DE4313504A1 - Pulverkraftbetriebenes Setzgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein pulverkraftbetriebenes Setzgerät mit einer Kolbenführung für einen Kolben, der mittels Treibgasen an einer Treibladung von einer hinteren Ausgangsstellung in eine vordere Endstellung treibbar ist, einem eine Kartuschenauf­ nahme aufweisenden Träger und einem die Kolbenführung in radialem Abstand umge­ benden Gehäuseteil, wobei zwischen Kolbenführung und Gehäuseteil ein mit der Kartu­ schenaufnahme, über eine Öffnung in der Kolbenführung in die Führungsbohrung für den Kolben mündender Kanal vorgesehen ist.

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. Vor der Zündung wird die Treibladung einer Kartuschenaufnahme zugeführt. Der Kolben wirkt vor dem Erreichen seiner vorderen Endstellung auf Bolzen, Nägel und dgl. Befestigungselemente, welche in harte Aufnahmematerialien wie Beton, Metall und dgl. eingetrieben werden.

Damit der Kolben nach einem Eintreibvorgang für den nächstfolgenden Eintreibvorgang sich in Bereitschaftsstellung befindet, ist er nach abgeschlossenem Eintreibvorgang von seiner vorderen Endstellung in seine hintere Ausgangsstellung zu bringen. Für diese Rückführung des Kolbens sind beispielsweise mechanische Lösungen bekannt. Solche mechanische Lösungen können darin bestehen, den Kolben mittels eines separaten Stößels zurückzustoßen oder die Kolbenführung relativ zum Kolben in Eintreibrichtung zu versetzen und anschließend die Kolbenführung samt darin angeordnetem Kolben zurückzuführen. In all diesen Fällen erreicht der Kolben seine hintere Ausgangsstellung, wobei aber diesen Arten der Rückführung der Nachteil eines großen Manipula­ tionsaufwandes anhaftet. Dieser große Manipulationsaufwand führt zu Zeiteinbußen, was insbesondere bei Serienbefestigungen stark ins Gewicht fällt. Darüber hinaus sind solch mechanisch wirkende Rückführungen auch relativ störanfällig, insbesondere hervorgerufen durch Verschmutzungen, die durch die Treibgase entstehen.

Anstelle der mechanisch wirkenden Rückführungen ist beispielsweise aus der US- PS 3 744 240 eine unter Nutzung der Treibgase wirkende Rückführung für den Kolben bekannt. Zu diesem Zwecke ist bei dieser bekannten Lösung eine der Führung des Kol­ bens dienende Kolbenführung in radialem Abstand von einem Gehäuseteil umgeben. Entgegen der Setzrichtung schließt sich an die Kolbenführung ein Träger mit einer Kar­ tuschenaufnahme an. Zwischen Gehäuseteil und Kolbenführung ist ein mit der Kartu­ schenaufnahme verbundener Kanal vorgesehen, welcher im setzrichtungsseitigen Be­ reich über eine Öffnung in der Kolbenführung in die Führungsbohrung für den Kolben mündet.

Bei diesem bekannten Gerät wirken nach Zündung der Treibladung die Treibgase nur mittelbar, d. h. über ein Einsatzstück auf den Kolben. Dieses Einsatzstück dient beim Zün­ den der Treibladung zum Verschließen des Kanals. Nachdem der Kanal vom Einsatz­ stück geöffnet worden ist, können Treibgase in die Führungsbohrung vor den Führungs­ bereich des Kolbens gelangen, wo sie komprimiert werden und den Kolben anschließend unter Entspannung in die hintere Ausgangsstellung zurücktreiben. Dabei muß auch das Einsatzstück wieder in seine hintere Ausgangsstellung zurückgetrieben wer­ den, so daß für den nächsten Eintreibvorgang der Kanal wieder verschlossen ist. Dabei besteht die Schwierigkeit, daß die Räume ausreichend entlüftet werden müssen, um zu ermöglichen, daß sowohl Kolben als auch Einsatzstück ihre hintere Ausgangsstellung einnehmen. Dies ist nur durch Anordnung gezielter Entlüftungsöffnungen möglich, was zur Folge hat, daß bei Auftreten schon bei geringsten Verschmutzungen eine ausrei­ chende Entlüftung nicht mehr gewährleistet ist und damit die Funktion der gesamten Rückführung in Frage gestellt ist. Damit ist das Gerät in seiner Gesamtheit nicht nur in seinem Aufbau sehr aufwendig, sondern es ist auch außerordentlich störanfällig und bedarf demnach eines großen Pflege- und Reinigungsaufwandes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein pulverkraftbetriebenes Setzgerät zu schaf­ fen, welches eine unter Ausnutzung der Treibgase wirkende Kolbenrückführung auf­ weist, in seinem Aufbau einfach ist und durch Vermeidung verschmutzungsanfälliger Teile störunanfällig ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Träger des Setzgerätes einen den Kanal mit der Atmosphäre verbindenden, verschließbaren Durchtritt aufweist und im Kanal eine schließbare Ventileinrichtung zur Bildung eines die setzrichtungssei­ tigen Bereiche des Kanals und der Führungsbohrung umfassenden, gegenüber der At­ mosphäre geschlossenen Speicherraumes vorgesehen ist.

Die Wirkung der erfindungsgemäßen Rückführung erfolgt in der Weise, daß beim Zün­ den der Treibladung der Kanal gegenüber der Atmosphäre noch verschlossen ist, dage­ gen aber unmittelbar nachdem sich der Kolben in Bewegung gesetzt hat, mit der Füh­ rungsbohrung verbunden wird. Dies hat zur Folge, daß die Treibgase unmittelbar nach­ dem sie durch Beaufschlagung des Kolbens diesen in Bewegung gesetzt haben, über den Kanal in den setzrichtungsseitigen Bereich der Führungsbohrung gelangen. Sobald sich die setzrichtungsseitigen Bereiche sowohl des Kanals als auch der Führungsboh­ rung mit Treibgasen gefüllt haben, wird die Ventileinrichtung geschlossen, so daß ein gemeinsamer, gegenüber der Atmosphäre geschlossener Speicherraum entsteht. Inner­ halb dieses Speicherraumes werden die Treibgase durch den gegen die vordere Endstellung getriebenen Kolben komprimiert. Unter Entspannung dieser komprimierten Treibgase wird der Kolben anschließend wieder in Richtung seiner hinteren Ausgangs­ stellung getrieben. Zwischenzeitlich, d. h. nach Schließen der Ventileinrichtung ist über den erfindungsgemäß vorgesehenen Durchtritt im Träger der hinter der Ventileinrich­ tung liegende Bereich zur Atmosphäre hin geöffnet worden. Somit sind alle Restanteile der Treibgase ausgetreten, was zur Folge hat, daß sich durch unverbrannte Anteile der Treibladung keine Verschmutzungen ablagern können. Darüber hinaus erfolgt aufgrund der Verbindung mit der Atmosphäre auch eine vollständige Entlüftung des entgegen der Setzrichtung liegenden Bereiches der Führungsbohrung, so daß der Kolben ohne jegli­ chen Widerstand gegen seine hintere Ausgangsstellung getrieben werden kann.

Mit einfachen Mitteln, d. h. mit den zwei erfindungsgemäß vorgeschlagenen Merkmalen kann demnach eine einwandfrei funktionierende, die Treibgase ausnutzende Rückfüh­ rung für den Kolben erzielt werden. Dank der Verbindung des Kanals mit der Atmo­ sphäre erfolgt eine ausreichende Entlüftung, welche einerseits Restanteile der Treibgase entweichen läßt und andererseits durch Vermeidung von Gaspolstern den Kolben un­ gehindert in seine hintere Ausgangsstellung zurücktreiben läßt.

In bevorzugter Weise handelt es sich beim Träger und der Kolbenführung um relativ zu­ einander verschiebbare Teile. Dadurch entsteht ein großer konstruktiver Vorteil, indem zweckmäßigerweise die Ventileinrichtung unter axialer Relativverschiebung des Trägers gegenüber der Kolbenführung entgegen der Setzrichtung schließbar ist. Nachdem sich im Träger die Kartuschenaufnahme befindet, erfolgt diese Relativverschiebung von selbst, d. h. unter Einwirkung der Treibgase, welche sich allseitig gleich ausbreiten und somit nebst der Einwirkung in Setzrichtung auf den Kolben auch entgegen der Setzrich­ tung auf den Träger einwirken und diesen entgegen der Setzrichtung treiben.

Vorzugsweise handelt es sich bei der Ventileinrichtung um Querschnittsverengungen innerhalb des Kanals, welche durch geeignete Ausbildung sowohl des Trägers als auch der Kolbenführung zustande kommen. Dabei kann zweckmäßigerweise das eine Verschlußteil der Ventileinrichtung von der Kolbenführung gebildet werden, welches nach Relativverschiebung mit dem Träger zusammenwirkt und den Kanal somit verschließt.

Die Relativverschiebung zwischen Träger und Kolbenführung wird in bevorzugter Weise auch für die Betätigung des im Träger vorgesehenen Durchtrittes, welcher eine Verbindung zur Atmosphäre hin schafft, ausgenutzt. Dabei ist vorzugsweise dieser Durchtritt unter axialer Relativverschiebung des Trägers gegenüber der Kolbenführung in Setzrichtung verschließbar. Bei geeigneter Anordnung dieses Durchtritts kann in einfa­ cher Weise sichergestellt werden, daß der Kanal zeitlich gesehen erst dann mit der At­ mosphäre verbunden wird, wenn die Ventileinrichtung geschlossen ist, so daß der erfindungsgemäß maßgebende, geschlossene Speicherraum geschaffen wird.

Nachdem es sich beim Durchtritt um eine einfache Maßnahme im Träger handelt, ist diese zweckmäßigerweise in der Weise betätigbar, daß die Kolbenführung ein Verschlußteil bildet. Dabei sind keine gesonderten Maßnahmen an der Kolbenführung notwendig, sondern es reicht aus, wenn ein entsprechender Führungsbereich in Verbin­ dung mit dem Durchtritt kommt.

Um zu gewährleisten, daß im Moment der Zündung der Treibladung die entstehenden Treibgase einen ausreichenden, den Kolben beschleunigenden Druck aufbauen, ist in bevorzugter Weise der Kanal zur Kartuschenaufnahme hin, von dem sich in hinterer Ausgangsstellung befindlichen Kolben verschlossen. Diese Maßnahme erfolgt bevor­ zugt derart, daß der Kolben in seiner hinteren Ausgangsstellung die Verbindung des Kanals zur Kartuschenaufnahme hin überfahren hat und der Kolben unmittelbar, nach­ dem er sich in Bewegung gesetzt hat, diese Verbindung wieder freigibt.

Eine einfache konstruktive Auslegung des erfindungsgemäßen Setzgerätes läßt sich dann erreichen, wenn zweckmäßigerweise Träger und Gehäuseteil zu einer relativ zur Kolbenführung axial verschiebbaren Einheit verbunden sind. Unter diesbezüglichem Verbinden wird im speziellen nicht eine einstückige Ausbildung verstanden, da aus an­ derweitigen Gründen auch eine Entkoppelung dieser beiden Teile von Vorteil sein kann.

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 mit Kolben in hinterer Aus­ gangsstellung;

Fig. 2 die Geräteteile der Fig. 1 mit sich zur vorderen Endstellung bewegen­ dem Kolben;

Fig. 3 die Geräteteile der Fig. 1 mit sich in vorderer Endstellung befindlichem Kolben.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen die für die Erfindung maßgebenden Geräteteile in unterschiedli­ chen Funktionsstellungen. Unabhängig von den Funktionsstellungen betrifft dies somit folgende Teile.

Innerhalb einer Kolbenführung 2 ist ein Kolben 1 gelagert. Entgegen der Setzrichtung ist die Kolbenführung 2 von einem Träger 3 umgeben. Dieser Träger 3 weist eine Kartu­ schenaufnahme 4 auf, die eine Bohrung 4a enthält, die dem Durchtrift der Treibgase dient, die bei der Zündung einer Treibladung 5 entstehen. Ferner ist der Träger mit ei­ nem Durchtritt 3a versehen.

In radialem Abstand wird die Kolbenführung 2 von einem Gehäuseteil 6 umgeben. Die­ ses Gehäuseteil 6 steht mit dem Träger 3 in Verbindung. Zwischen Gehäuseteil 6 und Kolbenführung 2 ist ein Kanal 7 vorgesehen, welcher, wie insbesondere Fig. 2 zeigt, mit der Kartuschenaufnahme 4 in Verbindung steht. Zur Verbindung des Kanals 7 mit der Führungsbohrung 2a für den Kolben 1 ist in der Kolbenführung 2 eine Öffnung 2c vor­ gesehen.

Mit der Kolbenführung 2 ist ferner eine mehrteilige Führungsvorrichtung verbunden. Diese Führungsvorrichtung besteht im wesentlichen aus einer Elementführung 8 und einer Führungsbüchse 9. Dabei dient die Elementführung 8 der Aufnahme und Führung der einzutreibenden Befestigungselemente. Die Führungsbüchse 9 dient der Lagerung einer Bremsvorrichtung für den Kolben 1, wobei diese Bremsvorrichtung aus Kugeln 10 und einem Federkäfig 11 besteht. An die Büchse 9 schließt sich ferner entgegen der Setzrichtung ein Dämpfelement 12 an.

Unter Bezugnahme auf die einzelnen Figuren ist die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Rückführung für den Kolben 1 wie folgt.

Fig. 1 zeigt den Kolben 1 in seiner hinteren Ausgangsstellung. In dieser Ausgangsstel­ lung ist das Setzgerät auf das zeichnerisch nicht dargestellte Aufnahmematerial aufge­ setzt, in welches ein ebenfalls zeichnerisch nicht dargestelltes Befestigungselement ein­ getrieben werden soll. Dieses Befestigungselement wird dabei innerhalb der Elementfüh­ rung 8 gelagert.

Im speziellen zeigt Fig. 1, wie der Kanal 7 zur Kartuschenaufnahme 4 hin vom Kolben 1 verschlossen ist. In dieser Stellung ist die Ventileinrichtung des Kanals 7 geöffnet, wobei diese Ventileinrichtung aus einer Durchmessererweiterung 2b der Kolbenführung 2 und eine Durchmesserverengung 3b des Trägers 3 besteht. Von der Kolbenführung 2 ist ferner der Durchtritt 3a verschlossen, so daß der Kanal 7 nicht mit der Atmosphäre in Verbindung steht.

Nach Zündung der Treibladung 5 treten die entstehenden Treibgase durch die Bohrung 4a der Kartuschenaufnahme 4 hindurch und treiben den Kolben 1 gegen seine vordere Endstellung, wie dies Fig. 2 zeigt. Dabei wird der Kanal 7 mit der Kartuschenaufnahme 4 verbunden, so daß Treibgase über den Kanal 7 durch die Öffnung 2c in die Führungs­ bohrung 2a gelangen. Von der Kolbenführung 2 ist der Durchtritt 3a noch immer ver­ schlossen, so daß der Kanal 7 mit der Atmosphäre nicht in Verbindung steht.

Aufgrund der sich allseitig gleich entspannenden Treibgase wird als Gegenreaktion, d. h. der Beaufschlagung des Kolbens 1 entgegenwirkend, der Träger 3 relativ zur Kolbenfüh­ rung 2 gesehen, entgegen der Setzrichtung verschoben. Aufgrund der Massenverhält­ nisse erfolgt die Verschiebung des Trägers 3 zeitlich etwas verzögert, d. h. im wesentli­ chen erst wenn der Treibkolben 1 seine vordere Endstellung erreicht hat, wie dies Fig. 3 zeigt. In dieser in Fig. 3 gezeigten Stellung ist nach wie vor die als Durchmessererweite­ rung 2b der Kolbenführung 2 und Durchmesserverengung 2b des Trägers 3 bestehende Ventileinrichtung geschlossen. Aufgrund der Relativverschiebung zwischen Träger 3 und Kolbenführung 2 ist aber der Durchtritt 3a von der Kolbenführung 2 geöffnet worden, so daß eine Verbindung mit der Atmosphäre geschaffen worden ist. Dank dieser Verbin­ dung mit der Atmosphäre können die restlichen, beispielsweise unverbrannten Anteile der Treibladung 5 durch den Durchtritt 3a ins Freie treten und führen nicht zu einer Gerä­ teverschmutzung. Die setzrichtungsseitigen Bereiche des Kanals 7 sowie der Füh­ rungsbohrung 2a haben aufgrund der geschlossenen Ventileinrichtung einen gegenüber der Atmosphäre geschlossenen Speicherraum geschaffen, innerhalb welchem die Treib­ gase unter Einwirkung des Kolbens 1 komprimiert worden sind. Diese komprimierten Treibgase entspannen sich in weiterer Folge und treiben den Kolben 1 entgegen der Setzrichtung in seine hintere Ausgangsstellung zurück, wobei der von der Kolbenführung 2 und vom Träger 3 entgegen der Setzrichtung an den Kolben 1 anschließende Raum über den Durchtritt 3a zur Atmosphäre hin entlüftet wird. Es wird somit im Anschluß an die in Fig. 3 gezeigte Stellung wiederum die in Fig. 1 gezeigte Stellung der maßgebenden Geräteteile erreicht, wobei unter Zuführung einer neuen Kartusche 5 in die Kartu­ schenaufnahme 4 ein erneuter Eintreibvorgang erfolgen kann.

Wie die Figuren ferner zeigen, erfolgt die Relativverschiebung des Trägers 3 zusammen mit dem damit verbundenen Gehäuseteil 6 gegenüber der Kolbenführung 2 samt der damit verbundenen Führungseinrichtung, welche im wesentlichen aus Elementführung 8 und Führungsbüchse 9 besteht. Die aus Kugeln 10 und Federkäfig 11 bestehende Brems­ einrichtung hat die Aufgabe, den Kolben 1 während des Eintreibvorganges abzubremsen und freizugeben, wenn er durch Entspannen der komprimierten Treibgase in seine hin­ tere Ausgangsstellung zurückgetrieben wird. Die Abbremsung kommt zustande, wenn die Kugeln 10 während des Eintreibvorganges in den Federkäfig 11 hineingetrieben werden und somit auf den Kolben 1 eine erhöhte Reibung einwirkt. Diese Reibung wird aufgehoben, wenn der Kolben 1 entgegen der Setzrichtung bewegt wird, so daß die Kugeln 10 aus dem Federkäfig 11 herausgelöst werden.

Das Dämpfelement 12 hat die Aufgabe, den Kolben 1 aufzufangen, wenn dieser bei­ spielsweise infolge eines fehlenden Aufnahmemateriales in Setzrichtung getrieben wird, wobei in einem solchen fehlbaren Anwendungsfalle dank des Dämpfelementes 12 zu Zerstörungen führende Überbeanspruchungen der Geräteteile vermieden werden kön­ nen.

Claims (7)

1. Pulverkraftbetriebenes Setzgerät mit einer Kolbenführung (2) für einen Kolben (1), der mittels Treibgasen einer Treibladung (5) von einer hinteren Ausgangsstellung in eine vordere Endstellung treibbar ist, einem eine Kartuschenaufnahme (4) aufwei­ senden Träger (3) und einem die Kolbenführung (2) in radialem Abstand umgeben­ den Gehäuseteil (6), wobei zwischen Kolbenführung (2) und Gehäuseteil (6) ein mit der Kartuschenaufnahme (4) verbundener, über eine Öffnung (2c) in der Kolbenfüh­ rung (2) in die Führungsbohrung (2a) für den Kolben (1) mündender Kanal (7) vorge­ sehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (3) einen den Kanal (7) mit der Atmosphäre verbindenden, verschließbaren Durchtritt (3a) aufweist und im Kanal (7) eine schließbare Ventileinrichtung (2b, 3b) zur Bildung eines die setzrichtungsseiti­ gen Bereiche des Kanals (7) und der Führungsbohrung (2a) umfassenden, gegen­ über der Atmosphäre geschlossenen Speicherraumes vorgesehen ist.

2. Setzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (2b, 3b) unter axialer Relativverschiebung des Trägers (3) gegenüber der Kolbenführung (2) entgegen der Setzrichtung schließbar ist.

3. Setzgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenführung (2) ein Verschlußteil bildet.

4. Setzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchtritt unter axialer Relativverschiebung des Trägers (3) gegenüber der Kolben­ führung (2) in Setzrichtung verschließbar ist.

5. Setzgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenführung (2) ein Verschlußteil bildet.

6. Setzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ka­ nal (7) zur Kartuschenaufnahme (4) hin von dem sich in hinterer Ausgangsstellung befindlichen Kolben (1) verschlossen ist.

7. Setzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Träger (3) und Gehäuseteil (6) zu einer relativ zur Kolbenführung (2) axial verschiebbaren Einheit verbunden sind.