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EP1013381B1 - Pulverkraftbetriebenes Setzgerät - Google Patents

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Publication number
EP1013381B1
EP1013381B1 EP99811162A EP99811162A EP1013381B1 EP 1013381 B1 EP1013381 B1 EP 1013381B1 EP 99811162 A EP99811162 A EP 99811162A EP 99811162 A EP99811162 A EP 99811162A EP 1013381 B1 EP1013381 B1 EP 1013381B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
face
driving tool
effective face
carrier
fastener driving
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP99811162A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1013381A2 (de
EP1013381A3 (de
Inventor
Norbert Heeb
Sybille Renner
Markus Sprenger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hilti AG filed Critical Hilti AG
Publication of EP1013381A2 publication Critical patent/EP1013381A2/de
Publication of EP1013381A3 publication Critical patent/EP1013381A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1013381B1 publication Critical patent/EP1013381B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25C—HAND-HELD NAILING OR STAPLING TOOLS; MANUALLY OPERATED PORTABLE STAPLING TOOLS
    • B25C1/00—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices
    • B25C1/08—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices operated by combustion pressure
    • B25C1/10—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices operated by combustion pressure generated by detonation of a cartridge
    • B25C1/14—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices operated by combustion pressure generated by detonation of a cartridge acting on an intermediate plunger or anvil
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25C—HAND-HELD NAILING OR STAPLING TOOLS; MANUALLY OPERATED PORTABLE STAPLING TOOLS
    • B25C1/00—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices
    • B25C1/08—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices operated by combustion pressure
    • B25C1/082—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices operated by combustion pressure generated by detonation of a pellet

Definitions

  • the invention relates to a powder-operated setting tool according to the preamble of Claim 1.
  • the cartridges containing propellant are drivable.
  • a setting tool is known for example from FR-1 355 370.
  • This setting tool has a driving piston and a one in a guide cylinder Cartridge having carrier.
  • the driving piston is located in a running bore of the guide cylinder and is parallel can be moved to the setting direction.
  • the carrier is in a direction opposite to the setting direction End region of the guide cylinder arranged and connected to the guide cylinder.
  • the carrier has a first effective area, which by a is formed in the setting direction of the end face of the carrier. From that first A cylindrical projection protrudes centrally from the active surface. This lead is one also provided in the setting direction of the second active surface.
  • the driving piston has an end region pointing in the opposite direction to the setting direction Well, which is open against the setting direction and in which Protrusion of the wearer can penetrate. Since the outer diameter of the projection in corresponds essentially to the inside diameter of the recess, when igniting one Cartridge makes an abrupt transition to an after an initial high acceleration little acceleration when the protrusion leaves the recess. Through this abrupt transition there is a sudden drop in pressure in the combustion chamber, so that the blowing agent can no longer burn completely. This incomplete Combustion leads to excessive contamination of the setting tool.
  • the invention has for its object to a powder-powered setting tool create, in order to completely burn the propellant Driving piston after high pressure in the beginning of a cartridge experiences that changes substantially evenly into a low acceleration, so the pressure drop in the combustion chamber does not occur suddenly.
  • connection channel With the aid of the connection channel according to the invention, acceleration takes place even before or shortly after accelerating the driving piston in the setting direction, part of the Ignition of a cartridge creates propellant gases to the first active surface of the wearer derived. With increasing displacement of the driving piston in the setting direction, the Propellants and thus the pressure generated by the propellants on the first active surface to distribute. The pressure drop in the recess of the driving piston takes place slowly, as soon as the protrusion of the wearer leaves the depression.
  • the connecting channel advantageously extends for manufacturing reasons at least partially over the circumference of the cylindrical projection and over the entire length of the projection.
  • a particularly good and complete combustion of the powdery propellant is achieved when the cross-sectional area of the connecting channel is preferably from 0.04 to 0.5 times the cross-sectional area of the first effective area, reduced by the second effective area, equivalent.
  • the guide cylinder 1 shown in the drawing is part of a whole shown powder-powered setting tool and has a central bore 2 in which a driving piston 6 is axially displaceable.
  • the guide cylinder 1 is in a housing of the setting tool, not shown, can be moved parallel to the setting direction arranged and has a connecting bore 2 with the atmosphere Outflow channel 9.
  • This carrier 3 has one cartridge receptacle 10 widening counter to the setting direction. From one in The first effective surface 4 pointing in the direction of setting projects from a centrally arranged cylindrical one Projection 11 with the diameter D1 and a second pointing in the setting direction Effective area 5. In this second effective area 5 there is a mouth Connecting bore 15 which connects the cartridge receptacle 10 with the barrel bore 2 combines.
  • the driving piston 6 is composed of a head 8 and a shaft 7 adjoining the head 8 in the setting direction, the diameter of which is smaller than the diameter of the head 8.
  • the diameter of the head 8 essentially corresponds to the diameter D of the barrel bore 2
  • a cylindrical recess 12 with the inside diameter D2 extends in the head 8 from a free end of the driving piston 6 pointing against the setting direction - a stop surface 13.
  • the projection 11 of the carrier 3 projects into this recess 12.
  • the length L1 of the projection 11 measured parallel to the setting direction corresponds to 0.5 to 0.9 times the depth L2 of the recess 12.
  • the recess 12 is adjacent, for example tapering bottom area that tapers in the setting direction.
  • a connecting channel 14 extends in the form of an annular gap from the second active surface 5 to the first active surface 4 of the carrier 3.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Portable Nailing Machines And Staplers (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein pulverkraftbetriebenes Setzgerät gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Zum Eintreiben von Befestigungselementen in harte Untergründe wie Beton, Gestein oder Stahl werden Setzgeräte verwendet, die mit Treibmittel enthaltenden Kartuschen antreibbar sind. Ein derartiges Setzgerät ist beispielsweise aus der FR-1 355 370 bekannt. Dieses Setzgerät weist in einem Führungszylinder einen Treibkolben und einen eine Kartuschenaufnahme aufweisenden Träger auf.
Der Treibkolben befindet sich in einer Laufbohrung des Führungszylinders und ist parallel zur Setzrichtung versetzbar. Der Träger ist in einem entgegen der Setzrichtung liegenden Endbereich des Führungszylinders angeordnet und mit dem Führungszylinder verbunden. Neben der in einem entgegen der Setzrichtung weisenden Endbereich des Trägers angeordneten Kartuschenaufnahme besitzt der Träger eine erste Wirkfläche, die von einer in Setzrichtung weisenden Stirnseite des Trägers gebildet ist. Von dieser ersten Wirkfläche ragt zentral ein zylindrischer Vorsprung ab. Dieser Vorsprung ist mit einer ebenfalls in Setzrichtung weisenden zweiten Wirkfläche versehen. Eine die Kartuschenaufnahme mit der Laufbohrung verbindende Verbindungsbohrung durchsetzt den Träger.
Der Treibkolben weist in einem entgegen der Setzrichtung weisenden Endbereich eine Vertiefung auf, die entgegen der Setzrichtung offen ausgebildet ist und in die der Vorsprung des Trägers eindringen kann. Da der Aussendurchmesser des Vorsprungs im wesentlichen dem Innendurchmesser der Vertiefung entspricht, erfolgt beim Zünden einer Kartusche nach einer anfänglichen hohen Beschleunigung ein abrupter Übergang auf eine geringe Beschleunigung, wenn der Vorsprung die Vertiefung verlässt. Durch diesen abrupten Übergang kommt es in der Brennkammer zu einem plötzlichen Druckabfall, so dass das Treibmittel nicht mehr zur Gänze verbrennen kann. Diese unvollständige Verbrennung führt zu einer übermässigen Verschmutzung des Setzgerätes.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein pulverkraftbetriebenes Setzgerät zu schaffen, bei dem zwecks einer vollständigen Verbrennung des Treibmittels der Treibkolben nach dem Zünden einer Kartusche anfangs eine hohe Beschleunigung erfährt, die im wesentlichen gleichmässig in eine geringe Beschleunigung übergeht, damit der Druckabfall in der Brennkammer nicht plötzlich erfolgt.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch ein pulverkraftbetriebenes Setzgerät, welches die im kennzeichnenden Abschnitt des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale aufweist.
Mit Hilfe des erfindungsgemässen Verbindungskanals wird bereits vor dem Beschleunigen bzw. kurz nach dem Beschleunigen des Treibkolbens in Setzrichtung ein Teil der bei der Zündung einer Kartusche entstehenden Treibgase zur ersten Wirkfläche des Trägers abgeleitet. Mit zunehmender Versetzung des Treibkolbens in Setzrichtung können sich die Treibgase und somit der von den Treibgasen erzeugte Druck auf die erste Wirkfläche verteilen. Der Druckabfall in der Vertiefung des Treibkolbens erfolgt dadurch langsam, sobald der Vorsprung des Trägers die Vertiefung verlässt.
Aus herstelltechnischen Gründen erstreckt sich vorteilhafterweise der Verbindungskanal wenigstens teilweise über den Umfang des zylindrischen Vorsprungs und über die gesamte Länge des Vorsprungs.
Damit der von den Treibgasen erzeugbare Druck gleichmässig und auf die gesamte erste Wirkfläche verteilt werden kann, ist vorzugsweise der Verbindungskanal von einem Ringspalt zwischen der Aussenkontur des zylindrischen Vorsprungs und der Innenkontur der zylindrischen Vertiefung gebildet.
Eine besonders gute und vollständige Verbrennung des pulverförmigen Treibmittels wird erreicht, wenn vorzugsweise die Querschnittsfläche des Verbindungskanals der 0,04 bis 0,5-fachen Querschnittsfläche der ersten Wirkfläche, reduziert um die zweite Wirkfläche, entspricht.
Um vor Beginn der Versetzung des Treibkolbens eine gute Ausbreitung des bei der Zündung einer Kartusche entstehenden Treibgasdruckes zwischen der zweiten Wirkfläche des Trägers und einem Boden der Vertiefung erreichen zu können, entspricht zweckmässigerweise die Länge des zylindrischen Vorsprungs der 0,5 bis 0,9-fachen Tiefe der zylindrischen Vertiefung.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel wiedergibt, näher erläutert.
Der in der Zeichnung dargestellte Führungszylinder 1 ist Teil eines nicht zur Gänze dargestellten pulverkraftbetriebenen Setzgerätes und weist eine zentrale Laufbohrung 2 auf in der ein Treibkolben 6 axial versetzbar angeordnet ist. Der Führungszylinder 1 ist in einem nicht dargestellten Gehäuse des Setzgerätes parallel zur Setzrichtung versetzbar angeordnet und weist einen die Laufbohrung 2 mit der Atmosphäre verbindenden Abströmkanal 9 auf.
In einen entgegen einer Setzrichtung weisenden Endbereich des Führungszylinders 1 ragt ein mit dem Führungszylinder 1 verbundener Träger 3. Dieser Träger 3 weist eine sich entgegen der Setzrichtung erweiternde Kartuschenaufnahme 10 auf. Von einer in Setzrichtung weisenden ersten Wirkfläche 4 ragt ein zentral angeordneter zylindrischer Vorsprung 11 mit dem Durchmesser D1 und einer in Setzrichtung weisenden zweiten Wirkfläche 5 ab. In dieser zweiten Wirkfläche 5 liegt die Mündung einer Verbindungsbohrung 15, die die Kartuschenaufnahme 10 mit der Laufbohrung 2 verbindet.
Der Treibkolben 6 setzt sich zusammen aus einem Kopf 8 und einem sich in Setzrichtung an den Kopf 8 anschliessenden Schaft 7, dessen Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser des Kopfes 8. Der Durchmesser des Kopfes 8 entspricht im wesentlichen dem Durchmesser D der Laufbohrung 2. Ausgehend von einem entgegen der Setzrichtung weisenden freien Ende des Treibkolbens 6 - einer Anschlagfläche 13 - erstreckt sich im Kopf 8 in Setzrichtung eine zylindrische Vertiefung 12 mit dem Innendurchmesser D2. In diese Vertiefung 12 ragt der Vorsprung 11 des Trägers 3. Die parallel zur Setzrichtung gemessene Länge L1 des Vorsprungs 11 entspricht der 0,5 bis 0,9-fachen Tiefe L2 der Vertiefung 12. In Setzrichtung schliesst sich an die Vertiefung 12 beispielsweise ein sich verjüngender Bodenbereich an, der in Setzrichtung zu einer Spitze zuläuft.
Zwischen der Aussenkontur des Vorsprunges 11 des Trägers 3 und der Innenkontur der Vertiefung 12 erstreckt sich ein Verbindungskanal 14 in Form eines Ringspaltes von der zweiten Wirkfläche 5 bis zur ersten Wirkfläche 4 des Trägers 3.

Claims (5)

  1. Pulverkraftbetriebenes Setzgerät mit einem in einer Laufbohrung (2) eines Führungszylinders (1) versetzbar angeordneten Treibkolben (6) und einem mit dem Führungszylinder (1) verbundenen Träger (3), der an einem entgegen der Setzrichtung weisenden Endbereich eine Kartuschenaufnahme (10) sowie an einem in Setzrichtung weisenden Endbereich eine erste Wirkfläche (4) aufweist, von der ein zylindrischer Vorsprung (11) abragt, dessen setzrichtungsseitige Stirnseite eine zweite Wirkfläche (5) bildet und der Treibkolben (6) eine mit der ersten Wirkfläche (4) zusammenwirkbare Anschlagfläche (13) aufweist, von der aus sich in Setzrichtung eine den zylindrischen Vorsprung (11) des Trägers (3) aufnehmende zylindrische Vertiefung (12) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Wirkfläche (5) mit der ersten Wirkfläche (4) über einen Verbindungskanal (14) in Verbindung steht.
  2. Setzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Verbindungskanal (14) wenigstens teilweise über den Umfang des zylindrischen Vorsprungs (11) und über die gesamte Länge (L1) des Vorsprungs (11) erstreckt.
  3. Setzgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungskanal (14) von einem Ringspalt zwischen der Aussenkontur des zylindrischen Vorsprungs (11) und der Innenkontur der zylindrischen Vertiefung (12) gebildet ist.
  4. Setzgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche des Verbindungskanals (14) der 0,04 bis 0,5-fachen Querschnittsfläche der ersten Wirkfläche (4), reduziert um die zweite Wirkfläche (5), entspricht.
  5. Setzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (L1) des zylindrischen Vorsprungs (11) der 0,5 bis 0,9-fachen Tiefe (L2) der zylindrischen Vertiefung (12) entspricht.
EP99811162A 1998-12-24 1999-12-15 Pulverkraftbetriebenes Setzgerät Expired - Lifetime EP1013381B1 (de)

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