DE102005000113B4

DE102005000113B4 - Setzgerät

Info

Publication number: DE102005000113B4
Application number: DE102005000113.0A
Authority: DE
Inventors: Karl Franz
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 2005-09-13
Filing date: 2005-09-13
Publication date: 2014-03-27
Anticipated expiration: 2025-09-14
Also published as: US8387845B2; DE102005000113A1; US20070057008A1

Abstract

Setzgerät, zum Eintreiben von Befestigungselementen in einen Untergrund, mit einer Kolbenführung (13), die einen Hohlraum (14) aufweist, in dem ein Setzkolben (20) axial versetzbar angeordnet ist, mit einer sich an die Kolbenführung (13) anschließenden Bolzenführung (12) und mit einer Kolbenstoppeinrichtung (30) für den Setzkolben (20), die an einem der Bolzenführung (12) zugewandten Endbereich des Hohlraums (14) angeordnet ist, wobei die Kolbenstoppeinrichtung (30) ein an einem Anschlag (15) abgestütztes Dämpfungselement (31) und ein sich an dieses, in Richtung des Hohlraumes (14) anschließendes Stoppelement (32) für den Setzkolben (20) aufweist, wobei das Dämpfungselement (31) und das Stoppelement (32) sowie der Anschlag (15) und das Dämpfungselement (31) jeweils sich axial gegenüberliegende Flächen (33, 34, 35, 36) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine dieser Flächen (33, 34, 35, 36) als Schrägfläche (S) ausgebildet ist und mit der ihr gegenüberliegenden Fläche (33, 34, 35, 36) einen Winkel Alpha von 2° bis 20° einschliesst.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Setzgerät der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art. Derartige Setzgeräte können mit festen, gasförmigen oder flüssigen Brennstoffen oder auch mit Druck- oder Pressluft betrieben werden. Bei den verbrennungsbetriebenen Setzgeräten wird ein Setzkolben über die Verbrennungsgase angetrieben. Über diesen Setzkolben können dann Befestigungselemente, wie z. B. Nägel oder Bolzen, in einen Untergrund eingetrieben werden.
Bei Setzgeräten ist es aus der DE 39 30 592 A1 bekannt, den Kolben in einer Kolbenführung zu führen, die in einer Gehäusehülse des Setzgerätes axial versetzbar angeordnet ist. Damit ein Setzvorgang ausgelöst werden kann, muss das Setzgerät an einen Untergrund angepresst werden, so dass die Kolbenführung in die Gehäusehülse eingedrückt wird. Zum Abbau der Kolbenenergie bei Fehlsetzungen oder bei Überenergie ist vorne in der Kolbenführung an dem der Bolzenführung zugewandten Endbereich ein elastischer Ringkörper vorgesehen, der den Kolben abfängt.
Von Nachteil hierbei ist jedoch, dass, wenn der Verschleiß des elastischen Ringkörpers zu groß ist und dieser nicht erkannt wird, wesentliche und teure Gerätebauteile Schaden nehmen können. Ferner muss der Bund des Kolbens, der auf den Ringkörper auftrifft, einen möglichst großen Durchmesser aufweisen, um eine vorzeitige Zerstörung des elastischen Ringkörpers zu vermeiden. Das Gerätegewicht wird hierdurch erhöht. Zum Anderen prellt der Kolben aufgrund der Elastizität des Ringkörpers nach dem Auftreffen auf diesen zurück, so dass es insbesondere bei hohen Setzenergien zu einem ungewollten Nachschlagen des Kolbens kommen kann.
Aus der DE 196 17 671 C1 , von der die vorliegende Erfindung ausgeht, ist ein pulverkraftbetriebenes Bolzensetzgerät mit einem in einer Laufführungsbohrung angeordneten Kolben bekannt. Der Kolben weist einen Kolbenkopf und einen Kolbenschaft auf, wobei der Kolbenkopf an seiner dem Kolbenschaft zugewandten Seite einen konischen Abschnitt ausbildet. Diesem konischen Abschnitt des Kolbens gegenüberliegend ist eine konische Aufnahme am mündungsseitigen Ende des Laufvorderteils angeordnet, in die der konische Abschnitt bei einer Fehlsetzung oder bei einem Setzvorgang mit Überenergie einfahren kann. Eine in Setzrichtung hinter der konischen Aufnahme angeordnete Dämpfungsscheibe dämpft dabei das Auftreffen des Kolbens.
Ein erhöhter Verschleiß der elastischen Dämpfungsscheibe, wie er bei dem aus der DE 39 30 592 A1 bekannten Setzgerät auftreten kann, ist hier vermieden. Jedoch ist auch hier von Nachteil, dass es zu einem Prellen und damit zu einem Nachschlagen des Kolbens kommen kann.
Aus der US 4 824 003 A ist ein Setzgerät bekannt, bei dem zwischen der Kolbenführung und der Bolzenführung ein erster rigider und ein elastischer Ring hintereinander angeordnet sind. In dem elastischen Ring ist ferner noch ein weiterer rigider Ring angeordnet, der den Hub des ersten rigiden Rings begrenzt. Der erste rigide Ring weist eine, sich in Setzrichtung konisch verengende Durchführung für den Kolbenschaft auf. Der Kolben ist an der dem ersten rigiden Ring zugewandten Kolbenbundfläche konisch ausgebildet, wobei die Konturen der konischen Kolbenfläche und der konischen Durchführung des ersten rigiden Rings einander ergänzen.
Auch hier besteht der Nachteil, dass es zu einem Prellen und damit zu einem Nachschlagen des Kolbens kommen kann.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt daher darin, ein Setzgerät der vorgenannten Art zu entwickeln, das die vorgenannten Nachteile vermeidet und die Rückprellgeschwindigkeit des Kolbens auf ein Minimum reduziert.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Setzgerät mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Demnach ist es ausreichend, wenn wenigstens eine der am Dämpfungselement, Stoppelement oder Anschlag ausgebildeten, sich gegenüberliegenden Flächen als Schrägfläche ausgebildet ist und mit der ihr gegenüberliegenden Fläche einen Winkel von 2° bis 20° einschließt. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass es bei einer Setzung mit Überenergie, bei der der Setzkolben auf das Stoppelement auffährt, zu einer erhöhten Mantelreibung des Kolbenschaftes mit der Durchführung am Stoppelement und damit zu einem erhöhten Energieabbau kommt. Gleichzeitig wird ein Rückprellen des Setzkolbens weitgehend verhindert.
Als besonders vorteilhaft hat sich dabei ein Bereich für den Winkel zwischen der Schrägfläche und der gegenüberliegenden Fläche von 6° bis 10° erwiesen.
In einer vorteilhaften Variante ist die Schrägfläche an einer Fläche des Stoppelements ausgebildet. Da das Stoppelement, welches vorzugsweise aus einem Metall, wie z. B. Stahl gefertigt ist, durch Drehen hergestellt wird, lässt sich die Schrägfläche hier mit nur geringem zusätzlichen Aufwand verwirklichen.
In einer weiteren vorteilhaften Variante ist die Schrägfläche an einer Fläche am Dämpfungselement ausgebildet. Die kompliziertere Formgebung des aus einem Elastomer geformten Dämpfungselementes hat praktisch keine Auswirkungen auf die Teilekosten, da das Bauteil in einer Form spritzgegossen wird. Daher ist diese Variante sehr günstig herzustellen. Ferner hat diese Variante den Vorteil, dass der Massenschwerpunkt des Stoppelements zentrisch ist und somit der Setzkolben beim Erstkontakt nicht auf Biegung beansprucht wird.
Neben einer physisch vorliegenden Schrägfläche am Dämpfungselement könnte auch eine exzentrische Steifigkeitsverteilung des, das Dämpfungselement bildenden Elastomers vorgesehen sein.
In einer weiteren vorteilhaften Variante ist die Schrägfläche an einer Fläche am Anschlag an der Bolzenführung ausgebildet. Da die Bolzenführung, welche vorzugsweise aus einem Metall, wie z. B. Stahl gefertigt ist, durch Drehen und Fräsen hergestellt wird, lässt sich die Schrägfläche hier ohne zusätzlichen Aufwand verwirklichen.
Weitere Vorteile und Maßnahmen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen. In den Zeichnungen ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt.
Es zeigen:
1 Schematisch, ein erfindungsgemäßes Setzgerät mit einer Kolbenstoppeinrichtung, teilweise im Längsschnitt,
2 ein Detail des Setzgerätes gemäß der Markierung II aus 1,
3 ein Detail eines weiteren Setzgerätes im Längsschnitt,
4 ein Detail eines weiteren Setzgerätes im Längsschnitt.
In den 1 und 2 ist ein handgeführtes Setzgerät 10 wiedergegeben, das eine insgesamt mit 30 bezeichnete Kolbenstoppeinrichtung aufweist. Das Setzgerät 10 weist dabei ferner eine, in einem ein- oder mehrteiligen Gehäuse 11 angeordnete Kolbenführung 13 auf. In einem Hohlraum 14 der Kolbenführung 13 ist ein Setzkolben 20 verschieblich angeordnet, der über ein Treibmittel oder dessen Reaktionsprodukte, wie z. B. Verbrennungsgase oder etc., antreibbar ist. Der Setzkolben 20 weist einen Kolbenschaft 21 auf, der sich in Setzrichtung 40 des Setzgerätes 10 an einen Kolbenkopf 23 anschliesst. Ein Kolbenbund 22 ist beabstandet von dem Kolbenkopf 23 auf dem Kolbenschaft 21 angeordnet und weist eine, in Richtung der Kolbenstoppeinrichtung 30 angeordnete, Gegenstoppfläche 24 auf, welche in dem Beispiel konisch ausgebildet ist. Der Kolbenbund 22 könnte abweichend von der hier dargestellten Ausführungsform aber auch direkt am in Setzrichtung 40 liegenden Bereich des Kolbenkopfes 23 angeordnet sein. Die Kolbenführung 13 ist verschieblich in dem hülsenartig ausgebildeten Gehäuse 11 gelagert, gegen das sie sich über ein Federelement 19 elastisch abstützt. An dem entgegen der Setzrichtung 40 liegenden Ende der Kolbenführung 13 ist ein Kartuschenlager 25 zur Aufnahme einer Treibladung, z. B. in Form einer Kartusche, einer Pille oder eines Blisters, angeordnet.
Ein Setzvorgang mit dem Setzgerät 10 ist nur möglich, wenn das Setzgerät 10 mit einer, der Kolbenführung 13 in Setzrichtung vorgelagerten Bolzenführung 12 an einen hier nicht dargestellten Untergrund angepresst wird. Die Bolzenführung 12 ist an einer Schnittstelle 26, die z. B. als Gewinde ausgebildet ist, mit der Kolbenführung 13 verbunden. Zum Auslösen eines Setzvorgangs ist an dem Setzgerät 10 noch ein Auslöseschalter 18 angeordnet.
An dem der Bolzenführung 12 zugewandten Ende der Kolbenführung 13 ist die bereits erwähnte Kolbenstoppeinrichtung 30 angeordnet, die sich an einem durch eine Fläche gebildeten Anschlag 15 an einer Aufnahme 16 der Bolzenführung 12 abstützt. Diese Kolbenstoppeinrichtung 30 weist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein als Elastomerring ausgebildetes Dämpfungselement 31 und ein als metallisches Hülsenteil oder Druckstück ausgebildetes Stoppelement 32 auf. Das Stoppelement 32 weist dabei eine dem Dämpfungselement 31 zugewandte erste Fläche 33 auf, die als Schrägfläche S ausgebildet ist und die in einem Winkel Alpha von 8° zu der ihr axial gegenüberliegenden zweiten Fläche 34 am Dämpfungselement 31 liegt. Die Fläche 34 am Dämpfungselement 31 liegt dabei im Wesentlichen senkrecht zu einer, die axiale Richtung angebenden, durch den Setzkolben 20 definierten Setzachse A des Setzgerätes 10.
Das Dämpfungselement 31 kann dabei auf einen Zylinderabschnitt 38 des Stoppelementes 32 aufgesteckt sein, so dass sich das Stoppelement 32 über das Dämpfungselement 31 indirekt und elastisch gedämpft an dem Anschlag 15 der Bolzenführung 12 abstützt.
An der der Bolzenführung 12 abgewandten Seite des Stoppelementes 32 ist ferner eine Stoppfläche 17 an diesem angeordnet, die in dem Ausführungsbeispiel als Konusfläche ausgebildet ist und gegen die der Setzkolben 20 mit der am Kolbenbund 22 ausgebildeten Gegenstoppfläche 24 prallen kann, um ihn über die Kolbenstoppeinrichtung 30 abzubremsen, wenn dieser bei einer Fehlsetzung oder aufgrund einer zu starken Treibladung bis zu dem Stoppelement 32 nach vorne läuft. Die Gegenstoppfläche 24 ist dabei komplementär zu der Stoppfläche 17 und im vorliegenden Beispiel also ebenfalls als Konusfläche ausgebildet. Ferner ist in dem Stoppelement 32 eine zylindrische Durchführung 39 angeordnet, durch die der Kolbenschaft 21 geführt ist.
Bei einem Aufprallen des Setzkolbens 20 in Setzrichtung 40 auf das Stoppelement 32 wird dieses in Richtung des Pfeils 41 gegen das elastische Dämpfungselement 31 gedrückt, welches dabei gestaucht wird. Die als Schrägfläche ausgebildete erste Fläche 33 am Stoppelement 32 wird dabei gegen die zweite Fläche 34 am Dämpfungselement 31 gedrückt, wodurch das Stoppelement 32 verkippt wird. Dadurch kommt es bei einer Setzung mit Überenergie, bei der der Setzkolben auf das Stoppelement 32 auffährt, zu einer erhöhten Reibung des Kolbenschaftes 21 in der Durchführung 39 und damit zu einem erhöhten Energieabbau. Gleichzeitig wird ein Rückprellen des Setzkolbens 20 weitgehend verhindert.
Das in 3 dargestellte Setzgerät 10 unterscheidet sich dadurch von dem vorhergehend beschriebenen, dass die Schrägfläche S durch eine am Anschlag 15 ausgebildete vierte Fläche 35 gebildet ist, die einer dritten Fläche 36 am Dämpfungselement 31 gegenüberliegt. Der Winkel zwischen der vierten Fläche 36 und der dritten Fläche 35 beträgt hier 8°. Auch hier hat die Schrägfläche S die Wirkung, dass es zu einer erhöhten Mantelreibung des Setzkolbens 20 in der Durchführung 39 des Stoppelementes 32 und zusätzlich im Dämpfungselement 31 kommt. Auch hierbei wird gleichzeitig ein Rückprellen des Setzkolbens 20 weitgehend verhindert.
Das in 4 dargestellte Setzgerät 10 unterscheidet sich dadurch von den vorhergehend beschriebenen, dass die Schrägfläche S durch die am Dämpfungselement 31 ausgebildete dritte Fläche 36 gebildet ist, die der vierten Fläche 35 am Anschlag 15 gegenüberliegt. Der Winkel zwischen der vierten Fläche 36 und der dritten Fläche 35 beträgt hier 8°. Auch hier hat die Schrägfläche S die Wirkung, dass es zu einer erhöhten Mantelreibung des Setzkolbens 20 in der Durchführung 39 des Stoppelementes 32 und im Dämpfungselement 31 kommt, wobei gleichzeitig ein Rückprellen des Setzkolbens 20 weitgehend verhindert wird.

Claims

Setzgerät, zum Eintreiben von Befestigungselementen in einen Untergrund, mit einer Kolbenführung (13), die einen Hohlraum (14) aufweist, in dem ein Setzkolben (20) axial versetzbar angeordnet ist, mit einer sich an die Kolbenführung (13) anschließenden Bolzenführung (12) und mit einer Kolbenstoppeinrichtung (30) für den Setzkolben (20), die an einem der Bolzenführung (12) zugewandten Endbereich des Hohlraums (14) angeordnet ist, wobei die Kolbenstoppeinrichtung (30) ein an einem Anschlag (15) abgestütztes Dämpfungselement (31) und ein sich an dieses, in Richtung des Hohlraumes (14) anschließendes Stoppelement (32) für den Setzkolben (20) aufweist, wobei das Dämpfungselement (31) und das Stoppelement (32) sowie der Anschlag (15) und das Dämpfungselement (31) jeweils sich axial gegenüberliegende Flächen (33, 34, 35, 36) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine dieser Flächen (33, 34, 35, 36) als Schrägfläche (S) ausgebildet ist und mit der ihr gegenüberliegenden Fläche (33, 34, 35, 36) einen Winkel Alpha von 2° bis 20° einschliesst.
Setzgerät, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel Alpha in einem Bereich von 6° bis 10° liegt.
Setzgerät, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägfläche (S) an der Fläche (33) am Stoppelement (32) ausgebildet ist.
Setzgerät, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägfläche (S) an der Fläche (36) am Dämpfungselement (31) ausgebildet ist.
Setzgerät, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägfläche (S) an der Fläche (35) am Anschlag (15) ausgebildet ist.