DE2411168A1 - Pulverkraftbetriebenes bolzensetzgeraet - Google Patents

Description

DR. BERG DIP L.-IN G. STAPF

DIPL.-ING. SCHWADE DR. DR. SANDMAIR

PATENTANWÄLTE 8 MÖNCHEN 80 · MAUERKIRCHERSTR. 45

Anwaltsakte 24 880 · 8. März 1974

HILTI AKTIENGESELLSCHAFT IN SCHAAN

(Fürstentum Liechtenstein) Pulverkraftbetriebenes Bolzensetzgerät

Die Erfindung betrifft ein pulverkraftbetriebenes Bolzensetzgerät bei dem die Verbrennungsgase auf einen in einem Kolbenführungsraum verschiebbaren Kolben wirken.

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Bei pulverkraftbetriebenen Setzgeräten der genannten Art, welche sowohl mit hülsenlosen als auch mit Hülsen aufweisenden Kartuschen betrieben werden können, wird heute immer mehr dazu übergegangen, diese konstruktiv so auszulegen, dass damit eine hohe Setzfolge erreicht werden kann. Diese hohe Setzfolge wird insbesondere bei Geräten, die mit Kartuschenmagazinen oder Bolzen- und Kartuschenmagazinen versehen sind erreicht. Aber selbst auch bei Geräten, bei denen sowohl Bolzen als auch Kartuschen einzeln zugeführt werden müssen, wird mit den heutigen konstruktiv ausgereiften Geräten eine hohe Setzfolge erzielt.

Diese angestrebten hohen Setzfolgen dieser Geräte bringen aber insbesondere den Nachteil mit sich, dass sich solche Geräte äusserst stark erhitzen. Der Hitze am meisten ausgesetzt sind die Teile des Kartuschenlagers und die daran angrenzenden Teile des Kolbenführungsraumes. Von diesen Teilen aus wird die Wärme aber auch auf andere Geräteteile, so beispielsweise auf das-Griffstück und das Mantelrohr übertragen, sodass nach einer gewissen Anzahl Setzvorgängen das Gerät so heiss wird, dass es von der Bedienungsperson nicht mehr angefasst werden kann.

Nebst diesem erwähnten Nachteil wirkt sich die starke Erwärmung auch rein funktionsmässig negativ auf das Gerät aus, so können beispielsweise ineinander wirkende Teile durch die von der Erhitzung hervorgerufene Ausdehnung derartige Verformungen erhalten, dass die Funktionsweise wesentlich beeinträchtigt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, zur Vermeidung der nachteiligen Ueberhitzungserscheinungen bei pulverkraftbetriebenen Setzgeräten der eingangs genannten Art eine wirksame Einrichtung zur Abfuhr der durch die Zündung der Kartuschen entstehenden Wärme zu schaffen.

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Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass im Kolbenführungsraum zwischen hinterster und vorderster Lage des Kolbens eine oder mehrere Abströmöffnungen zur Bildung eines den Kolbenführungsraum durchsetzenden Kühlstromes vorgesehen sind.

Bei der erfindungsgemässen Lösung werden die durch die Zündung der Kartusche entstehenden Pulvergase in einer ersten Phase zur Inbetriebsetzung des auf die Befestigungselemente wirkenden KoI-bens ausgenutzt und in einer zweiten Phase, wenn dem Kolben bereits seine Bewegungsenergie erteilt wurde, zur Erzeugung eines Kühlstromes im Kolbenführungsraum benutzt. Die zwischen vorderster und hinterster Lage des Kolbens angeordneten Abströmöffnungen sind massgebend für die Wirksamkeit des Kühlstromes, welcher die am meisten der Erwärmung ausgesetzten Teile des Gerätes durchsetzt.

Eine bevorzugte Ausführungsform zur Bildung des den Kolbenführungsraum durchsetzenden Kühlstromes besteht in der Erzeugung eines Unterdruckes im Kolbenführungsraum, nachdem der Kolben diesen Raum freigegeben hat.

Die Erzeugung dieses Unterdrucks kann gemäss einem Vorschlag der Erfindung nach dem Prinzip der Wasserstrahlpumpe erfolgen, d.h. dass die Abströmöffnung wasserstrahlpumpenartig mit einem Saugrohr verbunden ist, wobei das andere Ende des Saugrohres zwischen Abströmöffnung und vorderster Lage des Kolbens in den Kolbenführungsraum mündet.

Bei dieser Lösung werden die Gase der gezündeten Kartusche nach Ingangsetzung des Kolbens in einen zweckmässigerweise vorgesehenen Speicherraum geleitet, aus welchem sie nachher, einen Ejektor durchsetzend, ins Freie strömen, wobei mittels dem Ejektor über das Saugrohr im Kolbenführungsraum ein Unterdruck erzeugt wird. Dadurch wird von aus sen kalte Luft angesogen, welche den Kolbenführungsraum durchsetzt und mittels dem Ejektor ebenfalls

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ins Freie geblasen wird. Um die Bildung des Unterdruckes nicht durch Zurückströmen der Gase vom Speicherraum in den Kolbenführungsraum zu behindern, ist zweckmässigerweise zwischen Kolbenführungsraum und Speicherraum ein Rückschlagventil angeordnet.

Eine weitere Möglichkeit zur Schaffung eines Unterdruckes im Kolbenführungsraum besteht darin, die Abströmöffnung mit einem in an sich bekannter Weise zur Erzeugung von Unterdruck ausgebildeten ins Freie mündenden Auspuffrohr zu versehen. Ein derartiges Auspuffrohr, wie sie aus den Sachgebieten der Strömungsmaschinen bekannt sind, schafft ebenfalls im Kolbenführungsraum, nachdem dieser vom Kolben freigegeben ist, einen Unterdruck, sodass wiederum von aussen kalte Luft angesogen wird.

Um eine Möglichkeit zu schaffen, welche dem Ansaugen der kalten Luft von aussen nicht zuviel Widerstand entgegensetzt ist vorzugsweise das Kartuschenlager als Einlassöffnung des Kühlstromes in den Kolbenführungsraum ausgebildet. Dies b/iamhfc insbesonders bei hülsenlosen Kartuschen keine besonderen Massnahmen, da diese Kartuschen völlig rückstandsfrei verbrennen und zwischen Kartuschenlager und Kolbenführungsraum in der Regel ohnehin Oeffnungen vorgesehen sind, welche nach Verbrennen der Kartuschen für das Ansaugen der kalten Luft ausreichen. Bei Verwendung von mit Hülsen versehenen Kartuschen, welche in einem Magazin gehaltert sind, braucht es ebenfalls keine besonderen Massnahmen. Da derartig magazinierte Kartuschen auch nach deren Zündung im Magazin gehaltert werden und das den Bolzenführungsraum und das Kartuschenlager enthaltene Laufteil durch die auftretenden Rückstosskräfte automatisch etwas vom Magazin und damit von der darin enthaltenen Kartusche abgehoben wird, ergibt sich auch hier ohne besondere Massnahmen eine Oeffnung zum Ansaugen der Kaltluft in den Kolbenführungsraum. Bei der Verwendung von einzeln in das

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Kartuschenlager einzuführenden, Hülsen enthaltenden Kartuschen kann die kalte Luft beispielsweise durch separat angeordnete Rückschlagventile angesogen werden.

Um von der Aussenluft unabhängig zu sein, kann einem weiteren Vorschlag der Erfindung entsprechend die Abströmöffnung mit einem Wärmetauscher verbunden sein, der eine in den Kolbenführungsraum mündende Ausströmöffnung aufweist. Bei dieser Anordnung werden die von der Kartusche erzeugten Gase ausgenutzt, d.h. sie werden nach deren Kühlung wieder dem Kolbenführungsraum zugeleitet, wobei es vorteilhaft ist, diese in der Nähe des Kartuschenlagers, d.h. an jener Stelle, wo die grösste Erwärmung auftritt wieder dem Kolbenführungsraum zuzuführen.

XJm die gekühlten, wieder dem Kolbenführungsraum zugeführten, Gase abzuleiten, sind zweckmässigerweise im Bereich der vordersten Lage des Kolbens eine oder mehrere ins Freie mündende Gasaustrittsöffnungen angeordnet.

Vorzugsweise weist die Abströmöffnung ein nur den Austritt der Verbrennungsgase aus dem Kolbenführungsraum erlaubendes Einwegventil auf, welches verhindert, dass ungekühlte Gase wieder in den Kolbenführungsraum zurückgeleitet werden. Um zu vermeiden, dass nicht bereits vor Ingangsetzung des Kolbens Gase in den Wärmetauscher abströmen können; ist mit Vorteil die Ausströmöffnung des Wärmetauschers mit einem nur den Eintritt der gekühlten Verbrennungsgase in den Kolbenführungsraum erlaubenden Einwegventil versehen.

Zweckmässigerweise ist zwischen Abströmöffnung und Wärmetauscher ein Speicherraum angeordnet, sodass die Gase zeitlich geringfügig verzögert in den Kolbenführungsraum erst dann wieder zurück-

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geblasen werden, wenn der Kolben den Kolbenführungsraum völlig freigegeben hat.

Die Erfindung soll nunmehr an Hand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert werden und zwar zeigen:

Fig. 1 einen Teil eines pulverkraftbetriebenen Setzgerätes im Schnitt mit schematisch dargestellter Einrichtung zur Erzeugung eines Kühlstromes

Fig. 2 -einen Teil eines pulverkraftbetriebenen Setzgerätes im Schnitt mit schematisch dargestelltem Auspuffrohr

Fig. 3 einen Teil eines pulverkraftbetriebenen Setzgerätes im Schnitt mit schematisch dargestelltem Wärmeaustauscher

Aus Fig. 1 ist ein Teil eines pulverkraftbetriebenen Setzgerätes mit einem im Schnitt dargestellten Kolbenführungsraum 1 ersichtlich. In der gezeichneten Stellung des Gerätes ist die in einem Kartuschenlager 2 gehalterte Kartusche 3 bereits gezündet worden, sodass sich der Kolben 4 in seiner vordersten Lage im Kolbenführungsraum 1 befindet.

Eine in der Nähe des Kartuschenlagers 2 angeordnete Abströmöffnung 5 mündet über ein Rückschlagventil 6 in einen Speicherraum 7. Der Speicherraum 7 ist mit einem Ejektor 8, welcher mit einem zum Kolbenführungsraum 1 führenden Saugrohr 9 versehen ist, verbunden. Der Ejektor 8 mündet über das Auslassrohr 10 ins Freie.

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Fig. 2 zeigt einen Teil einer weiteren Ausführungsform zu einem pul verkraftbetriebenen Setzgerät, bei welchem ein Kolben führungsraum 11 im Schnitt dargestellt ist. Eine im Kartuschenlager 12 angeordnete Kartusche 13 ist wiederum bereits gezündet worden, sodass sich der Kolben 14 in vorderster Stellung im Kolbenführungsraum 11 befindet. Im Bereich-der vordersten Lage des Kolbens 14 ist eine Äbströmöffnung 15 angeordnet, welche mit einem ins Freie mündenden Auspuffrohr 16 verbunden ist. In diesem in an sich bekannter Weise ausgebildeten Auspuffrohr 16 erzeugt die ausströmende Druckwelle der Gase eine Saugwelle, welche dazu benutzt wird, im Kolbenführungsraum 11 einen Unterdurck zu erzeugen. An das Auspuffrohr anschliessend kann je nach Bedarf ein in an sich bekannter Weise ausgebildeter Schalldämpfer angeordnet sein.

Eine weitere mögliche Ausführungsform eines Setzgerätes ist aus Fig. 3 entnehmbar, welche wiederum einen im Schnitt dargestellten Bolzenführungsraum 21 zeigt. Auch bei dieser beispielhaft aufgezeigten Anordnung ist eine in einem Kartuschenlager 22 angeordnete Kartusche 23 bereits gezündet worden, sodass mittels der dadurch erzeugten Gase ein Kolben 24 im Kolbenführungsraum in seine vorderste Stellung getrieben worden ist.

Vom Kolbenführungsraum 21 mündet eine Äbströmöffnung 25 über ein Einwegventil 26 in einen Speicherraum 27. Der Speicherraum 27 ist mit einem Wärmetauscher 28 verbunden, welcher eine in der Nähe des Kartuschenlagers 22 in den Kolbenführungsraum 21 mündende Ausströmöffnung 29 aufweist. Die Ausströmöffnung 29 des Wärmetauschers 28 ist mit einem Einwegventil 30 versehen. Vom Kolbenführungsraum 21 mündet eine Gasaustrittsöffnung 31 ins Freie, sodass die im Wärmetauscher 28 gekühlten und wiederum dem Kolbenführungsraum 21 zugeleiteten Gase ins Freie abströmen können,

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Claims (12)

1. Patentansprüche

   Pulverkraftbetriebenes Setzgerät bei dem die Verbrennungsgase auf einen in einem Kolbenführungsraum verschiebbar gelagerten Kolben wirken, dadurch gekennzeichnet,"dass im Kolbenführungsraum (1/ 11, 21) zwischen hinterster und vorderster Lage des Kolbens (4, 14, 24) eine oder mehrere Abströmöffnungen (5, 15, 25) zur Bildung eines den Kolbenführungsraum (1, 11, 21) durchsetzenden Kühlstromes vorgesehen sind.
2. 2. Gerät nach Ansprch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abströmöffnung (5) wasserstrahlpumpenartig mit einem Saugrohr (9) verbunden ist, wobei das andere Ende des Saugrohres (9) zwischen Abströmöffnung (5) und vorderster Lage des Kolbens (4) in den Kolbenführungsraum (1) mündet.
3. 3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Abströmöffnung (5) und wasserstrahlpumpenartig ausgebildetem Ende des Saugrohres (9) ein Speicherraum (7) angeordnet ist.
4. 4. Gerät nach Ansprach 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abströmöffnung (5) mit einem Rückschlagventil (6) versehen ist.
5. 5. Gerät nach Ansprch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abströmöffnung (15) mit einem in an sich bekannter Weise zur Erzeugung von Unterdruck ausgebildeten ins Freie mündenden Auspuffrohr (16) verbunden ist.
6. 6. Gerät nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kartuschenlager (2, 12) als Einlassöffnung des Kühlstromes in den Kolbenführungsraum (1, 11) vorgesehen ist.

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   - €Γ -
7. 7. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ab— Strömöffnung (25) mit einem Wärmetauscher (28) verbunden ist, der eine in den Kolbenführungsraum (21) mündende Ausströmöffnung (29) aufweist.
8. 8. Gerät nach Anspruch-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausströmöffnung (29) des Wärmetauschers (28) im Bereich des Kartuschenlagers (22) in den Kolbenführungsraum (21) mündet.
9. 9. Gerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ■ im Bereich der vordersten Lage des Kolbens (24) eine oder mehrere ins Freie mündende Gasaustrittsöffnungen (31) angeordnet sind.
10. 10. Gerät nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abströmöffnung (25) ein nur den Austritt der Verbrennungsgase aus dem Kolbenführungsraum (21) erlaubendes Einwegventil (26) aufweist.
11. 11. Gerät nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausströmöffnung (29) des Wärmetauschers (28) ein nur den Eintritt der gekühlten Verbrennungsgase in den Kolbenführungsraum (21) erlaubendes Einwegventil (30) aufweist.
12. 12. Gerät nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeich-

    • net, dass zwischen Abströmöffnung (25) und Wärmetauscher (28) ein Speicherraum (27) angeordnet ist.

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