DE2850273A1

DE2850273A1 - Pulverkraftbetriebenes bolzensetzgeraet

Info

Publication number: DE2850273A1
Application number: DE19782850273
Authority: DE
Inventors: Hans-Detlef Gassmann; Ernst Wohlwend
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 1978-11-20
Filing date: 1978-11-20
Publication date: 1980-05-29
Also published as: DE2850273C2

Description

Pulverkraftbetriebenes Bolzensetzgerät
Die Erfindung betrifft ein pulverkraftbetriebenes Setzgerät zum Eintreiben von Befestigungselementen wie Bolzen und Nägel in Beton, Gestein und dergleichen Aufnahmematerialien mit einem Gehäuse und einem darin angeordneten Lauf.
Pulverkraftbetriebene Setzgeräte werden wegen ihrer kraftsparenden Arbeitsweise sowie wegen der Unabhängigkeit von Energieversorgung vor allem im Bauwesen in zunehmendem Masse eingesetzt.
Für sichtbare Befestigungen in spröde Aufnahmematerialen wie Beton, Gestein und dergleichen konnte das Verfahren bisher bei gehobenen Ansprüchen nur bedingt eingesetzt werden, da bei Materialien höherer Festigkeit mit einer steigenden Anzahl von Ausfällen gerechnet werden muss. Diese äussern sich in Form von Aufwerfungen oder Ausplatzungen an der Oberfläche des Aufnahmematerials. Durch das Eindringen des Befestigungselementes ins Aufnahmematerial werden Druck spannungen im Aufnahmematerial erzeugt, welche an der Oberfläche zu den genannten Erscheinungen führen können.
Um diesem Mangel entgegenzuwirken, wurden bereits verschiedene Versuche unternommen. So wurde beispielsweise vorgeschlagen, im Bereich der Eintreibstellen eine Abstützmasse auf die Oberfläche des Aufnahmematerials aufzusetzen. Eine solche Abstützmasse wird beim Anpressen des Gerätes durch die Anpresskraft angedrückt und wirkt zusätzlich durch ihre Massenträgheit Verformungen des Aufnahmematerials entgegen. Die Anpresskraft ist jedoch meist relativ gering und die Abstützmasse aus Gewichtsgründen des Setzgerätes begrenzt. Somit ist es trotzdem möglich, dass es beim Setzvorgang zu Ausplatzungen kommt.
Um die vom Setzgerät ausgeübte Anpresskraft während des Eintreibvorganges zu erhöhen, wurde weiterhin bereits vorgeschlagen, einen Teil der Treibgase auf eine der Eintreibrichtung abgewandte Schulterfläche des Laufes wirken zu lassen. Durch den auf diese Schulterfläche wirkenden Gasdruck wird eine in Eintreibrichtung wirkende Kraftkomponente erzeugt. Dieser zusätzliche Anpressdruck wirkt jedoch nur kurz nach der Zündung der Treibladung und nimmmt dann danach sehr rasch wieder auf Null ab, bevor das Befestigungselement seine vorgesehene Eindringtiefe erreicht hat. Wenn das Befestigungselement seine vorgesehene Eindringtiefe erreicht, und die durch das verdrängte Material erzeugten Druckspannungen im Aufnahmematerial am grössten sind, ist praktisch keine Abstützwirkung mehr vorhanden. Diese Einrichtung ergibt somit bei spröden Aufnahmematerialien praktisch keine Verbesserung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei pulverkraftbetriebenen Setzgeräten eine Einrichtung zu schaffen, welche Ausplatzungen an der Oberfläche des Aufnahmematerials verhindert, die Zahl der Ausfälle reduziert und den erreichbaren Anzugswert erhöht.
Erfindungsgemäss wird dies durch eine Kombination folgender Merkmale erreicht: a) Der Lauf ist gegenüber einem das Kartuschenlager enthaltenden Teil axial verschiebbar, b) der Lauf weist in seinem rückwärtigen Bereich eine der Eintreibrichtung abgewandte, von den Verbrennungsgasen beaufschlagbare Schulterfläche auf, c) der Lauf weist im vorderen Bereich eine Auflageschulter zur axialen Abstützung einer auf das Aufnahmematerial aufsetzbaren Abstützmasse auf, d) zwischen der Auflageschulter des Laufes und der Abstützmasse ist ein elastisches Glied vorgesehen.
Der Lauf wird somit durch die Verbrennungsgase in Eintreibrichtung gegen das Aufnahmematerial gedrückt. Im Gegensatz zu der bekannten Einrichtung ist der Lauf nicht direkt, sondern über eine Abstützmasse unter Zwischenschaltung eines elastischen Gliedes auf dem Aufnahmematerial abgestützt. Der durch die Verbrennungsgase auf den Lauf wirkende Impuls wirkt somit zunächst auf das elastische Glied. Dieses wird dadurch elastisch verformt und gibt den Impuls zeitlich verzögert an die Abstützmasse weiter. Durch die Auslegung der Massenverhältnisse von Lauf und Abstützmasse sowie der Federcharakteristik des elastischen Gliedes kann diese zeitliche Verzögerung so festgelegt werden, dass die maximale Abstützwirkung zum Zeitpunkt des Auftretens der grössten Spannungen im Material auftritt.
Um rings um die Eindringstelle des Befestigungselementes ins Aufnahmematerial eine gleichmässige Abstützwirkung zu erzielen, ist es zweckmässig, dass die Abstützmasse den Lauf konzentrisch umgibt. Da die Druckspannungen von der Eindringstelle her radial in allen Richtungen etwa gleichmässig abnehmen, kann die Auflagefläche der Abstützmasse beispielsweise kreisförmig ausgebildet werden.
Die durch den Druck der Verbrennungsgase auf den Lauf wirkenden Kräfte sind sehr gross. Um nun eine möglichst günstige Uebertragung dieser Kräfte auf die Abstützmasse zu. ermöglichen, ist es vorteilhaft, dass das elastische Glied hülsenförmig ausgebildet ist. Ein hülsenförmig ausgebildetes, elastisches Glied ermöglicht ausserdem die Speicherung grosser Kräfte auf kleinem Raum. Als elastisches Glied kann beispielsweise eine wendelförmige Druckfeder verwendet werden. Da diese jedoch schlagartigen Kräften ausgesetzt ist, besteht eine grosse Bruchgefahr infolge von Materialermüdung.
In der Praxis hat es sich daher als zweckmässig erwiesen, wenn das elastische Glied aus einem kompressiblen Kunststoff besteht.
Kunststoffe weisen im allgemeinen weniger Ermüdungserscheinungen auf als Metalle. Ausserdem besitzen Kunststoffe in der Regel eine hohe Eigendämpfung, sodass Nachschwingungen weitgehend vermieden werden. Unter den bekannten Kunststoffen hat sich dabei ein unter dem Namen "Adiprene" im Handel befindlicher, synthetischer Gummi besonders bewährt.
Die Erfindung soll nachstehend anhand einer sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung näher erläutert werden. Diese zeigt ein erfindungsgemässes Setzgerät, teilweise geschnitten dargestellt.
Das erfindungsgemässe Setzgerät weist ein insgesamt mit 1 bezeichnetes Gehäuse auf. Dieses besteht aus einem Vorderteil la und einem damit schwenkbar verbundenen Hinterteil lb. Seitlich am Hinterteil lb ist ein Handgriff 2 angeordnet. Der Handgriff 2 weist einen Abzug 3 zur Auslösung eines Zündstifts 4 mit Hilfe eines an sich bekannten, nicht dargestellten Zündmechanismus' auf.
Das Schwenken des Vorderteils la gegenüber dem Hinterteil lb erfolgt um eine quer zur Gerätelängsrichtung verlaufende Achse 5.
Im Gehäusevorderteil la sind ein das Kartuschenlager enthaltendes Teil 6, in welches eine Kartusche 7 eingesetzt ist sowie ein insgesamt mit 8 bezeichneter Lauf angeordnet. Der Lauf 8 ist gegenüber dem das Kartuschenlager enthaltende Teil 6 axial vcrschiebbar. In seinem rückwärtigen Bereich weist der Lauf 8 eine der Eintreibrichtung abgewandte, von den Verbrennungsgasen beaufschlagbare Schulterfläche 8a auf. Durch den Druck der auf die Schulterfläche 8a wirkenden Verbrennungsgase wird während des Eintreibvorganges eine in Eintreibrichtung auf den Lauf 8 wirkende Kraftkomponente erzeugt. Im Lauf 8 ist ein ebenfalls von den Verbrennungsgasen beaufschlagbarer Treibkolben 9 geführt.
Durch den Druck der Verbrennungsgase wird der Treibkolben 9 in Eintreibrichtung beschleunigt und treibt einen ebenfalls im Lauf 8 geführten Bolzen 10 ins Aufnahmematerial 11 ein. Der Lauf 8 wird in seinem vorderen Bereich von einer Abstützmasse 12 umgeben. Die Abstützmasse 12 ist ebenfalls axial verschiebbar und wird durch einen Anschlag 13 gegen Herausfallen gesichert. An ihrer vorderen Stirnseite ist die Abstützmasse 12 mit einer elastischen Auflageplatte 14 versehen, welche auch bei leichter Schiefstellung des Setzgerätes oder unregelmässiger Oberfläche des Aufnahmematerials 11 eine gute Auflage des Setzgerätes an der Oberfläche des Aufnahmematerials 11 ermöglicht. Der Lauf 8 weist eine Auflageschulter 8b zur axialen Abstützung der Abstützmasse 12 auf. Zwischen der Auflageschulter 8b des Laufes 8 und der Abstützmasse 12 ist ein elastisches Glied 15 angeordnet. Das elastische Glied 15 speichert die von den auf die Schulterfläche 8a wirkenden Verbrennungsgase stammende Energie und gibt diese zeitlich verzögert an die Abstützmasse 12 weiter. Durch die Federcharakteristik des elastischen Gliedes 15 lässt sich diese zeitliche Verzögerung innerhalb bestimmter Grenzen verändern, sodass die Abstützwirkung der Abstützmasse 12 während der Eindringphase ihren maximalen Wert erreicht. Das elastische Glied 15 ist hülsenförmig ausgebildet und umgibt den Lauf 8 über seinen gesamten Umfang. Um die bei Metallen bekannten Ermüdungserscheinungen zu verhindern, ist es vorteilhaft, wenn das elastische Glied 15 aus einem kompressiblen Kunststoff besteht. Dabei kann beispielsweise der sich unter dem Namen "Adiprene" im Handel befindliche, synthetische Gummi verwendet werden.
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Claims

Patentansprüche 1.) Pulverkraftbetriebenes Setzgerät zum Eintreiben von Befestigungselementen wie Bolzen und Nägel in Beton, Gestein und dergleichen Aufnahmematerialien, mit einem Gehäuse und einem darin angeordneten Lauf, gekennzeichnet durch eine Kombination folgender Merkmale: a) Der Lauf (8) ist gegenüber einem das Kartuschenlager enthaltenden Teil (6) axial verschiebbar, b) der Lauf (8) weist in seinem rückwärtigen Bereich eine der Eintreibrichtung abgewandte, von den Verbrennungsgasen beaufschlagbare Schulterfläche (8a) auf, c) der Lauf (8) weist im vorderen Bereich eine Auflageschulter (8b) zur axialen Abstützung einer auf das Aufnahmematerial (11) aufsetzbaren Abstützmasse (12) auf, d) zwischen der Auflageschulter (8b) des Laufes (8) und der Abstützmasse (12) ist ein elastisches Glied (15) vorgesehen.
2. Setzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützmasse (12) den Lauf (8) konzentrisch umgibt.
3. Setzgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Glied (15) hülsenförmig ausgebildet ist.
4. Setzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Glied (15) aus einem kompressiblen Kunststoff besteht.