DE10035845A1

DE10035845A1 - Setzgerät

Info

Publication number: DE10035845A1
Application number: DE10035845A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Rosenbaum; Rainer Batliner
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 2000-07-24
Filing date: 2000-07-24
Publication date: 2002-02-07
Also published as: US20020050505A1; FR2811928A1; FR2811928B1

Abstract

Der Treibkolben für ein mittels hochgespannter Gase betriebenes Setzgerät weist ein Dichtungsteil (1) und einen, sich in Setzrichtung an das Dichtungsteil (1) anschließenden, Schaftteil (2) auf. Ein setzrichtungsseitiger, erster Bereich (3) des Schaftteiles (2) weist eine größere Druckfestigkeit auf als ein zweiter Bereich (4), der sich zwischen dem ersten Bereich (3) und dem Dichtungsteil (1) befindet. Die höhere Druckfestigkeit des ersten Bereiches (3) verringert die Deformation und den Verschleiß dieses Bereiches sehr stark.

Description

Die Erfindung betrifft einen Treibkolben für ein Setzgerät gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Dem Eintreiben von Befestigungselementen in harte Untergründe wie Beton, Gestein Stahl und dergleichen dienen Setzgeräte, die einen Treibkolben besitzen, der innerhalb eines Führungszylinders des Setzgerätes axial versetzbar ist. Der Treibkolben setzt sich aus einem auf den Durchmesser des Führungszylinders abgestimmten Dichtungsteil und einem von diesem in Setzrichtung abragenden Schaftteil zusammen, dessen Durch messer kleiner ist als der Durchmesser des Dichtungsteiles.

Beim Eintreibvorgang eines Befestigungselementes wird der Treibkolben mit Hilfe eines Treibgasdruckes mit einer sehr hohen Geschwindigkeit in Setzrichtung versetzt bis eine setzrichtungsseitige Stirnseite des Schaftteiles auf dem zu setzenden Befestigungs element auftrifft und seine kinematische Energie an dieses abgibt. Aufgrund der hohen Flächenpressung an der Stirnseite des Schaftteiles und der hohen Härte der einzutreibenden Befestigungselemente, versagen die Schaftteile der Treibkolben oft vorzeitig in der Anwendung durch Deformation oder Bruch derselben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Treibkolben für ein Setzgerät zu schaffen, dessen Schaftteil eine sehr hohe Druckfestigkeit und Querzähigkeit aufweist, so dass mit dem Treibkolben eine grosse Anzahl von Eintreibvorgängen durchgeführt werden können, ohne dass der setzrichtungsseitige Endbereich des Treibkolbens deformiert wird bzw. einem grösseren Verschleiss unterliegt.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch einen Treibkolben, welcher die im kenn zeichnenden Abschnitt des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale aufweist.

Der erfindungsgemässe Treibkolben wird den unterschiedlichen Anforderungen, die bei jedem Eintreibvorgang auftreten, besonders gut gerecht, da der zweite Bereich eine hohe Biegesteifigkeit und der erste Bereich eine sehr hohe Druckfestigkeit sowie Querzähigkeit aufweisen.

Mit einer Druckfestigkeit des ersten Bereiches, die vorzugsweise grösser als 2300 N/mm² ist, werden die Deformation und der Verschleiss des ersten Bereiches deutlich verringert.

Um eine hohe Biegesteifigkeit im zweiten Bereich des Treibkolbens gewährleisten zu können, ist der zweite Bereich beispielsweise aus einem Vergütungsstahl gefertigt. Die Druckfestigkeit dieses Vergütungsstahles beträgt dabei ca. 2000 N/mm². Eine erhöhte Druckfestigkeit und somit ein geringerer Verschleiss bzw. eine geringere Deformation werden vorzugsweise dadurch erreicht, dass der erste Bereich aus einem Werkzeugstahl gefertigt ist. Die Druckfestigkeit dieses Werkzeugstahles liegt beispielsweise bei ca. 3000 N/mm² und somit deutlich über der Druckfestigkeit des Vergütungsstahles im zweiten Bereich. Mit dem Einsatz einer pulvermetallurgisch hergestellten Stahlqualität kann zudem die Querzähigkeit, als wesentliches Beanspruchungsmerkmal, massiv verbessert werden.

Da Hartmetalle die Eigenschaft besitzen, dass sie ausserordentlich hart, verschleissfest, ausreichend zäh sowie wenig wärmeempfindlich sind, ist zweckmässigerweise der erste Bereich aus einem Hartmetall gebildet. Hartmetalle werden durch Sintern aus spröd harten, hochschmelzbaren Wolfram-, Molybdän-, Tantal- und Titan-Karbiden mit Kobalt als Bindemetall hergestellt. Die Hartmetalle können eine Druckfestigkeit von bis zu 5000 N/mm² haben. Die bevorzugte Druckfestigkeit des ersten Bereiches liegt bei 3000 N/mm² bis 3500 N/mm².

Aus fertigungstechnischen Gründen beträgt die Länge des ersten Bereiches 3 mm bis 20 mm.

Die Führung des Treibkolbens in dem Setzgerät erfolgt über das Dichtungsteil und das Schaftteil, wobei das Schaftteil eine auf den Durchmesser des Schaftteiles abgestimmte Lagerbohrung durchsetzt. Damit der Weg, um den der Treibkolben axial versetzbar ist, möglichst gross ist, ist darauf zu achten, dass auch der erste Bereich zur Führung des Treibkolbens beiträgt. Deshalb ist der Durchmesser des ersten Bereiches vorteilhafter weise gleich gross ist wie der Durchmesser des zweiten Bereiches. Generell ist es aber möglich, den ersten Bereich mit einem Durchmesser auszubilden, der kleiner oder grösser ist als der Durchmesser des zweiten Bereiches.

Eine besonders wirtschaftliche Verbindung des ersten Bereiches mit dem zweiten Bereich wird vorzugsweise dadurch erzielt, indem beide Bereiche durch Schweissen miteinander verbunden werden. Das Verbinden beider Bereiche kann aber beispielsweise auch durch eine Kombination aus einer Schweiss- und Lötverbindung sowie einer lösbaren, form schlüssigen Verbindung erfolgen.

Ein entgegen der Setzrichtung weisender Kopf des Befestigungselementes kann beispielsweise mit einer konvexen Wölbung versehen sein. Damit die Eintreibenergie des Treibkolbens ohne nennenswerte Verluste auf das Befestigunselement übertragen werden kann, ist zweckmässigerweise eine setzrichtungsseitige Stirnseite des ersten Bereiches mit einer entsprechenden konvexen Profilierung versehen.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel wiedergibt, näher erläutert.

Der dargestellte Treibkolben mit einer Gesamtlänge L setzt sich aus einem Dichtungsteil 1 und einem Schaftteil 2 zusammen, das sich in Setzrichtung an das Dichtungsteil 1 anschliesst. Der Durchmesser des Schaftteiles 2 ist kleiner als der Durchmesser des Dichtungsteiles 1. Der Schaftteil 2 setzt sich aus einem setzrichtungsseitigen ersten Bereich 3 und einem zweiten Bereich 4 zusammen, der sich zwischen dem ersten Bereich 3 und dem Dichtungsteil 1 befindet. Beide Bereiche 3, 4 haben einen einheitlichen Durchmesser und sind unterschiedlich lang ausgebildet. Der erste Bereich 3 weist eine Länge L1 von ca. 10 mm auf und ist somit wesentlich kürzer ausgebildet als der zweite Bereich 4.

Der beispielsweise einstückig mit dem Dichtungsteil 1 in Verbindung stehende zweite Bereich ist aus Vergütungsstahl gebildet und zeichnet sich durch eine hohe Biege steifigkeit aus. Der erste Bereich 3 ist beispielsweise aus Hartmetall gebildet und weist eine Druckfestigkeit von 3000 N/mm² auf. Die beiden Bereiche 3, 4 sind durch Schweissen miteinander verbunden. Die setzrichtungsseitige Stirnseite 5 des ersten Bereiches 3 ist mit einer Profilierung in Form von einer konkaven Vertiefung versehen.

Claims

1. Treibkolben für ein mittels hochgespannter Gase betriebenes Setzgerät mit einem Dichtungsteil (1) und einem sich in Setzrichtung an das Dichtungsteil (1) an schliessenden, einen kleineren Durchmesser aufweisenden, Schaftteil (2), dadurch gekennzeichnet, dass ein setzrichtungsseitiger erster Bereich (3) des Schaftteiles (2) eine grössere Druckfestigkeit aufweist als ein sich entgegen der Setzrichtung an den ersten Bereich (3) anschliessender, zweiter Bereich (4) des Schaftteiles (2).

2. Treibkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfestigkeit des ersten Bereiches (3) grösser ist als 2300 N/mm².

3. Treibkolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich (3) aus einem Werkzeugstahl gefertigt ist.

4. Treibkolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich (3) aus einem Hartmetall gebildet ist.

5. Treibkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (L1) des ersten Bereiches (3) 3 mm bis 20 mm beträgt.

6. Treibkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des ersten Bereiches (3) gleich gross ist wie der Durchmesser des zweiten Bereiches (4).

7. Treibkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich (3) durch Schweissen mit dem zweiten Bereich (4) verbunden ist.

8. Treibkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine setzrichtungsseitige Stirnseite (5) des ersten Bereiches (3) mit einer Profilierung versehen ist.