DE1603808A1

DE1603808A1 - Verankerungselement

Info

Publication number: DE1603808A1
Application number: DE19661603808
Authority: DE
Inventors: Thurner Ing Elmar; Ing Herbert Rangger
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 1966-02-09
Filing date: 1966-02-09
Publication date: 1971-01-28
Also published as: FI48540C; CH466180A; FI48540B; AT272226B; GB1146816A; FR1510634A; DE1603808C3; DE1603808B2; SE339671B; BE693785A

Description

DR. M. EULE DR. OERGj D1PL-«. 0. STAPF PATEN T A N W ALTE 8 MÜNCHEN 2

H ILBLE STRASSE 2Q Plastikführung

Münc he η, den 9.2.6 6

Anwalts-Akten-NO* 13 658

HILTI AKTIENGESELLSCHAFT (Schasn, Fürstentum Liechtenstein)

Verankerungselement

Die Erfindung betrifft ein Verankerungselement wie Npgel oder Bolzen mit einem zumindest die $olzenspitze umgebenden Führungs* elemen,t aus zerstörbarem Künststoff zum Eintreiben in hartes Aufnahmemateripl wie Stahl oder Beton, mittels eines pulver·« kraftbetriebenen Kolbengerätes.

Statt des umfassenden Ausdruckes ''Verankerungselemente wird im nachfolgenden lediglich von Bolzen gesprochen, welcher Ausdruck jedoch gleichzeitig für Nagel o. ä. stehen kenn. « Mit dem /usdruck "Kolbengerät" ist im Gegensatz zu den sogenannten "Schuss» geräten" diejenige Gattung von Bolzensetzgeräten gemeint _t bei denen die Pulverenergie nicht unmittelbar auf den Bolzen, sondern mittelbar über einen axial beweglichen zwischen Kartuschen= lager und Bolzen angeordneten Hanmerkolben wirkt, der seiner« seits die Eintreibenergie auf den Bolzen überträgt.

Innerhalb der Gattung der Kolbengeräte unterscheidet man in der Praxis zwischen sogenannten "Schubkolbengeräten¹¹ - das sind Ge» rate, bei denen in Zündbereitschaftslage des Gerätes die Bolzenspitze auf dem Beschussmaterial aufsteht und der Hammerkolben am Kopfende des Bolzens anliegt - und sogenannten "Laufkolbengeräten" - das sind Geräte, bei denen in Zundbereitschaftslage die Bolzenspitze nicht auf dem 'Beschussmaterial aufsteht, sondern sich innerhalb des Gerätelaufes befindet. Bei den letztgenannten Laufkolbengeräten legt der Bolzen gemeinsam mit dem Kolben vor Auftreffen auf das Beschussmaterial eine gewisse Wegstrecke zu«= rück, was sich in bekannter Weise vor allem bei kurzen Bolzen für Stahlbeschuss hinsichtlich der auf das Gerät wirkenden Rück» stosskräfte gegenüber den Schubkolbengeräten vorteilhaft aus« wirkt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der mit seinem hinteren Ende in die Explosionskammer der Kartusche hineinragende und diese naturgemäss abdichtende Kolben eine gewisse Wegstrecke sog. "Freiflugstrecke" zurücklegen muss, bevor die Bolzenspitze auf das Beschussmaterial auftrifft, dh. bevor der Kolben die Eintreibarbeit leisten muss. Während der Kolben diese Freiflugstrecke zurücklegt, verlässt er den eigentlichen Explosionsraum und gibt die zur Entspannung und Ableitung der Explosionsgase vorgesehenen Gasaustrittsöffnungen frei, so dass diese Gase die Auftreffkraft des Bolzens auf das Beschussmpteripl nicht mehr auf das Gerät in einer den Ruckstoss verstärkenden Weise übertragen können. Hingegen

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besteht bei den sog, "Schubkolbengeräten" die Gefahr«dass bei sehr kurzen Bolzen Positionen selbst während des ganzen Eintreibvorganges die Gasaustrittsoffnungen vom Kolben nicht freigegeben werden, so dass hier der Ruckstoss relativ stark ist*

Als ein Nachteil ist bei den Kolbenlaufgeräten zu werten, dass das Einsetzen des Bolzens umständlich mittels Ladestock zu ge» schehen hat, wobei der Bolzen mittels Reibelementen in seiner Lage bei Zündbereitschaftsstellung des Gerätes im Gerätelpuf gehalten werden muss. Ein weiterer Nachteil bei den bekannten Kolbenlauf geräten besteht darin, dass eine bei Schubkolbengeräten mit Vorteil anwendbare Freischussicherung durch Ueberwindung eines auf die auf dem Beschussmeterial aufstehende Bolzenspitze wirken» den Federdruckes bei Kolbenlaufgeräten nicht anwendbar ist, da dort die freiliegende Bolzenspitze keinen Gegendruck für eine derartige Sicherungsfeder aufzubringen vermag.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beim Eintreiben von Verankerungsmitteln mittels pulverkraftbetriebener Kolbengeräte den Vorteil des durch das oben geschilderte Kolbenlaufprinzip bewirkten geringen Ruckstoss auch bei kleinsten Bolzenpositionen zu er= halten, ohne dass die geschilderten Nachteile in Kauf genommen werden müssen, d.h. ohne auf die geschilderten Vorteile eines Schübkolbengerätes verzichten zu müssen«,

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das Führungselement sich über die Bolzenspitze hinaus erstreckt und in diesem Verlängerungsteil einen zentralen Längskanal aufweist. Zveckmässig ist das Führungselement im wesentlichen hülsenförmig ausgebildet, wobei deren eines Endstück die Bolzenspitze umschliesst und deren anderes Endstück vor die Bolzenspitze ragt. Der Einfachheit halber wird im nachfolgenden das allgemeine Wort "Führungselement" "durch das Wort "Hülse" als dessen vorzugsweise Ausgestaltung ersetzt.

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Der durch die Erfindung erzielte technische Fortschritt erklärt sich wie folgt:

Durdi die sich in Axislrichtung über die Bolzenspitze hinaus erstreckende Hülse ist gewährleistetj dass Bolzen und Kolben vor Aufireffen auf das Beschussmateri?»! die vorgenannte und von der Länge der Hülse abhängige Freiflugstrecke zurücklegen, wodurch der gewünschte Laufkolbeneffekt in jedem Fall erzielbar ist. Aufgrund der die Freiflugstrecke in sich gewährleistenden Hülse braucht der Bolzen jedoch nicht wie usher mittels Ladestock in den Geräteleuf hineinmanipuliert zu werden, sondern braucht lediglieh, wie bei einem Schubkolbengerät, ohne Hilfsmittel in die Laufmündung gesteckt zu werden, bis die untere Stirnfläche der Hülse bzw, einer daran vorgesehenen fussförmigen Verbreiterung mit der Laufmündung plan liegt.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil liegt darin, dass der etfindungs» gemässe Bolzen ohne weiteres in einem Gerät verwendbar ist, welches aufgrund seiner sogenannten "Teleskopbauart" eine Anpressicherung derart besitzt, dass der Bolzen den Druck einer in Zündbereitschaftsstellung des Gerätes zusammengepressten Feder aufzunehmen hat. Dies ist beim Erfindungsgegenstand trotz der nicht auf dem Beschussnts= teripl aufstehenden Bolzenspitze dadurch möglich, dass die Hülse auf dem Beschussmateripl aufsteht und den Anpressdruck mif den Bolzen zu übertragen vermag.

Vorzugsweise ist die Innenbohrung der Hülse in Eintreitdchtung konisch verjüngt, wodurch ständig eine exakte Axialführung des Bolzens während seiner Bewegung durch die Hülse und beim Eindringen in das Beschussmaterial gewährleistet ist. Die Hülse besteht zweckmassig aus einem harten Kunststoff mit vergleichsweise hohem Elastizitätsmodul, welche Forderungen beispielsweise von einem Azethal harz verwirklicht werden. Als besonders geeignet hat sich der unter dem Markennamen "Delrin" bekennt gewordene Kunststoff erwiesen, der zusätzlich zu seinen Eigenschaften grosser Härte und hohen Elastizi tätsmoduls verhältnismässig antiedherisch ist und einen geringen

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Reibungskoefizlenten besitzt, was sich günstig auf den klein zu haltenden Sehmiereffekt des Kunststoffes auswirkt. Der Schmiereffekt muss deswegen klein sein, damit der Bolzen bei seinem Ein» dringen in das Beschussmaterial nicht zu viele Teilchen der Kunst«* stoffhülse mitreisst, wodurch sich in bekannter Weise die Auszugswerte des Bolzens verringern würden. Eine Verringerung der Schmierwirkung durch mitgerissene Kunststoffpartikel wird gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch erzielt, dass der Bolzen entlang einem Teil seines Schaftes mit einer Randrierung versehen 1st,, in deren Vertiefungen sich die Kunststoffpartikel festsetzen können, ohne einen Gleiteffekt an der Oberfläche des Bolzenschaftes hervorzurufen» Als verhältnismässig weniger gut geeignet hat sich im Zusammenhang diesbezüglicher Untersuchungen Polyäthylen und Nylon wegen zu grossen Sehmiereffektes und Polystyrol wegen zu grosser Brüchigkeit erwiesen. Prinzipiell ist es jadoch auch möglich,, den oben genannten Kunststoff durch eine spröde Leichtmetallegierung zu ersetzen oder gegebenenfalls auch durch Tonerden, die auf den Bolzer/aufzukleben sind.

Die Hülse wird also unter Eintreibbedirrgungen zerstori:. _: ·

In besonders zweckmässiger Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verankerungselementes weist die Hülse an ihrem vor die Bolzen« spitze ragenden Ende eine fussförmige Verbreiterung auf, die vorzugsweise einen ringförmigen Querschnitt besitzt* Durch diese fussförmige. Verbreiterung wird der Führungseffekt der Hülse in bezug auf den Bolzen wesentlich erhöht und gewährleistet selbst bei einem leichten Schiefstellen der Hülse während des Eintreibvorganges, dass die Bolzenspitze ständig in eine Bahn, die entlang der Hittelachse des Gpräteleufes verläuft, gezwungen wird« was besonders bei Beschuss von Inhomogenem Material wie Beton wesentlich 1st.

Es hat sich gezeigt, dass eine im Sinne der Frfindung günstige Art. des Zerstörens der Kunststoffhülse und der fussformigen Verbreite* rung gegebenIlet, wenn letztere nach Art eines Speichenrades ausgebildet 1st, dessen Speichen das vor die Bolzenepitze ragende End« der Hülse mit dem ^MRadring" verbinden.

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Der Querschnitt der fussßrmigen Verbreiterung entspricht Im wesentlichen dem Querschnitt der Gerätelaufmündung, wobei es sich als zweckmässig erwiesen hat, In diese Laufmündung mündende "Entlastungsnuten¹¹ vorzusehen, welche während des Eintreibvorganges die zerstörten Teile der Hülse aufnehmen.

Die Erfindung soll nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläitert werden, und zwar zeigen:

Flg. 1 eine schematisierte Schnittdarstellung des erfindungsgemässen Bolzens

Flg. 2 eine schaubildliche Darstellung einer vorteilhaften weiteren Ausführungsform des erfindungsgemässen Bolzens

Fig. 3 eine schematisierte Schnittdarstellung

eines Bolzens gemäss Fig. 2 im vorderen Gerätelaufteil

Fig. 4 eine Ansicht nach der Linie IV - IV der Flg. 3

Wie aus Fig. 1 ersichtlich» ist die Spitze eines Bolzens 1 vom einen Endstück 2a einer Hülse 2 mit Pressitz umschlossen, deren anderes Endstück 2b vor die Bolzenspitze ragt. Der Querschnitt der Bohrung 3 der Hülse 2 ist nach vorn, dh. in Eintreibrichtung des Bolzens gesehen zumindest teilweise konisch verjüngt.

Bei der aus den Fig. 2 und 3 ersichtlichen Ausführungsform des erfindungsgemässen Bolzens mündet die Hülse an ihrem vorderen Ende in eine fussförmige Verbreiterung dte insgesamt mit 4 bezeichnet ist. Im gezeichneten Fall 1st diese fussförmige Verbreiterung nach Art eines Speichenrades ausgebildet mit einem Redring 4a, der mittels Speichen 4b mit dem vorderen Endstück 2b

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der Hülse 2 verbunden istο Die Hülse 2, die Speichen 4b und der Ring 4a sind zweckmässig einstückig aus Kunststoff gespritzte Der Bolzen ist bei la in der aus Fig. 3 ersichtlichen Ausführungs= form entlang eines Teiles seiner Schaftlänge randriert.

Bei dem in Fig.. 3 gezeichneten Geräteteil handelt es sich um den vorderen Laufteil eines an sich bekannten Kolbengerätes, wobei der Laufteil, der in der Praxis gewöhnlich als Standplatte be» zeichnet ist, insgesamt mit 10 benannt ist und wie ersichtlich auf dem Beschussmaterial pufsteht. Der Innendurchmesser des Laufmündungsteiles 11 entspricht im wesentlichen dem Aussendurchmesc ser des Hülsenfusses A₉ der im gezeichneten Fall an aäner Umfangs=» fläche mit Reibnoppen 4c versehen ist, um einen verbesserten Haft«» sitz in der Laufmündung zu gewährleisten. Im gezeigten Fall ist der Bolzenkopf vom Vorderteil des Hammerkolbens 10 umfasst.

Aus den Fig. 3 und 4 ist weiterhin ersichtlich, dass in die Lauf" mündung 11 radial angeordnete Entlastungsnuten 13 münden, in wel~ chen sich die im Verlaufe des Eintreibvorganges anfallenden zer° störten Teile der Kunststoffhülse während der letzten Phase des Eintreibvorganges sammeln können. Insbesondere aus Fig. 4 ist ersichtlichj, dass die Entlastungsnuten derart ausgebildet sind₀ dass eine radial starre Führung der fussförmigen Verbreiterung 4 der Hülse 2 nicht beeinträchtigt wird»

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Claims

Patentansprüche

Verankerungseiement wie Nagel oder Bolzen - mit einem zumindest die Bolzenspitze umgebenden Führungselement aus zerstörbarem Werkstoff » zum Eintreiben In hartes Aufnahmematerisl wie Stahl oder Beton₈ mittels eines pulverkraftbetriebenen Kolbengerätes, dadurch gekennzeichnet» dass das Führungselement (2) sich über die Bolzenspitze hinaus erstreckt und in diesem Verlange= rungsteil einen zentralen Längskanal (3) aufweist.
2) Verankerungselement nach Anspruch I₈ dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (2) im wesentlichen hülsenförmig ausgebildet ist.
3) Verankerungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Längskanal (3) des Führungseleraentes in Eintreibrichtung konisch verjüngt ist.
4) Verankerungselement nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (2) aus einem harten Kunststoff mit vergleichsweise hohem Elastizitätsmodul, beispielsweise einem Azethalharz_p besteht.
5) Verankerungselement nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (2) an einem vor die Bolzenspitze ragenden Ende (2b) eine fussartige Verbreiterung (4) aufweist.
6) Verankerungselement nach Anspruch 5„ dadurch gekennseich» net, dass die fussartige Verbreiterung (4) einen ringförmigen Querschnitt besitzt.

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CX¹¹
7) Verankerungselement nach Anspruch S₉ dadurch gekennzeichnet _ϋ dass die fussartige Verbreiterung (4) nach Art eines. Spei=· chenrades ausgebildet ist, dessen Speichen (4b) mit dem vor die Bolzenspitze ragenden Endstück (2b) der Hülse (2) verbunden sind ο
8) Verankerungselement nach Anspruch 6 oder 7_S dadurch gekenn« zeichnet, dass an der Peripherie der fussartigen Verbreite«=· rung (4) Reibnoppen (4c) angeordnet sind»
9) Verankerungselement nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen» schaft über einen Teil seiner Länge in an sich bekannter Heise mit einer Randrierung (la) versehen ist,
10) Verankerungselement nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche zur Verwendung in einem Gerät nach Anspruch 1, da« durch gekennzeichnet, dass der Innenquerschnitt der Geräte» laufmündung (11) dem Aussenquerschnitt der fussartigen Verbreiterung (4) entspricht und dass in den Gerätelauf mündende Nuten (13) vorgesehen sind₈ die zur Aufnahme des während des Bolzeneintreibvorganges zerstörten Materials des Führungselementes dienen.

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