DE2159895C3 - Brennkraftbolzensetzer der Schubkolbenbauart - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brennkraftbolzensetzer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein gattungsgemäßer Brennkraftbolzensetzer ist aus der DE-AS 1478 924 bekannt. Dieser Brennkraftbolzensetzer weist eine Kompressionskammer zum Abbremsen des Schubkolbens auf, die unabhängig von einer größeren oder kleineren Eintreibkraft des Schubkolbens einen gleichen Anfangskompressionsdruck hat. Hierdurch kann bei sehr hoher Eintreibkraft das Abbremsen des Schubkolbens und der Rückstoß noch relativ hart erfolgen.

Auch in der US-PS 2 877750 ist bereits ein Brennkraftbolzensetzer der Schubkolbenbauart beschrieben, bei dem eine Kompressionskammer eine Abbremsung des Schubkolbens bewirkt. Jedoch kann bei der Entwicklung einer zu großen Eintreibkraft in diesem Brennkraftbolzensetzer der Schubkolben an der mündungsseitigen Fläche der Kompressionskammer zurückprallen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Brennkraftbolzensetzer der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, dessen Schubkolben besser abgebremst wird, und wobei der Bolzensetzer zugleich einen verminderten Rückstoß aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der Brennkraftbolzensetzer erfindungsgemäß so gestaltet, wie in den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 angegeben.

Zwar ist bereits aus der US-PS 3044071 ein Verbindungskanal zwischen einer mündungsseitigen Stirnseite und einer ladeöffnungsseitigen Stirnseite eines Schubkolbenzylinders bekannt. Dieser Verbindungskanal hat jedoch die Funktion, zusammen mit anderen Kanälen einen Durchgang für die Explosionsgase nach außen zu schaffen. Eine Verbindung zu einer Kompressionskammer wird dadurch jedoch nicht geschaffen.

Der erfindungsgemäße Brennkraftbolzensetzer eignet sich besonders zum Eintreiben von Bolzen oder ähnlichen Befestigungsmitteln in Mauerwerk, Beton, Holz, Stahl oder dergleichen. Mit der erfindungsgemäßen Konstruktion wird in einfacher Weise eine Verbindung zwischen den an der mündungsseitigen und der Iadeöffnungsseitigen Stirnseite des Schubkolbenkopfes angrenzenden Räumen, nämlich der Kompressionskammer und der Expansionskammer des Brennkraftbolzensetzers, geschaffen, so daß hierdurch ein allmählicher Aufbau und Abbau des Pufferungsdrucks für den Schubkolben erfolgen kann. Die Abbremsung des Schubkolbens und die Dämpfung des Rückstoßes wird damit verbessert. Durch die Verwendung einer gasdicht abschließenden Buchse kann eine hohe Wartungsfreundlichkeit erreicht werden.

Vorzugsweise besteht der Verbindungskanal aus

•to einer Axialnut, so daß zwischen Expansionskammer und Kompressionskammer günsiige Strömungsverhältnisse erreicht werden können.

Zweckmäßigerweise wird die Axialnut von einer Umfangsnut für die Aufnahme eines radial geschlitzten Schubkolbenrings geschnitten, wobei die Breite des Schlitzes der Breite der Axialnut entspricht und der Schlitz fluchtend zur Axialnut gehalten ist. Durch diese Ausbildung können einerseits die Gleiteigenschaften des Schubkolbens, in gewünschter Weise beeinflußt werden und der Fluidaustausch zwischen den an den Schubkolbenkopf angrenzenden Räumen möglichst direkt und ohne Umlenkung durchgeführt werden.

Wenn der Brennkraftbolzensetzer vorteilhafterweise gemäß Anspruch 4 weitergebildet ist, kann die Dämpfung des Rückstoßes wesentlich verbessert werden.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand teilweise schematischer Zeichnungen eines Ausführungsbei-Spieles noch näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise geschnitte Seitenansicht eines Brennkraftbolzensetzers,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 von Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 von Fig. 1, Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 von Fig. 1, und

Fig. 5 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Brennkraftbolzensetzers von Fig. 1, kurz nachdem er

abgefeuert worden ist.

Der in Fig. 1 gezeigte Brennkraftbolzensetzer hat ein Gehäuse 2, einen rohrförmigen vorderen Teil 4 und einen hinteren Teil 6. Der rohrförmige Teil 4 umfaßt eine längliche Öffnung 8 für das Einsetzen der Treibladung. Im hinteren Teil 6 de.s Gehäuses 2 befindet sich eine Zündeinrichtung 10 sowie ein Pistolengriff 12 und eine Schutzeinrichtung 14 für den Abzug.

Die Zündeinrichtung 10 umfaßt einen Verschlußboden 16, in dem sich eine kegelstumpfförmige Öffnung 18 befindet. Hinter dem Verschlußboden 16 ist ein axial verschiebbarer Schlagbolzen 20 im Gehäuse 2 befestigt. Der Schlagbolzen 20 hat einen kegelstumpfförmigen Vorsprung 22, ein Hauptte.il 24 und ein nach hinten verlaufendes Stangenteil 26. Der Schlagbolzen 20 wird mittels einer geeigneten Feder 28 nach vorne gedruckt. Ein Rastelement 30 führt in radialer Richtung vom Hauptteil 24 des Schlagbolzens 20 nach unten. Das Rastelement 30 ist mittels einer geeigneten Feder 32 nach außen vorgespannt.

Eine Spannstange 34 ist zwecks Vor- und Rückbewegung im hinteren Teil 6 des Gehäuses 2 angebracht und umfaßt einen vorderen Teil 36, der sich durch den Verschlußboden 16 in den rohrförmigen vorderen Teil 4 des Gehäuses 2 erstreckt. Die Spannstange 34 wird mittels einer geeigneten Feder 38 nach vorne vorgespannt. In der Spannstange 34 befindet sich auch eine längliche Öffnung 40, durch die das Rastelement 30 des Schlagbolzens 20 hindurchgehen kann.

Ein Abzug 42 mit einem Abzugsteil 44 ist über der Schutzeinrichtung 14 für den Abzug mittels eines Drehbolzens 46 drehbar gelagert. Der Abzug 42 wird mittels eines Federteils 48 elastisch federnd von der Abfeuerstellung weggedrückt. Im rohrförmigen Teil 4 des Gehäuses 2 ist eine Laufanordnung 50, die vor- und rückwärts bewegbar ist, angebracht. Die I.aufanordnung 50 erstreckt sich von dem Mündungsende des Teils 4 aus. In der Laufanordnung 50 befindet sich ein Lauf 52 mit einer Laufbohrung 54. Der Lauf 52 umfaßt an seinem Verschlußende eine Patronenaufnahmekammer 56 zur Aufnahme einer Treibladung 58. Die Laufanordnung 50 umfaßt weiterhin eine Mündungsbuchse 60 mit einer Bohrung 62, deren Durchmesser geringer ist als der der Laufbohrung 54. Die Mündungsbuchse 60 ist im vorderen Ende des Laufs 52 eingeschraubt. Ein Mantel 64 umgibt das Mündungsende des Laufs 52 und besitzt einen nach innen gerichteten Flansch 66, der sich zwischen der vorderen Stirnseite 68 des Laufs 52 und einer Schulter 70 an der Außenseite der Mündungsbuchse 60 befindet.

Ein Schubkolben 72 ist vor- und rückwärts bewegbar in der Laufanordnung 50 angebracht. Der Schubkolben 72 umfaßt einen vergrößerten, im allgemeinen zylindrischen Schubkolbenkopf 74, dessen Außenfläche im Gleitsitz in der Laufbohrung 54 sitzt, und einen länglichen, zylindrischen Schubkolbenschaft 76 kleineren Durchmessers, der vom Schubkolbenkopf 74 nach vorne reicht. Der Schubkolbenschaft 76 umfaßt einen abgeschrägten P .: vidi 78, der sich zu einem Teil 79 verjüngt, dessen Durchmesser dem Innendurchmesser der Mündungsbuchse 60 entspricht. Der sich verjüngende Bereich 78 ist für das Anliegen einer Abschrägung 80 im hinteren Ende der Mündungsbuchse 60 bestimmt, damit der Schubkolben 72 im Falle eines über den vorbestimmten Punkt gebenden Hubs gestoppt wird.

Die Außenfläche des Schubkolbenkopfs 74 weist eine Umfangsnut 81 auf, in der ein geschlitzter Schubkolbenring 82 befestigt ist. Ferner ist die Außenfläche des Schubkolbenkopfs 74 mit einer Axialnut 84 versehen Der Schubkolbenring 82 besitzt einen so in den Schubkolbenkopf 74 eingedrehten Teil 85, daß er so gelagert ist, daß sein Schlitz bzw. Spalt in der Axialnut 84 zu liegen kommt. Hierdurch ist zwischen dem kammerartigen Raum hinter der ladeöffnungsseiligen

ίο Stirnseite 86 des Schubkolbens 72, auf die die Gase wirken, und dem vor der mündungsseitigen Stirnseite 88 des Schubkolbenkopfs 74 liegenden kammerartigen Raum eine Verbindung hergestellt.

In dem Lauf 52 ist eine Buchse 90 angebracht, die mündungsseitig einen Außenflansch 92 besitzt, der zwischen dem hinteren Ende der Mündungsbuchse 60 und einer Schulter 94 im Lauf 52 angeordnet ist, um die Buchse 90 im Brennkraftbolzensetzer lagefixiert zu halten. Zwischen dem Außenflansch 92 und der Schulter 94 ist ein Kautschuk-O-Ring 93 gepreßt, der als Gasdichtung wirkt. Der Kautschuk-0-R.ing 93 hält das Gewinde zwischen Mündungsbuchse 60 und Lauf 52 sauber und führt zu einer Reibungsarretierung des Gewindes, so daß ein Lösen der Mündungsbuchse 60 infolge Vibration verhindert wird. Die Buchse 90 besitzt eine Vielzahl von Gasaustrittsöffnungen 95, die mit Gasaustrittsöffnungen 97 im Lauf 52 fluchten. Beim Mantel 64 ist ein Teil des hinteren Randes abgeschnitten, wie es bei 99 gezeigt ist, um einen Gasaustrittsweg zu schaffen. Das hintere Ende der Buchse 90 besitzt einen Innenflansch 96, der den Schubkolbenschaft 76 im Gleitsitz führt. Sowohl die Innenfläche des Innenflansches 96 als auch die an das hintere Ende angrenzende Außenfläche der Buchse 90 besitzen Umfangsnuten 98, die als Gasdichtungen wirken.

Die Außenfläche des Laufs 52 besitzt eine sich axial erstreckende Nut 100, die gerade, parallele Seitenwände besitzt. Das hintere Ende der Nut 100 wird durch eine quer verlaufende Nut 102 gekreuzt, die auch gerade, parallele Seitenwände besitzt. Ein Sperrteil 104 sitzt in einem Gehäuse 106 am Brennkraftbolzensetzer 2 und ist mittels einer Feder 108 gegen die Nut 100 vorgespannt. Die Breite der Nut 102 ist geringer als die sich von vorne nach hinten erstrekkende Abmessung des Teils 109 des Sperrteils 104. um ein Verdrehen des Laufs relativ zum Gehäuse zu verhindern, wenn sich der Lauf in seiner bezüglich des Gehäuses vorderen Stellung befindet. Die Mündungsbuchse 60 kann einen Axialschlitz aufweisen, der bis zur Innenfläche in ihrem vorderen Ende reicht. Eine zum Beispiel aus Draht bestehende Feder kann mit einem, um die Außenfläche der Mündungsbuchse 60 gelegenen Teil und einem gebogenen Endteil, das in den Innenbereich des Axialschlitzes vorsteht, vorgesehen sein. Die Feder dient dann dazu, z. B. eine Scheibe, die auf dem Schaftteil eines Bolzens sitzt, im Mündungsende des Brennkraftbolzensetzers elastisch in Lage zu halten.

Vor der Benutzung befindet sich der Schubkolben 72 normalerweise in seiner vorderen, wie in Fig. 5 gezeigten Lage. Zu diesem Zeitpunkt kann ein Befestigungselement, z. B. ein Bolzen, in die Mündungsbuchse 60 des Brennkraftbolzensetzers eingeführt

(,5 werden, bis die am Bolzen sitzende Scheibe mit dem gebogenen Endteil der Feder in Eingriff kommt und den Bolzen lagefixiert. Beim Einsetzen des Bolzens in den Brennkraftbolzensetzer wird der Schubkolben

72 in seine Feuerbereitschaftsstellung zurückgeführt, wodurch gleichzeitig eine Einstellung der Treibkraft erreicht wird. Das Volumen des Raumes zwischen der Wand der Stirnseite 86 des Schubkolbenkopfs 74 und der Patronenaufnahmekammer 56 legt die Eintreibkraft fest. Je größer das Anfangsvolumen dieses Raums ist, desto geringer ist die Eintreibkraft. Je langer der Bolzen ist, desto weiter wird der Schubkolben 72 nach hinten geschoben, wenn der Bolzen in die Mündungsbuchse 60 eingeführt wird. Auf diese Weise wird durch einen größeren Bolzen das Anfangsvolumen in dem Raum hinter der Stirnseite 86 kleiner, wodurch eine Eintreibkraft erzeugt wird, die größer ist als diejenige bei Verwendung eines kürzeren Bolzens. Andererseits wird bei einem kürzeren Bolzen, der eine geringere Eintreibkraft erfordert, der Raum größer sein.

Die Nuten 100 und 102 im Lauf 52 reichen nicht bis in die Laufbohrung 54. Dadurch weist sowohl der kammerartige Raum hinter dem Schubkolbenkopf 74 als auch der Raum vor dem Schubkolbenkopf 74 keine öffnungen auf. Hierdurch wird erreicht, daß der Brennkraftbolzensetzer weniger Geräusch entwickelt als Brennkraftbolzensetzer, deren Kammern bzw. Räume mit Öffnungen, z. B. mit einem Schlitz für die Aufnahme eines Sperrteils für die Schubkolbenrückführung und die Laufführung, versehen sind.

Nach Einführung des Bolzens wird der Brennkraftbolzensetzer in die Lage mit offenem Verschluß gebracht, so daß die Patronenaufnahmekammer 56 für das Einsetzen einer neuen Patrone freiliegt. Dies wird dadurch erreicht, daß die Laufanordnung 50 gegenüber dem Gehäuse 2 nach vorne gezogen wird, bis der Teil 109 des Sperrteils 104 am Ende der Nut 100 anliegt. Durch die quer verlaufende Nut 102, die das Ende der Nut 100 kreuzt, wird ein gerader Wandteil geschaffen, an dem eine planare Fläche des Sperrteils 104 anliegt. Dadurch entsteht an beiden Flächen Flächenkontakt. Durch diese Ausführung werden Grate und Kanten verhindert, die dann entstehen können, wenn eine oder beide Flächen rund wären, und nur Kontakt längs einer Linie vorhanden wäre.

Zum Abfeuern des Brennkraftbolzensetzers muß die Bedienungsperson an dem Gehäuse 2 angreifen und es herabdrücken, so daß es relativ zur Laufanordnung 50 nach vorne bewegt wird. Dadurch berührt die Spannstange 54 das hintere Ende des Laufs 52, so daß das Gehäuse 2 relativ dazu nach vorne bewegt wird. Durch das Rastelement 30, das sich in die Öffnung 40 der Spannstange 34 erstreckt, wird das Gehäuse 2 in bezug auf den zur Zündung der Treibladung dienenden Schlagbolzen 20 nach vorne bewegt, bis die vordere Stirnseite des Verschlußbodens 16 die hintere Oberfläche der Lauf anordnung50 berührt Zu diesem Zeitpunkt ist das Rastelement 30 zu dem Abzugsteil 44 des Abzugs 42 so fluchtend ausgerichtet, daß durch Betätigung des Abzugs 42 das Abzugsteil 44 das Rastelement 30 aus der Öffnung 40 in der Spannstange 34 freigibt, und der Schlagbolzen 20 durch die Wirkung seiner Feder 28 nach vorne schießt, bis sein Vorsprung 22 durch die kegelstumpfförmige Öffnung 18 in den Verschlußboden 16 ragt und die Zündung der Treibladung 58 auslöst.

Die durch Zündung der Treibladung 58 entstandenen Gase wirken auf die hintere Stirnseite 86 des Schubkolbens 72, wodurch der Schubkolben 72 nach vorne und der Bolzen in die Oberfläche des Werkstücks getrieben wird. Während sich der Schubkolben 72 nach vorne bewegt, tritt ein Teil der Gase hinter der hinteren Stirnseite 86 durch die Axialnut 84 in den Raum zwischen der vorderen Stirnseite 88 des Schubkolbenkopfes 74 und der hinteren Stirnwand des Innenflansches 96 der Buchse 90. Wenn der

ίο Schubkolben 72 sich seiner vorderen Endstellung nähert, wie in Fig. 5 gezeigt, ist der Raum vor dem Schubkolbenkopf 74 kleiner als der Raum hinter der rückwärtigen Stirnseite 86. Die in dem vorderen Raum eingeschlossenen Gase dienen dazu, den

is Schubkolbenstoß nach Beendigung seiner Hubbewegung zu puffern. Während der Schubkolben 72 sich vorwärts bewegt und die Gase auf die Buchse 90 wirken, die einen Teil der Laufanordnung des Brennkraftbolzensetzers darstellt, dienen die eingetretenen Gase überdies dazu, die Mündungsbuchse 60 des Brennkraftbolzensetzers gegen die Werkstückoberfläche zu drücken. Dieses Merkmal, verbunden mit der Tatsache, daß die vorwärtsgerichtete Kraft der Gase auf den Innenflansch 96 der Buchse 90 im Lauf 52 die nach hinten gerichtete Kraft der auf die Patronenkammer 58 wirkenden Gase aufheben möchte, verringert den Rückstoß des Brennkraftbolzensetzers. Wenn die Laufanordnung 50 bei Beendigung des Zündhubs dazu neigt, sich relativ zum Schubkolben 72 von der Werkstückoberfläche zu entfernen, legt sich der abgeschrägte Bereich 80 in der Mündungsbuchse 60 zusätzlich an den sich verjüngenden Bereich 78 des Schubkolbens 72 an. Da das auf die Patronenkammer 56 wirkende Gas, das dazu neigt, die Laufan-Ordnung 50 vom Werkstück fortzubewegen, auch auf den Schiibkolben 72 wirkt, wodurch der Schubkolben in die entgegengesetzte Richtung gedrückt wird, wird, wenn die Mündungsbuchse 60 an dem Schubkolben 72 anliegt, die auf die Laufanordnung 50 wirkende rückwärts gerichtete Kraft aufgehoben. Der Brennkraftbolzensetzer ist insgesamt so ausgelegt, daß ein Bolzen von der Nullage, d. h. von einer Lage abgefeuert wird, in welcher die Spitze des Bolzens im wesentlichen mit der Vorderseite der Mündungsbuchse 60 in einer Ebene liegt. Das bedeutet, daß die Spitze des Bolzens gegen die Werkstückoberfläche gerichtet ist, wenn der Brennkraftbolzensetzer auf die Werkstückoberfläche aufgesetzt wird. Die Ausbildung der Vorderseite des Schubkolbens 72 mit einer darin befindlichen Sackbohrung ermöglicht die Verwendung des Brennkrafthplzensetzers zum Eintreiben von Bolzen mit Gewindekopf. Ein abgeschrägter Teil der Sackbohrung dient als Führung beim Einführen des Gewindekopfes in die Sackbohrung, während ein zylindrischer Teil als Halterung dient. Durch die konische Form am Ende der Sackbohrung wird auf den Bolzen eine Druckkraft ausgeübt, wodurch das Bolzenende in den konischen Teil der Sackbohrung gepreßt wird. Das verhindert nicht nur Schaden am Gewinde des Bolzens, sondern bewirkt auch, daß der am Ende des mit einem Gewinde versehenen Bolzens konisch geformte Teil als eine Einführfassung dient, wodurch eine mit Gewinde versehene Mutter ohne Schwierigkeiten auf den Bolzen aufgeschraubt werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

ab) Patentansprüche:

1. Brennkraftbolzensetzer der Schubkolbenbauart mit einem im Gehäuse längsverschiebbar gelagerten Lauf und einer zwischen dem Schubkolben sowie einer seinen Schubkolbenschaft werkstückseitig umgebenden Buchse angeordneten Kompressionskammer zum Abbremsen des Schubkolbens, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die den Schubkolbenschaft (76) umgebende Buchse (90) einer Miindungsbuchse (60) vorgelagert ist, wobei sie

aa) mit einem den Schubkolbenschaft gasdicht umschließenden Innenflansch (96) versehen ist und

mündungsseitig einen Außenflansch (92) aufweist, der in der Laufbohrung (54) befestigt ist;

b) ein Verbindungskanal (84) die an der mündungsseitigen Stirnseite (88) und der ladeöffnungsseitigen Stirnseite (86) des Schubkolbenkopfes (74) angrenzenden Räume (zwischen 54, 96, 88 und zwischen 54, 86, 56) verbindet.

2. Brennkraftbolzensetzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal (84) im Schubkolbenkopf (74) aus einer Axialnut (84) besteht.

3. Brennkraftbolzensetzer nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine die Axialnut (84) schneidende Umfangsnut (81) für die Aufnahme eines radial geschlitzten Schubkolbenrings (82), wobei die Breite des Schlitzes der Breite der Axialnut (84) entspricht und der Schlitz fluchtend zur Axialnut (84) gehalten ist.

4. Brennkraftbolzensetzer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schubkolbenschaft (76) einen sich verjüngenden Bereich (78) hat und daß in der Mündungsbuchse (60) ein sich mündungsseitig entsprechend verjüngender Bereich (80) so vorgesehen ist, daß die Bereiche (78, 80) bei der Rückführbewegung von Lauf (52) und Mündungsbuchse (60) relativ zum Schubkolben (72) nach dem Eintreiben eines Bolzens aneinanderliegen.