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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Eintreibgerät für Befestigungsmittel zur
Befestigung eines Gegenstandes an einem Trägermaterial, mittels eines Vortreibkolbens,
der ausgestaltet ist, um in einem Rohr durch die Wirkung von Verbrennungsgas
einer Patrone, die in einer Verbrennungskammer des Rohres untergebracht ist, nach
vorne getrieben zu werden, und das entlang des Vortreibkolbens eine
Rückholkammer umfasst mit einem vorderen Raum, abgeschlossen von einer stirnseitigen
Oberfläche des Vortreibkolbens, und einem hinteren Raum, der so ausgestaltet ist,
daß er nach einer ersten Verschiebung des Vortreibkolbens nach vorne mit der
Verbrennungskammer in Verbindung steht, um sodann und nach in Verbindung setzen
der beiden Räume, von dem vorderen Raum getrennt zu werden, und daß der
Vortreibkolben in dem Rohr nach hinten zurückgeholt wird.
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Ein solches Gerät kennt man schon durch das europäische Patent EP-A-0 223 740.
Aber in dem Gerät dieses Schriftstückes kann die Trennung der beiden hinteren und
vorderen Räume erst nach der Verschiebung gegeneinander einer Führungsbuchse
für das Befestigungsmittel und einem Auflagerohr erfolgen, das heißt, entweder
während eines Zurückstoßens des Gerätes oder wenn das Gerät mit einem Verschluß
ausgerüstet ist, der durch die Wirkung der Verbrennungsgase zurückgestellt wird.
Wenn die. Bedienungsperson das Gerät während des Abschießens kräftig hält, wird
das Gerät nicht zurückstoßen, und ein Gerät mit einem beweglichen Verschluß zu
versehen, ist nicht sehr einfach. Außerdem setzen sich ohne Zurücksetzen des
Gerätes oder des Verschlusses die Gasdrucke in den beiden vorderen und hinteren
Räumen ins Gleichgewicht, ohne daß irgendwelche Gase aus dem Gerät hinaus
entweichen, bei jeder Stellung die der Vortreibkolben auch einnimmt.
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Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, ein derartiges Gerät zu vereinfachen, um
dessen vorerwähnten Nachteile zu beseitigen.
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Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung ein Gerät der nachstehend definierten Art,
gekennzeichnet durch den einen oder den anderen der unabhängigen Ansprüche 1
und 4.
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Beidem Gerät der Erfindung dient daher der Vortreibkolben, und ausschließlich der
Vortreibkolben, als Verschlußklappe, mit dem Ergebnis einer gesicherten Rückkehr
des Vortreibkolbens in die Initialposition.
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Andere kennzeichnende Merkmale werden in den Unteransprüchen 2, 3
beziehungsweise 5, 6 beschrieben.
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In einem Fall kann die innere Verbindungs-Auskehlung des Rohres sich axial in
einer Länge gleich dem Unterschied zwischen der zweiten Verschiebung und der
zwischenzeitlichen Verschiebung des Vortreibkolbens, vermehrt um die axiale
Dicke des Vortreibkolbenkopfes, erstrecken.
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Noch bevorzugter verlängert sich die Verbrennungskammer des Rohres in eine
Düse, die nach vorne hervorsteht und so ausgestaltet ist, daß sie sich in die hintere
Schürze des Vortreibkolbenkopfes einführt.
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In dem anderen Fall kann der Vortreibkolben einen Kopf umfassen, der durch einen
nach hinten hervorstehenden Fortsatz verlängert ist, der so ausgestaltet ist, sich in
die Verbrennungskammer einzuführen.
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Man wird bemerken, daß das amerikanische Patent US-A-2 877 750 ein Gerät lehrt,
das gewisse Ähnlichkeiten mit demjenigen der vorliegenden Anmeldung aufweist,
dessen Zielrichtung jedoch seinen Mechanismus zur Stoßdämpfung des Vortreibkolbens
betrifft, der verschieden von einem Mechanismus zur Zurückholung des
Vortreibkolbens ist.
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Die Erfindung wird mit Hilfe der folgenden Beschreibung von zwei
Ausführungsformen des Gerätes besser verständen werden, mit Bezug auf die beigefügte
Zeichnung, in der
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die Fig. 1 eine Ansicht im Längsschnitt der ersten Ausführungsform des Gerätes ist,
unmittelbar vor dem Initialisieren;
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die Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht ist, mit dem Vortreibkolben in
einer zwischenzeitlichen Stellung;
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die Fig. 3 eine den vorhergehenden entsprechende ist, nach unvollständiger
Zurückkehr des Vortreibkolbens und vor dem Absetzen des Gerätes;
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die Fig. 4 eine Ansicht im Längsschnitt der zweiten Ausführungsform des Gerätes
ist, unmittelbar vor dem Initialisieren;
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die Fig. 5 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht ist, mit dem Vortreibkolben in
einer zwischenzeitlichen Stellung;
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die Fig. 6 eine den vorhergehenden entsprechende ist, gerade vor dem
Zurückkehren des Vortreibkolbens.
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Das Gerät der Fig. 1 bis 3 umfasst, zusammenhängend mit einem Griff 1, eine
Vorrichtung zum Initialisieren 2, eine Vorrichtung zum Durchstoßen 3, nicht
abgebildete Mittel zum Aufnehmen und zum Vorwärtsbewegen einer runden Scheibe 4 zum
Laden von Patronen 11 und eine Einheit 5 zum Eintreiben eines Befestigungsmittels
6 in einem Trägermaterial 7.
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Die Einheit zum Eintreiben 5 umfasst ein Rohr 9 mit einer Achse 20 in einer an dem
Griff angebrachten zylindrischen Röhre 8, in dem Rohr 9 einen Vortreibkolben 10,
einen auf die Vorderseite des Rohres aufgeschraubten Führungsträger 12 und in dem
Träger 12 eine Führung des Befestigungsmittels 13.
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Vorne an dem Rohr und hinter dem Führungsträger 12 ist ein Element 29 zur
Stoßdämpfung des Vortreibkolbens angebracht.
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Hinter dem Rohr 9 befindet sich eine Verbrennungskammer 15, die sich in eine
innere Buchse 16 in Form einer nach vorne in den Hauptteil des Rohrs
vorspringenden Düse verlängert.
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Der Vortreibkolben 10 umfasst einen Kopf 17, einen vorderen Stift 18 und, eine
hintere Schürze 19, in deren Inneres sich die innere Buchse 16 des Rohrs einführen
kann.
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Eine Vielzahl von axialen Auskehlungen 21 sind in dem inneren Rand des Rohrs 9
ausgespart, an einer Stelle und mit einer Länge, die später erörtert werden wird. Die
hintere Schürze 19 des Vortreibkolbens umfasst eine seitliche äußere ringförmige
Aussparung 22 derart, daß der äußere Durchmesser der Schürze kleiner ist als der
Durchmesser des Kopfes 17 und diese Schürze in ihrem hinteren Teil von einem
Durchlaß 23 durchbohrt ist. Es könnten im Übrigen mehrere Durchlässe vorhanden
sein.
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Das Rohr umfasst auch eine seitliche ringförmige äußere längliche Aussparung 24,
die einesteils über einen in den hinteren Teil des Rohres 9 gebohrten Durchlaß 25 in
die Bohrung des Rohrs mündet, hier in der axialen Länge der Düse 16, und
andererseits in das Äußere des Gerätes, wenn es in der Öffnungsstellung ist, mittels eines
Durchlasses 26, der in die zylindrische Rohrhalterungsröhre 8 gebohrt ist, und einer
seitlichen ringförmigen äußeren länglichen Aussparung 27, die in der Föhre 8
ausgespart ist.
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So wie sie hier ausgespart sind, definieren das Rohr und der Vortreibkolben eine
Rückholkammer für den Vortreibkolben entlang des Vortreibkolbens um diesen
herum, mit einem vorderen und einem hinteren Raum.
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Der vordere Raum 30 ist zwischen dem Stift 18 des Vortreibkolbens und dem Teil
des Rohres vor den Auskehlungen 21 ausgespart; er wird von der vorderen
stirnseitigen Oberfläche 28 des Vortreibkolbenkopfes 17 abgeschlossen.
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Der hintere Raum wird im Wesentlichen von der ringförmigen Aussparung 22 um
die Schürze 19 des Vortreibkolbens herum gebildet.
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Der hintere Raum 22 der Rückholkammer kann mit der Verbrennungskammer 15
über den Durchlaß 23 in Verbindung stehen, und die beiden Räume vorne 30 und
hinten 22 können untereinander über die Auskehlungen 21 des Rohres in
Verbindung stehen.
Arbeitsweise des Gerätes
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Das Rohr 9 kann sich in der Rohrhalterungsröhre 8 zwischen einer vorderen
Stellung, im Anschlag auf eine Scheibe 31 am Grund eines auf die Röhre 8 geschraubten
Rings 32, und einer hinteren Stellung im Andruck gegen ein vorderes Widerlager 33
des Gehäuses des Laders 4 hin und her bewegen.
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Der Vortreibkolben 10 kann sich mit einem vorderen verjüngten Teil seines Stiftes
18 in der Bohrung der Befestigungsmittelführung 13 hin und her bewegen.
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Mit seinem Kopf 17 kann er sich in dem Rohr 9 und mit der Schürze 19 auf der
inneren Buchse 16 des Rohres hin und her bewegen. Die Befestigungsmittelführung
13 kann sich unter oder gegen die Wirkung einer Feder 14 in ihrer Halterung 12
zwischen dem Stoßdämpfungselement 29 und dem vorderen Ende 35 der Halterung
12 hin und her bewegen.
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Nachdem man ein Befestigungsmittel 6 in die Befestigungsmittelführung 13
eingeführt und Patronen 11 in dem Lademittel 4 untergebracht hat, drückt man das Gerät
gegen die Unterlage 7. Die Befestigungsmittelführung 13 bewegt sich nach hinten,
drückt die Feder 14 zusammen, kommt zum Anschlag gegen das
Stoßdämpfungselement 29 und drückt so das Rohr 9 nach hinten, was das System zum Initialisieren
2 betätigt und eine Patrone 11 in die Verbrennungskammer 15 bringt.
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Nach dem Initialisieren steigt der Druck der Gase in der Düse 16 und der
Vortreibkolben 10 wird so nach vorne getrieben. Wenn die hintere Oberfläche 36 des
Vortreibkolbenkopfes 17 eine erste Entfernung I zurückgelegt hat und daher der
Durchlaß 23 seiner hinteren Schürze 19 am Ort des vorderen Endes der Düse 16 anlangt,
beginnen die Gase unter hohem Druck durch den Durchlaß 23 aus der
Verbrennungskammer in den hinteren Raum 22 der Rückholkammer zu entweichen. Bei
fortgesetzter Bewegung des Vortreibkolbens werden die beiden Räume vorne 30
und hinten 22 in Verbindung gesetzt, wenn die hintere Oberfläche 36 des
Vortreibkolbenkopfes 17 an dem Ort der hinteren Enden der Auskehlungen 21 ankommt.
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Alle zur Verfügung stehenden, stark komprimierten Gase werden in den Raum 30
gelenkt. In diesem Augenblick hat der Vortreibkolben seit dem Beginn seiner
Verschiebung eine zwischenzeitliche Entfernung zurückgelegt. Mit Bezug vor allem auf
die Fig. 2 wird man bemerken, daß diese zwischenzeitliche Entfernung nur sehr
wenig größer ist als die erste Entfernung I. Man könnte im Übrigen schließen, diese
beiden Entfernungen seien gleich. Die Verbrennungsgase entweichen also in den
vorderen Raum 30, und dies bis der Vortreibkolben seit dem Beginn seiner
Vorwärtsbewegung eine zweite Entfernung zurückgelegt hat und die stirnseitige vordere
Oberfläche 28 an dem Ort der vorderen Enden der Auskehlungen 21 anlangt und der
Vortreibkolben auf diese Weise, wie eine Verschlußklappe, den hinteren Raum 22
von dem vorderen Raum 30 trennt.
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Man wird hier bemerken, daß sich die Auskehlungen 21 axial über eine Länge
gleich dem Unterschied zwischen der zweiten Verschiebung und der
zwischenzeitlichen Verschiebung des Vortreibkolbens erstrecken, vermehrt um die axiale
Dicke des Vortreibkolbenkopfes 17.
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Der Vortreibkolben setzt seine Bewegung nach vorne fort und komprimiert dabei die
in dem vorderen Raum 30 eingefangenen Gase, bis zuerst die hintere Schürze 19 des
Vortreibkolbens den in das Rohr gebohrten Durchlaß 25 freilegt und die Gase des
hinteren Raumes 22 in die Atmosphäre entweichen lässt, und bis dann durch die
eigene Energie des Vortreibkolbens das Befestigungsmittel 6 in der Unterlage 7
befestigt wird (Fig. 3).
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Unter dem Druck der Gase in dem vorderen Raum 30 wird sodann der
Vortreibkolben nach hinten in die Initialposition zurückgeholt, wobei die Rückkehr durch die
Verbindung des hinteren Raums 22 mit dem Äußeren des Gerätes erleichtert wird.
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Nachdem der Vortreibkolben 10 in eine Stellung zurückgekehrt ist, in der der
Durchlaß 23 in der hinteren Schürze 19 des Vortreibkolbens erneut von der Düse 16
abgedichtet ist, setzt ein Teil der Gase des vorderen Raumes 22 sein Entweichen
durch den Durchlaß 25 in dem Rohr fort, es bildet sich aber ein Luftkissen hinter
dem Vortreibkolben, das empfindlich seine Rückkehr abbremsen kann.
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Wenn man mit dem Andrücken des Gerätes aufhört, holt die Feder 14 die
Befestigungsmittelführung 13 und das Rohr 9 nach vorne, der Lader 4 geht einen Schritt
weiter vor und die Befestigungsmittelführung nimmt eine Stellung vor dem nicht
verjüngten Teil des Stiftes 18 des Vortreibkolbens ein.
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Dank Rückholkugeln 37 in der Befestigungsmittelführung 13 und einem Ring 38 in
der Führungshalterung 12 wird bei einem erneuten Andrücken des Gerätes bei
leichter Verschiebung des Rings 38 nach hinten, um die Kugeln 37 gegen den
verjüngten Teil 34 des Stiftes des Vortreibkolbens und dann gegen die ringförmige
Schulter 39 zwischen den beiden Teilen des Stiftes zu drücken, der Vortreibkolben
10 ganz nach hinten getrieben, bis er in Berührung mit dem Laderevolver 4 kommt.
Nachdem das hintere Ende des Rings in Anschlag gegen das Stoßdämpfungselement
29 gelangt ist, wird er wieder nach vorne gedrückt, was bewirkt, daß der Druck der
Kugeln 37 auf den Stift des Vortreibkolbens gelockert wird.
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Die andere Ausführungsform des Gerätes der Fig. 4 bis 6 unterscheidet sich von der
ersten Ausführungsform der Fig. 1 bis 3 nur durch seine Einheit zum Eintreiben 5.
Der Vortreibkolben 50 umfasst einen Kopf 51, der nach vorne mit einem Stift 52 mit
einem verjüngten vorderen Teil 53 und nach hinten mit einem Fortsatz 54, mit
gegenüber dem des Kopfes 51 verengtem Querschnitt, verlängert ist.
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Hinter dem Rohr 9 ist eine Patronenhalterung 55 angebracht, mit einem inneren
Querschnitt vor dem Patronengehäuse 56 im Wesentlichen gleich demjenigen des
Fortsatzes 54 des Vortreibkolbens. Aber diese Patronenhalterung und das Rohr
könnten auch aus einem einzigen Block bestehen.
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Vor der Patronenhalterung 55 weist die Wandung des Rohres 57 eine Verstärkung
auf, auf deren Ebene der innere Querschnitt des Rohres gleich demjenigen der
Patronenhalterung 55 ist und die mit dem vorderen Teil des Rohres 58 eine
ringförmige Schulter 59 als Widerlager des Vortreibkolbenkopfes 51 bildet.
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In der Rohrwandung, sich teilweise in dem Teil mit geringer Dicke 58 und teilweise
in dem verstärkten Teil 57 erstreckend, ist ein Durchlaß 62 ausgespart, der in die
Bohrung des Rohres mündet, vorne mit einer vorderen Öffnung 60 und hinten mit
einer hinteren Öffnung 61. Wie bei der anderen Ausführungsform umfasst das Rohr
eine seitliche äußere ringförmige längsgerichtete Aussparung 63, die über einen
Durchlaß 64 in dem Rohr sowohl in die Bohrung des Rohrs, und über einen
Durchlaß 65 in der Rohrhalterung 8 ebenso in das Äußere des Gerätes mündet.
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Die Rückholkammer des Vortreibkolbens umfasst auch hier einen vorderen Raum
66, vor dem Vortreibkolbenkopf 51 und seiner stirnseitigen Oberfläche 68, und
einen hinteren Raum 67, der hier von dem Durchlaß zur Verbindung 60-62 entlang
des Vortreibkolbens 50 gebildet wird. Man wird bemerken, daß die axiale Länge des
Durchlasses 62, beinahe gleich dem Abstand der Öffnungen 60,61, hier im
Wesentlichen genau gleich der Summe aus den axialen Längen des Vortreibkolbenkopfes
51 und der Bohrung der Patronenhalterung 55 und dem Doppelten der axialen Länge
der Verstärkung 57 des Rohres ist.
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Nach der Initialisierung - vom Andrücken bis zur Initialisierung ist die Arbeitsweise
mit der vorhergehenden identisch - steigt der Druck der Gase in dem
Patronengehäuse 56 und der Vortreibkolben 50 wird nach vorne getrieben.
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Wenn das hintere Ende des Fortsatzes 54 des Vortreibkolbens eine erste Entfernung,
gleich der axialen Länge der inneren Bohrung der Patronenhalterung 55, durchlaufen
hat, deckt er die hintere Öffnung 61 des Durchlasses 62 auf, was den vorderen Raum
66 und den hinteren Raum 67 der Rückholkammer mit der Verbrennungskammer 56
in Verbindung setzt.
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Der Vortreibkolben 50 setzt seine Bewegung nach vorne fort, und wenn der
Vortreibkolbenkopf 51 an der Stelle der vorderen Öffnung 60 des Durchlasses 62
anlangt, nachdem der Vortreibkolben seit Beginn seiner Vorwärtsbewegung eine
zweite Entfernung durchlaufen hat, verschließt der Vortreibkolbenkopf 51 die
vordere Öffnung 60, was den hinteren Raum 67 von dem vorderen Raum 66 trennt.
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Wie vorhergehend setzt der Vortreibkolben seine Bewegung nach vorne fort und
komprimiert so die in dem vorderen Raum 66 eingefangenen Gase bis zur
Befestigung des Befestigungsmittels. Dann wird unter dem Druck der Gase in dem
vorderen Raum 66, und dank des Entweichens der Gase des hinteren Raumes 67 nach
Außen, der Vortreibkolben nach hinten zurückgeholt. Seine vollständige Rückkehr
in die Initialposition wird wieder wie vorher von dem Ring 38 und den Kugeln 37
sichergestellt.
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In der ersten Ausführungsform der Fig. 1 bis 3, wird das hinter dem Vortreibkolben
nach seiner Rückholung nach hinten durch die Wirkung der Kugeln 37 und des
Ringes 38 gebildete Luftkissen auf ein Volumen komprimiert, das im Wesentlichen
genau demjenigen der inneren Bohrung der Düse 16 entspricht. Bei der zweiten
Ausführungsform der Fig. 4 bis 6 wird das Kissen hinter dem Vortreibkolben auf
ein Volumen komprimiert, das im Wesentlichen genau demjenigen des
Patronengehäuses 56 entspricht, viel kleiner als dasjenige der inneren Bohrung der Düse 16 der
ersten Ausführungsform. Um den Vortreibkolben vollständig nach hinten zurück zu
setzen, muß man also bei der zweiten Ausführungsform eine bedeutendere Kraft
aufwenden, als bei der ersten Ausführungsform. Daher wird der Vortreibkolben der
zweiten Ausführungsform mehr Neigung haben, nach vorne zurückzukehren.