vorrichtung sein, mit der der Dorn manuell
zurückgeführt wird.
[0014] Vorzugsweise ist das Rückstellelement eine Feder, insbesondere eine Druckfeder. Das
Rückstellelement kann auch ein Elastomer als Feder sein. Die Feder nimmt, während
der Dorn vom Kolben des Setzgeräts nach vorne durch die Führung des Gehäuses des Körners
getrieben wird, Energie auf, indem die Feder zusammengedrückt wird, und entspannt
sich nach der Körnung, so dass der Dorn durch die Ausdehnung der Feder in eine Ausgangsstellung
innerhalb des Gehäuses zurückgeführt wird.
[0015] Eine Weiterbildung des Körners sieht vor, dass die Spitze des Dorns sich an ihrem
hinteren Ende nach hinten im Durchmesser radial, in Form eines Kegelstumpfs, erweitert,
die während der Körnung eine minimale, umlaufende Vertiefung bzw. Senkung im Befestigungsgrund
um die Körnung herum hinterlässt, die als Zentrierhilfe für die Mündung des Setzgeräts
dienen kann. Dies hat den Vorteil, dass das Befestigungselement später gezielt in
die Körnung gesetzt werden kann.
[0016] Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die
Körnung mit einem erfindungsgemäßen Körner durchgeführt wird, dessen Spitze eine kegelstumpfförmige
Ausbildung geringer Höhe hinter der Spitze aufweist. Gleichzeitig mit der Körnung
entsteht im Befestigungsgrund eine geringe Senkung, beispielsweise in Kegelstumpfform.
Die geringe Senkung nimmt bis zu 25% der Tiefe der Körnung ein. Dies hat den Vorteil,
dass die umlaufende Vertiefung im Befestigungsgrund während des Setzvorgangs zwar
erkennbar, nach dem Setzen des Befestigungselements aber nicht mehr sichtbar ist.
[0017] Eine Weiterbildung von Setzgerät und Verfahren sieht vor, dass beim späteren Einbringen
des Befestigungselements in den Befestigungsgrund die Mündung des Laufs des Setzgeräts
als Zentrierkonus dient, da eine Anschrägung des Laufs mit der kegelstumpfförmigen
Senkung der Körnung korrespondiert. Mit anderen Worten zentriert die Senkung den Lauf
und damit das Setzgerät über der Körnung, so dass gewährleistet ist, dass das Befestigungselement
exakt in der Körnung in den Befestigungsgrund eingebracht wird.
[0018] Vorzugsweise wird mit dem Verfahren eine Körnung mit einer Tiefe von mindestens 3
mm, insbesondere mindestens 5 mm, erzeugt, um eine bestmögliche Führung des Befestigungselements
während des Eindringens in den Befestigungsgrund zu ermöglichen.
[0019] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
- Figur 1
- eine Anordnung mit einem Körner und einem Setzgerät gemäß der Erfindung in Schnittdarstellung;
- Figur 2
- eine Körnung im Befestigungsgrund nach ihrer Herstellung durch den Körner in Schnittdarstellung
(vergrößert); und
- Figur 3
- ein Setzgerät während des Einbringens eines Bolzens in Schnittdarstellung.
[0020] Figur 1 zeigt eine Anordnung mit einem aus Metall gefertigten Körner 1 und einem
brennkraftbetriebenen Setzgerät 2. Der Körner 1 ist zylinderförmig und als Werkzeugaufsatz
3 für das Setzgerät 2 ausgebildet. Zur Verbindung mit dem Setzgerät 2 weist der Körner
1 an seinem einem Befestigungsgrund 4 abgewandten Ende (im Folgenden "hinten" bzw.
entgegengesetzt "vorne") eine Kupplung 5 in Form einer Ansenkung auf, die mit einer
Mündung 6 eines Laufs 7 des Setzgeräts 2 korrespondiert, und noch näher erläutert
wird. Die hutförmige, mit einer Durchgangsbohrung versehene Kupplung 5 ist in ein
Gehäuse 8 des Körners 1 eingeschraubt und kann beispielsweise für Wartungs- oder Reinigungsarbeiten
entfernt werden. Der Innendurchmesser der Kupplung 5 entspricht dem Innendurchmesser
des Laufs 7 des Setzgeräts 2.
[0021] Das Gehäuse 8 des Körners 1 ist hohlzylindrisch. In ihm ist ein ebenfalls zylinderförmiger,
einstückiger Dorn 9 aus gehärtetem Stahl längs geführt. Der Dorn 9 weist eine Ringstufe
10 auf, an die sich vorne ein zylinderförmiger Abschnitt 11 mit etwas geringerem Durchmesser
anschließt, daran wiederum schließt sich eine kegelstumpfförmige Zentrierhilfe 12
an, woran sich eine weitere zylinderförmige Stufe 13 anschließt, die von einer kegelförmigen
Spitze 14 abgeschlossen wird. Zentrierhilfe 12, Stufe 13 und Spitze 14 des Dorn 9
sind insgesamt etwa 5 mm hoch.
[0022] Die horizontale Bewegung des Dorns 9 im Gehäuse 8, dessen Innenraum 25 als Führung
15 für den Dorn 9 wirkt, wird am hinteren Ende des Körners 1 durch die Kupplung 5
begrenzt. Am vorderen Ende des Körners 1 ist der Innendurchmesser des Gehäuses 8 durch
einen ringförmigen Anschlag 16 verringert, der mit der Ringstufe 10 des Körners 1
korrespondiert. Der Anschlag 16 bewirkt, dass die Spitze 14 des Körners 1 definiert,
also etwa 5 mm tief, in einen Befestigungsgrund 4 eindringen kann.
[0023] Damit sich der Dorn 9 nach einem Körnungsvorgang selbsttätig in seine Ausgangsstellung
zurückbewegt, ist zwischen Anschlag 16 und Dorn 9 ein Rückstellelement 17 in Form
einer Druckfeder, im Ausführungsbeispiel eine Elastomerhülse 18, vorgesehen.
[0024] Um den Befestigungsgrund 4, im Ausführungsbeispiel Beton, für ein problemloses Setzen
eines Befestigungselements 19, beispielsweise eines Nagels, der einen nicht dargestellten
zu befestigenden Gegenstand am Befestigungsgrund 4 befestigen soll, vorzubereiten,
wird der Körner 1 mit dessen Kupplung 5 mit einer Mündung 6 eines Laufs 7 eines Setzgeräts
2 durch Aufstecken verbunden, so dass Setzgerät 2 und Körner 1 vorübergehend fest
miteinander verbunden sind. Nach Betätigung des (nicht dargestellten) Abzugs des Setzgeräts
2 treibt eine Brennkraft einen Kolben 20 des Setzgeräts 2 durch den Lauf 7, so dass
der Kolben 20 aus der Mündung 6 heraus in den Körner 1 eintritt und den Dorn 9 nach
vorne in den Befestigungsgrund 4 treibt. Durch diese Bewegung wird die das Rückstellelement
17 bildende Elastomerhülse 18 zwischen Dorn 9 und Anschlag 16 zusammengedrückt und
begrenzt so den Weg des Dorns 9. Gleichzeitig erzeugt die Spitze 14 des Dorns 9 im
Befestigungsgrund 4 eine Körnung 21, wie sie in Figur 2 dargestellt ist und an anderer
Stelle noch erläutert wird. Sobald der den Körner 1 beaufschlagende Kolben 20 des
Setzgeräts 2 durch dessen hier nicht zu erläuternde Technik zurückgeführt ist, entspannt
sich die Elastomerhülse 18 und bewegt den Dorn 9 in seine in Figur 1 dargestellte
Ausgangsstellung im Gehäuse 8 des Körners 1 zurück.
[0025] Die in Figur 2 dargestellte Körnung 21 im Befestigungsgrund 4 ist etwa 5 mm tief
und hat die Form eines als Senkung 24 ausgebildeten Kegelstumpfs, an dessen (gedachter)
Deckfläche sich ein Zylinder anschließt, der wiederum von einer Kegelform abgeschlossen
wird, also die Negativform des eindringenden Dorns 9.
[0026] Nach Herstellung der Körnung 21 im Befestigungsgrund 4 wird der Körner 1 vom Setzgerät
2 abgenommen und das Setzgerät 2 am Befestigungsgrund 4 angesetzt. Aufgrund einer
als Anschrägung 22 geformten Zentrierkonus 23 an der Mündung 6 des Laufs 7 des Setzgeräts
2 korrespondiert die angeschrägte Senkung 24 der Körnung 21 im Befestigungsgrund 4
mit dem Lauf 7 des Setzgeräts 2, so dass eine einfache Zentrierung des Setzgeräts
2 mit dem Lauf 7 an der Senkung 24 der Körnung 21 möglich ist, wie in Figur 3 dargestellt.
Zum Setzen des Befestigungselements 19 wird der Abzug des Setzgeräts 2 betätigt, woraufhin
der Kolben 20 des Setzgeräts 2 das Befestigungselement 19 in die Körnung 21 im Befestigungsgrund
4 schiebt. Die Körnung 21 wirkt dabei zentrierend auf das Befestigungselement 19.
Das Befestigungselement 19 wird ohne Verformung desselben oder Absplitterung des Befestigungsgrunds
4 gesetzt, das Setzverhalten ist verbessert.
Bezugszeichenliste
Körner, Setzgerät mit einem Körner und Verfahren zur Verwendung des Körners
[0027]
- 1
- Körner
- 2
- Setzgerät
- 3
- Werkzeugaufsatz
- 4
- Befestigungsgrund
- 5
- Kupplung
- 6
- Mündung
- 7
- Lauf
- 8
- Gehäuse
- 9
- Dorn
- 10
- Ringstufe
- 11
- zylinderförmiger Abschnitt
- 12
- kegelstumpfförmige Zentrierhilfe
- 13
- zylinderförmige Stufe
- 14
- kegelförmige Spitze
- 15
- Führung
- 16
- ringförmiger Anschlag
- 17
- Rückstellelement
- 18
- Elastomerhülse
- 19
- Befestigungselement
- 20
- Kolben
- 21
- Körnung
- 22
- Anschrägung
- 23
- Zentrierkonus
- 24
- Senkung
- 25
- Innenraum
1. Körner mit einem Dorn (9) mit einer Spitze (14), dadurch gekennzeichnet, dass der Körner (1) als Werkzeugaufsatz (3) zur Verwendung mit einem brennkraftbetriebenen
Setzgerät (2) ausgebildet ist.
2. Körner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Körner (1) eine Kupplung (5) zur Verbindung mit dem Setzgerät (2) aufweist.
3. Körner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Körner (1) ein Gehäuse (8) aufweist.
4. Körner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (8) eine Führung (15) für den Dorn (9) aufweist.
5. Körner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (15) einen Anschlag (16) für den Dorn (9) aufweist.
6. Körner nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (8) ein Rückstellelement (17) für den Dorn (9) aufweist.
7. Körner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückstellelement (17) eine Feder ist.
8. Körner nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze (14) des Dorns (9) eine kegelstumpfförmige Zentrierhilfe (12) aufweist.
9. Brennkraftbetriebenes Setzgerät mit einem Körner (1) nach einem der Ansprüche 1 bis
8, dadurch gekennzeichnet, dass der Körner (1) von einem Kolben (20) des Setzgeräts (2) antreibbar ist.
10. Setzgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Lauf (7) des Setzgeräts (2) als Zentrierkonus (23) ausgebildet ist.
11. Verfahren zum Setzen von Befestigungselementen mit einem brennkraftbetriebenen Setzgerät
(2), dadurch gekennzeichnet, dass zunächst ein Befestigungsgrund (4) mit einem Körner (1) als Werkzeugaufsatz (3) des
Setzgeräts (2) gekörnt wird und anschließend das Befestigungselement (19) in den Befestigungsgrund
(4) eingebracht wird, wobei die Körnung (21) den Eintrittspunkt für das Befestigungselement
(19) in den Befestigungsgrund (4) bildet.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Körnung (21) mindestens 3 mm, insbesondere mindestens 5 mm, tief in den Befestigungsgrund
(4) eindringt.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine kegelstumpfförmige Ausbildung am hinteren Ende der Spitze (14) des Körners (1)
mit der Körnung (21) eine Senkung (24) um die Körnung (21) im Befestigungsgrund (4)
erzeugt.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Setzgerät (2) eine als Zentrierkonus (23) wirkende Mündung (6) an seinem Lauf
(7) aufweist, die mit der Senkung (24) der Körnung (21) korrespondiert.