DE19648535A1

DE19648535A1 - System zum Setzen von Bolzen

Info

Publication number: DE19648535A1
Application number: DE1996148535
Authority: DE
Inventors: Gerd Dr Ing Kellner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-11-24
Filing date: 1996-11-24
Publication date: 1998-06-18
Anticipated expiration: 2016-11-25
Also published as: DE19648535B4; WO1998023413A1

Description

Die Erfindung betrifft ein System zum Setzen von Bolzen, Nä geln, Stiften oder dergleichen Befestigungsmitteln nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Solche eingangs genannten Systeme werden vor allem in Form von Bolzensetzgeräten zum Einschießen von Spezialnägeln oder Bolzen insbesondere in harte Untergründe, wie Stahl oder Beton, be nutzt, um Bauelemente, wie beispielsweise Profilbleche oder Verschalungsplatten, direkt auf dem jeweiligen Untergrund zu befestigen. Man spricht deshalb auch von einer Direktmontage. Zusätzlich zu den Ansprüchen an eine einfache Bedienung und Handhabbarkeit müssen solche Geräte insbesondere den Vorschrif ten der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) in Braun schweig/ Deutschland genügen.

Ein solches Bolzensetzgerät ist beispielsweise aus dem deut schen Gebrauchsmuster DE 89 15 510 U1 der Anmelderin bekannt. Anhand von Fig. 7 sollen die wesentlichen Bestandteile und die prinzipielle Funktionsweise eines aus dem Stand der Technik und insbesondere aus der DE 89 15 510 U1 bekannten Bolzensetzgerä tes erklärt und beschrieben werden.

Ein handelsübliches Bolzensetzgerät 1 besteht im wesentlichen aus einem Gerätegehäuse 2 mit einem Abzug 3 im Handgriff 4 und einer Kolbenführungshülse 5, aus einem Treibkolben 6 und einer Bolzenführung 8. Der zu setzende Bolzen 9 wird in die Bolzen führung 8 bündig zur Schlagfläche 7 eines mit dem Treibkolben 6 verbundenen Treibkolbenschaftes 10 eingeführt. Beim Bolzen setzen wird das Gerät 1 über die Stirnfläche 11 der Bolzenfüh rung 8 durch die Andruckbewegung über die Kolbenführungshülse 5 schußfertig gemacht, indem in nicht näher beschriebener Weise ein Patronenlager 12 im rückwärtigen Teil der Kolbenführungs hülse 5 über eine bereit stehende Treibladungspulverkartusche gestülpt und eine Schlagbolzenfeder gespannt wird. Nach Aus lösen des Abzuges 3 wird die Kartusche abgefeuert und der Treibkolben 6 nach vorne bewegt. Der Bolzen 9 wird dadurch in das Befestigungsmaterial 13 bzw. den Untergrund 14 getrieben. Bei optimaler Einstellung des Bolzensetzgerätes 1 steht in der Endstellung die Schlagfläche 7 des Treibkolbenschaftes oder des Kolbens 10 bündig zur Vorderkante 15 des Gerätes 1 bzw. zur Stirnfläche 11 der Bolzenführung 8.

Ein weiteres Bolzensetzgerät ist in der DE 37 02 364 A1 offen bart. Bei dieser Ausführung werden die Befestigungselemente über ein an dem Gerätegehäuse anbringbares Magazin in die Bol zenführung geladen. Die Funktionsweise ist auch bei diesem Ge rät prinzipiell analog der anhand von Fig. 7 beschriebenen.

Bei allen bekannten und auf dem Markt befindlichen Systemen zum Bolzensetzen kann übereinstimmend festgestellt werden, daß ins besondere die technische Ausführung der Verbindung zwischen treibendem Kolben und dem zu beschleunigenden Bolzen den Anfor derungen eines einwandfreien oder gar optimalen Arbeitens nicht gerecht wird. Dies liegt vor allem daran, daß sowohl der Dyna mik der Energieübertragung selbst, als auch dem Einfluß auch sehr kleiner axialer Abweichungen nicht in ausreichendem Maße Rechnung getragen wird. Dieser Umstand führt bei technisch an spruchsvollen Setzvorgängen regelmäßig zu einer erheblichen Verminderung der Setzleistung. Insbesondere bei relativ harten Werkstoffen, wie Beton oder Stahl, kann dies zu einem völligen Versagen, zum Beispiel durch Knicken oder Abgleiten des Bol zens, führen.

Die Fig. 8A bis 8C zeigen Ergebnisse von 3D-Simulati onsrechnungen für das Setzen eines Bolzens 9 in einen homogenen Werkstoff 23, wie er mit herkömmlichen Bolzensetzgeräten 1 üb lich ist. In der Ausgangsstellung von Fig. 8A ist der Bolzen 9 mit planer rückseitiger Stirnfläche 16 um lediglich 1 Grad angestellt, d. h. um 1 Grad aus dem rechten Winkel zur ebenen Oberfläche des Werkstoffes 23 ausgelenkt. In optimaler Posi tion würde der Kolben 9 mit seiner Längsachse exakt auf der Symmetrielängsachse des Kolbens 10 und senkrecht zur Werkstoff oberfläche liegen.

Der Kolben 10 mit ebenfalls planer Schlagfläche 7 drückt den Bolzen 9 ohne freie Flugstrecke, d. h. ohne Abstand zwischen Bolzenspitze und Werkstoffoberfläche zu Beginn des Setzvor gangs, mit einer Anfangsgeschwindigkeit von 50 m/s in oben Werkstoff 23. Die 3D-Computerberechnungen zeigen ein rasches Anwachsen der Anstellung während des Eindringens des Bolzens 9 in den Werkstoff 23 (Fig. 8B). Außerdem ist ein früh einset zendes Abknicken des Bolzens 9 zu erkennen (Fig. 8C), wobei der Gitterstruktur im Bereich des Eindringens zu entnehmen ist, daß der Bolzen 9 im Spitzenbereich asymmetrisch deformiert wird. Diese Vorgänge führen grundsätzlich zu ungenügenden Setz vorgängen. Gleichzeitig belegen sie die Notwendigkeit des exak ten Führens des Bolzens 9 während des Setzvorganges, auch bei einer sehr exakten axialen Positionierung des Bolzens 9 in der Bolzenführung 8.

Auch geringe Anstellungen, wie kleinere bzw. leichte Schief stellungen, führen beim Eindringen der Spitze des Bolzens 9 in insbesondere spröde Materialien, wie Beton und andere, zu großen Abweichungen beim Setzen. Dies kann dazu führen, daß über das seitliche Ausbrechen des Bolzens 9 Teile des Setz grundes mit zum Teil erheblichen Geschwindigkeiten herausgelöst werden. Dadurch wird die Arbeitssicherheit stark beeinträch tigt.

Außerdem haben Versuche gezeigt, daß auch der Bolzen selbst durch sein Ausbrechen aus der Achse im Setzmaterial mit erheb licher Geschwindigkeit abgleiten oder seitlich aus der Setzsei te austreten kann. Dies stellt ein weiteres Gefährdungspotenti al dar.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zum Setzen von Bolzen vorzusehen, das die oben genannten Nach teile beseitigt und eine optimale Führung des Bolzens während des gesamten Setzvorganges gewährleistet.

Dieses Ziel wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 er reicht.

Die konische Ausgestaltung der stoßenden Schlagfläche des Kol bens gewährleistet ein Zentrieren des Bolzens sowohl in der Be schleunigungsphase - bei einem Spiel zwischen der Kontaktierung von Kolben und Bolzen und dem Auftreffen des Bolzens auf den Werkstoff - als auch während des gesamten Setzvorgangs. Dies schließt sowohl ein Rückstellen von nicht genau axial positio nierten Bolzen, als auch das Vermeiden eines Abweichens aus der Achse während des Eintreibens des Bolzens ein. Die Geometrie der hinteren Stirnfläche des gestoßenen Bolzens kann dabei in bestimmten Grenzen frei gewählt werden. Das erfindungsgemäße System ist prinzipiell in allen gängigen und denkbaren Bolzen setzgeräten einsetzbar.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist ein Öffnungswinkel der konischen Geometrie der Kolbenschlagfläche von etwa 90° be sonders für das Zentrieren des Bolzens geeignet.

In einer besonderen Weiterbildung ist der Kolben im Bolzensetz gerät wahlweise austauschbar befestigt, so daß ein Bolzensetz gerät mit einem Satz von verschiedenen Kolben für unterschied liche zu setzende Bolzen verwendet werden kann.

Weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.

Anhand der Figuren werden im folgenden verschiedene Ausfüh rungsformen und das Grundkonzept des erfindungsgemäßen Systems näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Kräftediagramm zur Erläuterung der Kräfte vom Kolben auf den Bolzen;

Fig. 2 ein Kräftediagramm zur Erläuterung der vom Kolben auf den Bolzen übertragbaren Kräfte;

Fig. 3A, Fig. 3B und Fig. 3C eine erste Gruppe von Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Systems Kolben-Bolzen im Schnitt;

Fig. 4A und Fig. 4B eine zweite Gruppe von Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Systems Kolben-Bolzen im Schnitt;

Fig. 5A und Fig. 5B eine dritte Gruppe von Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Systems Kolben-Bolzen im Schnitt;

Fig. 6 eine Prinzipdarstellung zur Erläuterung des Setzvorganges mit einem erfindungsgemäßen System;

Fig. 7 ein herkömmliches Bolzensetzgerät im Schnitt;

Fig. 8A, Fig. 8B und Fig. 8C eine Computersimulation für das Setzen eines um 1 Grad angestellten Bolzens mit einem her kömmlichen Bolzensetzgerät;

Fig. 9 eine weitere Ausführungsform des erfindungs gemäßen Systems Kolben - Bolzen im Schnitt;

Fig. 10 eine noch weitere Ausführungsform des Systems Kolben - Bolzen im Schnitt.

Zunächst soll im folgenden anhand der Fig. 1 und 2 das Grundkonzept der Erfindung näher erläutert werden. Im Anschluß daran werden anhand der Fig. 3 bis 5 verschiedene Ausfüh rungsformen des erfindungsgemäßen Systems und anhand von Fig. 6 ein Setzvorgang mit einem erfindungsgemäßen System beschrie ben.

Das Kräftediagramm von Fig. 1 veranschaulicht die Kräfte vom in Richtung des Pfeiles 17 stoßenden Kolben 10 (entspricht dem Treibkolbenschaft von Fig. 7) auf den gestoßenen Bolzen 9. Der Kolben 10 ist in der Kolbenführungshülse 5 geführt und weist eine Stoßfläche 7 von konischer Geometrie mit einem Öffnungs winkel 18 (α) aus. Der Öffnungswinkel 18 des Konus 20 kann grundsätzlich Werte von 0° < α < 360° annehmen. Hierbei bilden Werte von 0° < α < 360° einen sogenannten Außenkonus und der Wert α 180° eine plane Stoßfläche 7.

Die gesamte Anordnung aus Kolben 10 und Kolbenführungshülse 5 ist zur Achse 19 rotationssymmetrisch. Der Bolzen 9 besitzt bei diesem Beispiel eine plane Stirnfläche 16, und seine Längsachse 19.1 ist aus der Symmetrieachse 19 der Anordnung heraus ausge lenkt. Der Querschnitt des Bolzens 9 ist entweder ebenfalls ro tationssymmetrisch oder besitzt einen regelmäßigen Umriß, wie beispielsweise ein regelmäßiges Vieleck.

Im Kräftediagramm ist die Stoßkraft des Kolbens 10 mit P be zeichnet. Wie aus Fig. 1 zu entnehmen ist, kann die Stoßkraft P in eine Normalkomponente F_N = P × sin (α/2) und eine Tangen tialkomponente F_T = P × cos (α/2) zerlegt werden.

Im Kräftediagramm von Fig. 2 ist zusätzlich zur Normalkompo nente F_N der Stoßkraft P die Reibungskraft R eingezeichnet, die ebenfalls auf den gestoßenen Bolzen 9 durch den Kolben 10 über tragen wird. Die beiden Kräfte F_N und R addieren sich zur über tragbaren Gesamtkraft F, für die gilt:

F = sqrt (F_N ² + R²) = F_N × sqrt (1 + µ²) ; µ = tg (β).

Die übertragbare Gesamtkraft F läßt sich ihrerseits zerlegen in eine Kraftkomponente F_x parallel zur Symmetrieachse 19 der An ordnung und in eine radiale, dazu senkrechte Kraftkomponente F_y. Die Kraftkomponente F_x treibt den Bolzen 9 parallel zur Symmetrieachse 19 in den Werkstoff 23; die Kraftkomponente F_y treibt den Bolzen 9 zurück in eine zentrierte Stellung, in der die Längsachse des Bolzens 9 und die Symmetrieachse 19 der An ordnung zusammenfallen.

Als ein wichtiges Ergebnis der analytischen Berechnungen für die beiden Kraftkomponenten F_x, und F_y - die der Einfachheit und Kürze halber hier nicht näher ausgeführt werden sollen - bleibt festzuhalten, daß die Reibung R zwischen Kolben 10 und Bolzen 9 bei diesen Betrachtungen auch bei großen Reibungskoeffizien ten nur eine untergeordnete, vernachlässigbare Rolle spielt, so daß sich näherungsweise für µ = 0

F_x = P/2 × (1 - cos (α)) und F_y = P/2 × sin (α)

ergibt. Die Voraussetzung dafür ist ein ausreichend starres Verhalten der Stoßfläche 7 des stoßenden Kolbens 10, wobei der Bolzen 9 im Prinzip beliebig ausgebildet sein kann. Für die Reibung zweier Stahlflächen gilt beispielsweise µ = 0,15, so daß obige Formeln eine gute Näherung darstellen.

Weiter ergibt die analytische Betrachtung dieses Problems ein Optimum der Rückstellkraft F_y für einen Öffnungswinkel 18 von α = 90° (Innenkonus) und α = 270°. Dann gilt F_y = 0,35 × P. Im Gegensatz dazu ergibt sich für eine plane Stoßfläche 7 des Kol bens 10, d. h. für α = 180°, keine Kraftkomponente der Rück stellkraft (F_y = 0).

Zusammenfassend bleibt festzuhalten, daß der Reibungseinfluß zwischen Kolben 10 und Bolzen 9 in praktisch allen technisch denkbaren Fällen vernachlässigt werden kann und ein Öffnungs winkel 18 des Konusses 20 der Kolbenstoßfläche 7 von 90° opti mal ist.

Insbesondere bei der in der Praxis auch bei einwandfreier Hand habung der herkömmlichen Bolzensetzgeräte 1 vorherrschenden re lativ kleinen Schräglage des Bolzens 9 in der Größenordnung von l Grad oder weniger - die aber für die Einleitung von Knickvor gängen und damit Versagen des Bolzens 9 absolut ausreichend sind - stellt nur die konische Stoßfläche 7 den Bolzen 9 voll ständig in seine zentrische Symmetrieposition zurück. Bei allen anderen denkbaren Formen geht die Rückstellkraft F_y gerade bei diesen kleinen Achsabweichungen rasch gegen Null. Dieser Um stand ist für die praktische Anwendung von entscheidender Be deutung.

Im folgenden sollen nun verschiedene Ausführungsformen des Systems Kolben 10 - Bolzen 9 beschrieben werden, wie sie sich gemäß den oben dargelegten Überlegungen ergeben.

In den Fig. 3A bis 3C sind drei Beispiele für eine Stoß fläche 7 des Kolbens 10 mit Innenkonus 20.1 dargestellt, wobei der Öffnungswinkel 18 des Innenkonusses 20.1 die bevorzugten 90° beträgt. Der Kolben 10 von Fig. 3A besitzt einen exakten und vollständigen Innenkonus 20.1 und treibt einen Bolzen 9, der einen Bolzenkopf 21 in Form eines Kegelstumpfes aufweist. Der Kegelstumpf hat ebenfalls einen Öffnungswinkel von etwa 90°, so daß sich zwischen Kolbenstoßfläche 7 und Bolzenstirn fläche 16 eine Kontaktfläche ergibt.

An Stelle des spitzen Innenkonusses 20.1 kann auch ein Innenko nus 20.2 in der Form eines Kegelstumpfes verwendet werden. Im Beispiel von Fig. 3B treibt ein solcher Kolben 10 einen Bolzen 9 mit einem Bolzenkopf 21 mit Kugelabschnitten 21.1. Aufgrund der Kugelabschnitte 21.1 an der Bolzenstirnfläche 16 wird der Bolzen 9 vom Innenkonus 20.2 des Kolbens 10 nur tangiert, es bilden sich zwar statisch gesehen keine Kontaktflächen zwischen Kolben 10 und Bolzen 9, aber allein die Materialelastizität sorgt beim dynamischen Setzvorgang in der Regel auch bei leich tem Verkanten und damit einer Linienberührung zum Aufbau aus reichender Kontaktflächen.

Der Innenkonus 20.3 des in Fig. 3C dargestellten Kolbens 10 zeigt eine abgerundete Kegelspitze 20.4, wie sie in der Praxis zumeist einfacher und kostengünstiger herzustellen sein wird. Als Bolzen 9 ist in diesem Fall ein Bolzen mit einem kegelför mig gewölbten Bolzenkopf 21.2, der zum Bolzenschaft hin in einen Kegelabschnitt 21.3 übergeht, gezeigt. Durch die Kegelab schnitte 21.3 am Bolzenkopf 21.2 können hier wieder Kontaktflä chen mit der konischen Stoßfläche 7 des Kolbens 10 gebildet werden.

Bei den in den Fig. 3B und 3C dargestellten Kolbenformen ist selbstverständlich darauf zu achten, daß die gestoßenen Bolzen 9 so ausgebildet sind, daß sie nicht zu weit in den Innenkonus 20.1, 20.2 und 20.3 hineinragen und mit ihrer Spitze das Zen trum des Innenkonusses berühren. Weiter muß bei einem Kolben 10 mit Innenkonus 20.1, 20.2 und 20.3 der Bolzenkopf 21 bzw. der Bolzen 9 einen regelmäßigen oder rotationssymmetrischen Quer schnitt aufweisen, und die Stirnfläche 16 des Bolzenkopfes 21 bzw. des Bolzens 9 sollte konvex ausgebildet sein. Um vom In nenkonus 20.1, 20.2 oder 20.3 des Kolbens 10 erfaßt werden zu können, sollte der Bolzenkopf 21 bzw. die Stirnfläche 16 des Bolzens 9 einen kleineren Öffnungswinkel als der Innenkonus 20.1, 20.2 oder 20.3 aufweisen. Die optimale zentrierende Wir kung des Systems wird bei konischer Stoßfläche 7 des Kolbens 10 und konischer Stirnfläche 16 des Bolzens 9 erreicht, die vor zugsweise beide einen Öffnungswinkel von etwa 90° haben.

Eine zweite Gruppe von möglichen Ausführungsformen der Kolben stoßfläche 7 bildet der Außenkonus 20.5, wie er in den Fig. 4A und 4B dargestellt ist. Der Öffnungswinkel 18.1 des Außen konusses 20.5 beträgt wiederum vorzugsweise 90°. Fig. 4A zeigt einen Kolben 10 mit Außenkonus 20.5 in Form eines Kegelstump fes, wobei analog zum Innenkonus 20.2 von Fig. 3B die plane Stoßfläche 7 des Kegelstumpfes relativ nahe an der gedachten Kegelspitze liegt. Analog zum Innenkonus 20.3 von Fig. 3C kann auch hier die Kegel spitze der Stoßfläche 7 abgerundet sein (Fig. 4B). Als Bolzen 9 ist für beide dargestellten Ausfüh rungsformen des Außenkonusses 20.5 ein Bolzen mit einem Bolzen kopf 21.4 mit Innenkonus 21.5 gewählt.

Die zu dem erfindungsgemäßen System Kolben-Bolzen angestellten allgemeinen Überlegungen zum Innenkonus 20, 20.1, 20.2 und 20.3 des Kolbens 10 gelten entsprechend für den Außenkonus 20.5. Insbesondere sind für den Außenkonus 20.5 Bolzenköpfe 21.4 mit genügend tiefen zentralen Ausnehmungen zu wählen, der Öffnungs winkel des konkaven Bolzenkopfes 21.4 sollte größer als der Öffnungswinkel 18.1 des Außenkonusses 20.5 des Kolbens 10 sein, und eine optimale zentrierende Wirkung wird bei konischer Kol benstoßfläche 7 und konischer Bolzenstirnfläche 16 - vorzugs weise mit einem Öffnungswinkel von jeweils etwa 90° - erreicht.

Als weiteres Ausführungsbeispiel wird anhand von Fig. 5A die Variante eines Kolbens 10 mit konischem Zentrierzapfen 22 an seiner Stoßfläche 7 beschrieben. Der Zentrierzapfen 22 wird vorzugsweise in Form eines Kegelstumpfes ausgebildet, welcher zum Beispiel für Schrauben mit Innensechskant geeignet ist. Mit 17 ist wiederum die Stoßrichtung angezeigt, während analog zu den übrigen Figuren mit 10 der Kolben, mit 9 der Bolzen, mit 21 der Bolzenkopf und mit 24 die konische Ausnehmung im Bolzenkopf 21 bezeichnet ist.

Analog zur Umkehrung der Verhältnisse zwischen Innenkonus und Außenkonus gemäß den Fig. 3A bis 3C und 4A, 4B ist in dem Ausführungsbeispiel von Fig. 5B die Variante eines Kolbens 10 mit einer konischen Ausnehmung 24.1 und einem entsprechend konischen Zentrierzapfen 22.1 dargestellt.

Anhand von Fig. 6 soll im folgenden kurz die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Systems beim Setzvorgang beschrieben werden. Zu Beginn des Setzvorgangs befindet sich der Kolben 10 in der Kolbenführungshülse 5 in der Ausgangsstellung bei 25. Der zu setzende Bolzen 9 ist aus der Symmetrieachse 19 der Anordnung ausgelenkt. Das Bolzensetzgerät 1 dieses Ausführungsbeispiels ist so ausgelegt, daß schon zu Beginn des Setzvorgangs bei der Kontaktierung von Kolben 10 und Bolzen 9 kein Abstand von der Bolzenspitze 28 zur Oberfläche des Werkstoffes 23 besteht.

Beim Bolzensetzen ist es zweckmäßig, und bei größeren Anstell winkeln des Bolzens 9 auch funktionsmäßig notwendig, den Bolzen 9 möglichst in der Nähe der auftreffenden Bolzenspitze 28 aus reichend zu zentrieren, um die Differenz zwischen dem optima len, zentralen Auftreffpunkt 27 und der Bolzenspitze 28 auf der Werkstoffoberfläche möglichst klein zu halten. Auf diese Weise wird der Setzvorgang während des Eindringens des durch den Kol ben 10 zentrierten Bolzens 9 optimiert. In der Kolbenstellung bei 26 ist der Bolzen 9 bereits vollständig in der Anordnung zentriert, und kann somit optimal vollständig in den Werkstoff 23 eingetrieben werden.

Die hier vorgeschlagene Art des kontinuierlich zentrierenden Setzens ermöglicht grundsätzlich auch das Einbringen von zen trierten zylindrischen Bohrungen 29 im Kolben 10, ohne daß da durch eine Einschränkung der Funktionsfähigkeit und der Setz leistung eintritt, wie dies in Fig. 9 dargestellt ist.

3D-Simulationsrechnungen haben gezeigt, daß durch das Einbrin gen einer zentrierten Bohrung 29 bei Beschleunigung des Bolzens 9 keine nennenswerten Erhöhungen der Spannungen sowohl beim Bolzen 9 als auch beim Kolben 10 auftreten. Gerechnet wurde beispielsweise für einen Kolbendurchmesser von elf Millimetern und einen Bohrungsdurchmesser von drei Millimetern.

Die maximal auftretenden Belastungen beim Setzen des Bolzens 9 - hierbei treten die höchsten Spannungen auf - bestimmen die benötigten Flächen im konischen Bereich, um ein plastisches Fließen des Materials oder eine Aufweitung des konischen Berei ches zu vermeiden.

Über derartige Bohrungen 29 im Kolben 10 können zum Beispiel auch die Masse des Kolbens 10 und damit die auftretenden Span nungen beim Beschleunigen des Kolbens 10 und Bolzens 9 verän dert werden. Auch läßt sich das Geschwindigkeitsprofil beim Setzvorgang durch diesen zusätzlichen Variationsparameter op timal verbessern. Weiterhin können sich derartige zentrierte Bohrungen 29 als günstig erweisen, wenn diese beispielsweise einen Stift aufnehmen sollen.

In Fig. 10 ist ein solches Anwendungsbeispiel gezeigt. Hier besitzt der Bolzen 9 an seiner vorderen Stirnfläche 16 einen Zentrierzapfen 31, der unter anderem zum Fixieren des Bolzens 9 im Kolben 10 vor Beginn des eigentlichen Setzvorganges dienen kann. Dies bewirkt eine zentrierte Position des Bolzens 9 vor Beginn des Setzens, während einer möglichen Beschleunigungs phase (freie Flugstrecke vor dem Setzen) und beim eigentlichen Setzvorgang und erleichtert die kontinuierliche Zentrierung, wie es zum Beispiel zu Fig. 3 beschrieben ist. Der Kolben 10 kann alternativ mit einer Bohrung 29 gemäß Fig. 9 oder mit einem Sackloch 30 gemäß Fig. 10 versehen sein.

Das oben beschriebene System Kolben-Bolzen gemäß der vorliegen den Erfindung ist für alle herkömmlichen und denkbaren Bolzen setzgeräte geeignet, wie sie beispielhaft in Fig. 7 darge stellt und im Einleitungsteil beschrieben sind.

Da für verschiedene Bolzenausführungen 9 unterschiedliche Kol ben bzw. Kolbenschäfte 10 für die Zentrierung besonders geeig net sind, ist es vorteilhaft, das jeweilige Bolzensetzgerät 1 mit einem wahlweise austauschbaren Satz von verschiedenen Kol ben bzw. Kolbenschäften 10 auszustatten. Es ist beispielsweise denkbar, den Kolbenschaft 10 fest, aber lösbar, zum Beispiel durch Verschrauben oder durch Bajonettverschluß, mit dem Treib kolben 6 zu verbinden und das Bolzensetzgerät 1 so zu konstru ieren, daß der Kolben 6, 10 für den Nutzer zugänglich gemacht werden kann.

Im Rahmen der Erfindung sind selbstverständlich auch weitere Varianten des Systems und Ausführungsformen von Kolben und Bol zen denkbar, die oben nicht erwähnt wurden. Entscheidend ist die im wesentliche konische Grundform der Kolbenstoßfläche, wobei der Öffnungswinkel des Konus vorzugsweise etwa 90° beträgt.

Es sei abschließend nochmals darauf hingewiesen, daß die Kon stellation konische Kolbenstoßfläche/konischer Bolzenkopf grundsätzlich das Optimum darstellt, auch wenn der Bolzen 9 prinzipiell in bestimmten Grenzen beliebig ausgebildet sein kann.

Claims

1. System zum Setzen von Bolzen, Nägeln, Stiften oder der gleichen Befestigungsmitteln (9), bestehend im wesentlichen aus einem Bolzensetzgerät (1) mit einem geführten Kolben (6,10) und einer Aufnahmeeinrichtung für den zu setzenden Bolzen, Nagel, Stift oder dergleichen (9), wobei die Stoßfläche (7) des Kol bens (6, 10) gegen die zugeordnete Stirnfläche (16) des Bolzens, Nagels oder Stifts (9) wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Stoßfläche (7) des Kolbens (6,10) mit einer während des Setzvorganges kontinuierlich wirkenden Zentrier einrichtung versehen ist.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßfläche (7) des Kolbens (6, 10) und/oder die zugeord nete Stirnfläche (16) des Bolzens, Nagels, Stifts oder der gleichen (9) mit einer während des Setzvorganges kontinuierlich wirkenden Zentriereinrichtung versehen ist bzw. sind.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßfläche (7) des Kolbens (10) einen nach innen oder nach außen verlaufenden, konisch geformten zentralen Bereich aufweist, während die zugeordnete Stirnfläche (16) des Bolzens, Nagels oder Stifts (9) rotationssymmetrisch oder im Querschnitt regelmäßig ist und wahlweise plan, konisch nach innen oder nach außen oder konkav oder konvex geformt ist.

4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßfläche (7) des Kolbens (10) einen Innenkonus (20.1, 20.2, 20.3) oder einen Außenkonus (20.5) bildet.

5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenkonus (20.1, 20.2, 20.3) bzw. der Außenkonus (20.5) der Kolbenstoßfläche (7) ein Kegelstumpf ist.

6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten der konischen Stoßfläche (7) des Kolbens (10) abgerundet sind.

7. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßfläche (7) des Kolbens (10) einen zentrierten konischen Zentrierzapfen (22) auf weist.

8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierzapfen (22) ein Kegelstumpf ist und/oder die Kanten des konischen Zentrierzapfens (22) abgerundet sind.

9. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungswinkel (18, 18.1) der konischen Stoßfläche (20, 22) des Kolbens (10) etwa 90° beträgt.

10. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßfläche (16) des Bolzens (9) einen zentrierten, kon ischen Zentrierzapfen (22.1) aufweist.

11. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierzapfen (22.1) ein Kegelstumpf ist und/oder die Kanten des konischen Zentrierzapfens (22.1) abgerundet sind.

12. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierwinkel der Zentrierzapfen (22, 22.1) etwa 90° beträgt.

13. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (16) des Bolzens (9) konisch ausgebildet ist.

14. System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (16) des Bolzens (9) einen Innenkonus oder einen Außenkonus bildet.

15. System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenkonus bzw. der Außenkonus der Bolzenstirnfläche (16) ein Kegelstumpf ist.

16. System nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten der konischen Bolzenstirnfläche (16) abgerundet sind.

17. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (16) des Bolzens (9) Kugelabschnitte auf weist.

18. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungswinkel der konkaven Stirnfläche (7,16) von Kolben (10) oder Bolzen (9) größer als der Öffnungswinkel der konvexen Stirnfläche (7,16) von Bolzen (9) bzw. Kolben (10) ist.

19. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungswinkel der Bolzenstirnfläche (16) etwa 90° beträgt.

20. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (10) eine zentrierte, durchgehende Bohrung (29) aufweist.

21. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (10) eine zentrierte Sackbohrung (30) aufweist.

22. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (9) an seiner vorderen Stirnfläche (16) einen zentrierten Zapfen (31) aufweist.

23. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (6, 10) oder Teile des Kolbens (6,10) wahlweise austauschbar im Bolzensetzgerät (1) montiert sind.