EP0720893A1 - Powder-actuated bolt driving tool - Google Patents

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Publication number
EP0720893A1
EP0720893A1 EP95810773A EP95810773A EP0720893A1 EP 0720893 A1 EP0720893 A1 EP 0720893A1 EP 95810773 A EP95810773 A EP 95810773A EP 95810773 A EP95810773 A EP 95810773A EP 0720893 A1 EP0720893 A1 EP 0720893A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
section
passage opening
cylinder
liquid medium
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.)
Granted
Application number
EP95810773A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0720893B1 (en
Inventor
Rolf Dr. Bereiter
Peter Goepfert
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 EP0720893A1 publication Critical patent/EP0720893A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0720893B1 publication Critical patent/EP0720893B1/en
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
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D9/00—Portable percussive tools with fluid-pressure drive, i.e. driven directly by fluids, e.g. having several percussive tool bits operated simultaneously
    • 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
    • B25C1/12—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices operated by combustion pressure generated by detonation of a cartridge acting directly on the bolt
    • B25C1/123—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices operated by combustion pressure generated by detonation of a cartridge acting directly on the bolt trigger operated
    • 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
    • B25C1/18—Details and accessories, e.g. splinter guards, spall minimisers

Definitions

  • the invention relates to a powder-operated bolt-actuating device with hydropneumatic damping device with a device part designed as a guide housing for a driving piston guide and a device part designed as a handle part, which can be displaced in the setting direction against the force of a hydropneumatic damping device in the setting direction, the one device part as the receptacle of a liquid medium cylinder containing gas pressure and the other device part cooperates with a piston which can be displaced in the cylinder against the flow resistance of the liquid medium and which divides the cylinder into a front cylinder space and a rear cylinder space.
  • Powder-operated setting tools have a driving piston which is driven by the expanding gases of a propellant charge and which acts on a bolt to be set.
  • Devices of this type usually have a relatively large recoil. In the past, various proposals have therefore been presented to dampen this recoil and to make the device more comfortable for the operating personnel.
  • a powder-operated bolt setting device which has a guide housing for driving piston guidance.
  • a spring is provided between the guide housing and a handle part that is displaceable relative thereto, which is intended to absorb and dampen the recoil acting on the operating personnel during the driving-in process of the bolt.
  • the damping effect of such a spring solution is only sufficient at low spring rates.
  • a small spring rate requires a large spring and increased space requirements, which means that such a damping device equipped device becomes unwieldy.
  • the use of a smaller spring with a higher spring rate in turn reduces the damping effect, so that the operating personnel still have a high proportion of the undesirable recoil forces.
  • the reset speed is very high in such known springs, so that undesirable vibrations acting on the operating personnel also occur during the reset.
  • the recoil is absorbed by the hydropneumatic damping device, which comprises a cylinder containing a liquid medium under gas pressure and a piston which can be displaced within the cylinder against the flow resistance of the liquid medium.
  • the cylinder is mounted in a housing part connected to the guide part.
  • a shaft connected to the piston protrudes through the cylinder and is supported on the handle part. If the handle part and the guide housing are displaced relative to one another, the displacement force is transmitted to the piston via the shaft.
  • the piston divides the cylinder into a front and a rear cylinder space.
  • the liquid medium pressurized when immersing or resetting the piston flows through valves from the rear to the front cylinder chamber and back.
  • the valve mechanism controls the flow openings for the liquid medium in the cylinder depending on the direction of movement of the piston via throttle valves.
  • the opening cross-sections of the valves are larger than when the piston is reset.
  • the damping effect when the piston is reset is greater than when immersing, and the piston slowly returns to its starting position. Without this control of the opening cross-section of the valves, the piston would spring back, which can lead to undesirable vibrations which affect the operating personnel.
  • the explosive expansion of the propellant gas in the device leads to extreme shock loads. Shock waves can thereby be transmitted to the damping device via the shaft.
  • the throttle valves of the valve devices are exposed to great loads and can be destroyed, as a result of which the damping effect is impaired.
  • the opening cross-section of the valves is no longer reduced when the piston is reset, which means that the damping is not increased and the piston can spring back.
  • the object of the present invention is therefore to improve a powder-operated setting tool with a hydropneumatic damping device to the effect that there is no appreciable deterioration in the damping effect compared to the recoil occurring during the setting process over the operating life of the device.
  • a springing back of the piston of the damping device after immersion should be reliably avoided.
  • the setting tool should offer a high level of comfort for the operating personnel in operation, and should keep unwanted vibrations away.
  • the device should have a handy design if the aforementioned requirements are met.
  • a powder-operated setting tool which has the features listed in the characterizing section of patent claim 1.
  • a generic powder-operated setting tool is improved in such a way that the hydropneumatic damping device is free of movable valve parts and that for the liquid medium displaced during the displacement process of the piston there is at least one passage opening which has a minimum cross section and is designed such that the liquid medium , which flows into the front cylinder space in the setting direction when the piston is immersed, has an effective flow cross section that corresponds to the minimum cross section of the passage opening, while when the piston is reset, the effective flow cross section of the liquid medium flowing into the rear cylinder space against the setting direction in the region of the passage opening is smaller than their minimum cross section.
  • the throttle valve-free design of the hydropneumatic damping device has the advantage that the shock waves occurring during the setting process cannot lead to any damage to the valve device and thus to no impairment of the damping effect of the damping device.
  • the inventive design of the at least one passage opening for the liquid medium flowing during the displacement of the piston from the rear cylinder space into the front and vice versa ensures that the piston can quickly dip into the cylinder in order to absorb and dampen the recoil during the setting process that, on the other hand, the return of the piston to the initial position is damped more.
  • the passage opening is designed in such a way that the entire liquid medium displaced from the rear cylinder space during the plunging-in process of the piston Minimum cross section of the passage opening is available and the effective flow cross section corresponds to the minimum cross section.
  • the return of the piston to its initial position is slowed down by the fact that the liquid medium flowing back into the rear cylinder chamber experiences a jet contraction due to the special design of the passage opening.
  • the effective flow cross section of the medium flowing back is thus reduced in the region of the passage opening; it is up to about 40% smaller than the minimum cross section of the passage opening. This reduction in the effective flow cross section results in an increased resistance which the piston pushed back into its starting position experiences during its displacement.
  • the passage opening is edged with sharp edges in the region of its minimum cross section and is designed to be expanded in the plunging direction of the piston.
  • This configuration of the passage opening ensures that the effective flow cross section during the immersion process corresponds to the geometric minimum cross section of the passage opening.
  • the sharp-edged border of the passage opening in the area of its minimum cross section creates a vortex in the liquid flow. The vortices contract behind the narrowest area of the passage opening. This narrows the effective flow cross-section.
  • the cross section of the passage opening in the plunging direction of the piston is preferably of substantially continuous or quasi-continuous configuration.
  • at least one boundary surface of the passage opening is designed to be continuously curved or to be phased in one or more stages. In this way, an essentially laminar flow of the liquid medium is ensured during the plunging process of the piston, the effective flow cross section of which corresponds to the geometric minimum cross section of the passage opening.
  • vortices can already form directly behind the impact edge of the passage opening, which thereby narrow the flow cross-section in the initial area of the flow opening.
  • a design variant of the invention that is simple to construct provides for one or more passage openings to be arranged in the piston or on the piston circumference.
  • the passage opening is designed as an annular gap, preferably interrupted by guide webs, between the piston and the inner wall of the cylinder.
  • the piston interface facing the front cylinder chamber extends essentially perpendicular to the cylinder wall and has the largest diameter.
  • the diameter of the piston decreases continuously or quasi-continuously towards the rear cylinder chamber. In this way, the desired shape of the passage opening (s) is achieved, and nevertheless, due to the guide webs, the piston is reliably guided in the cylinder.
  • An alternative embodiment variant of the invention provides for one or more passage openings to be arranged as a bypass in the cylinder wall.
  • a front mouth of the bypass has the minimum cross section and is arranged in the front cylinder space.
  • a rear mouth of the bypass has a larger cross section than the minimum cross section and is located in the rear cylinder space.
  • the displacement path of the piston extends between the two mouths.
  • the bolt-actuating device has a multi-part guide housing 1 connected to a unit, consisting of a front housing part 2, a rear housing part 3 and a cover 4 closing the rear housing part 3.
  • a barrel 5 with a bolt guide 6 fixed to it on the front slidably mounted.
  • the barrel 5 and the pin guide 6 accommodate a driving piston 7.
  • a cartridge bearing 5b opens into the rear of the running bore 5a which serves to guide the driving piston 7.
  • a stop screw 8, which interacts with a shoulder 5c of the barrel 5, serves to limit the displacement path of the barrel 5 and the bolt guide 6.
  • the barrel 5 is displaced by a plunger 9 which is displaceably mounted in the rear housing part 3 by the force of a spring 11 into the stop position shown in FIG. 1.
  • a channel 1a passing through the guide housing 1 is provided.
  • An ignition device 12 is arranged in the rear housing part 3. This consists of an ignition pin 13 with an ignition lug 13a, which can protrude into the channel 1a in the setting direction.
  • the firing pin 13 is traversed by a driving pin 13b, which is inserted into the displacement path of a driving shoulder 9a of the plunger 9 for the tensioning process of the ignition device 12.
  • the ignition pin 13 is acted upon in the setting direction by an ignition spring 14 which, like the spring 11, is supported on the rear of the cover 4.
  • an essentially laterally protruding grip part 15 is slidably mounted parallel to the barrel axis.
  • a trigger 16 is arranged in the handle part 15.
  • a damping device 17 is clamped between a support bearing 3a on the rear housing part 3 and a trough 15a arranged on the handle part 15.
  • This consists of a cylinder 18, in the rear zone of which there is a separating piston 19. Before the separating piston 19, the cylinder volume is filled with a liquid medium 21, in particular oil.
  • a prestressed gas cushion 22 is located behind the separating piston 19. The gas pressure is transmitted to the liquid medium 21 via the separating piston 19.
  • a piston 23 is mounted, which projects from the cylinder 18 with a shaft 23a and is supported on the housing part 2.
  • the piston 23 divides the volume available for the liquid medium into a front cylinder space 25 and a rear cylinder space, to which the separating piston 19 and the space with the prestressed gas cushion 22 adjoins.
  • the liquid medium 21 under the pressure of the gas cushion 22 acts on all sides of the part of the piston 23 located in the cylinder 18.
  • the rear end face of the piston 23 is larger than the front end face reduced by the cross section of the shaft 23a. This difference in area causes the piston 23 to be driven against the support bearing 3a.
  • the grip part 15 is held in the position shown relative to the guide housing 1 against the setting direction, which is defined by the run-up of a grip-side stop part 15b at the outlet of a longitudinal opening 2a of the front housing part 2.
  • the ignition readiness position according to FIG. 2 is achieved by pressing the bolt-setting device equipped with a cartridge 10 and a nail 20 in the bolt guide 6 against a part 28 to be fastened which rests on a component 27.
  • the plunger 9 is displaced from the barrel 5 in the guide housing 1 against the force of the spring 11 against the setting direction.
  • the plunger 9 also takes the ignition pin 13 against the force of the ignition spring 14 against the setting direction when the driving shoulder 9a engages on the driving pin 13b.
  • the forces to be overcome in order to achieve the ignition readiness position are smaller than the response force of the damping device 17, so that the said forces can be transmitted from the handle part 15 to the guide housing 1 without these parts being mutually displaced.
  • the damping device 17 is designed to absorb the recoil during the setting process and prevents the transmission of disturbing or even damaging vibrations to the operator.
  • the recoil forces of the barrel 5 are transmitted to the piston 23 via the guide housing 1.
  • the damping device according to the invention is equipped with throttle-free passage openings 24 for the liquid medium 21 which is pressurized during the displacement of the piston 23.
  • the piston is immersed in the cylinder 18 by the recoil forces of the barrel 5, the liquid medium 21 flowing out of the cylinder space 26 behind the piston 23 into the front cylinder space 25.
  • the passage openings 24 are designed such that the liquid medium 21 has the full minimum cross section of the passage openings 24 when immersed.
  • the effective flow cross section S of the liquid medium 21 flowing from the rear 26 into the front cylinder chamber 25 corresponds to the minimum cross section of the passage openings 24.
  • This minimum cross section and the number of Passage openings 24 are selected in such a way that the plunger 23 is immersed quickly and damped.
  • the piston 23 is then returned to the initial position shown in FIG. 1 by the pressure of the gas cushion 22, as described at the beginning.
  • the passage openings 24 are designed such that the effective flow cross section S of the liquid medium 21 flowing from the front 25 into the rear cylinder space 26 is smaller than the minimum diameter of the passage openings 24 the liquid medium 21 counteracts the return movement of the piston 23, whereby the damping effect is increased and the piston 23 is slowly returned to the starting position.
  • the spring 11 and the ignition spring 14 also drive the other parts in the rest position.
  • the operation of the damping device 17 according to the invention with specially designed passage openings 24 is shown schematically.
  • the plunging process of the piston 23 is indicated by the arrow E.
  • the liquid medium 21 flows from the rear cylinder space 26 through the passage opening 24 into the front cylinder space 25.
  • the passage opening 24 is delimited by the cylinder wall 18a and the piston surface 23b facing it.
  • the liquid medium 21 is indicated by flow lines. Due to the special design of the passage opening 24, the laminar flow essentially remains, and the effective flow cross section of the liquid medium corresponds to the minimum cross section M of the passage opening 24.
  • the cross section of the passage opening 24 increases starting from the minimum cross section M in the direction of the rear cylinder space 26 continuously. This is achieved in that a boundary surface of the passage opening 24, which is also the piston surface 23b facing the cylinder wall 18a, is curved.
  • Fig. 4 shows an embodiment in which the cross section of the passage opening 24 widens quasi-continuously. This is achieved in that the piston surface 23b facing the cylinder wall 18a is designed to be phased in one or more stages. In the illustrated embodiment, the piston surface 23b is phased in three stages.
  • FIG. 3 shows the return movement of the piston 23 by the arrow R. The liquid medium 21 is symbolized by flow lines. During the return of the piston 23 to its starting position (FIG. 1), the liquid medium 21 displaced from the front cylinder space 25 flows through the passage opening 24 into the rear cylinder space 26.
  • Vortexes form on the sharp-edged edge of the passage opening 24 facing the front cylinder space 25 W, which lead to a stralil contraction of the liquid medium 21.
  • the effective flow cross section S is smaller than the minimum cross section M of the passage opening 24.
  • the backflow of the liquid medium is thereby greatly restricted, as a result of which the piston 23 is only slowly returned to the starting position.
  • Fig. 5 shows a similar schematic representation of another embodiment of the damping device 17.
  • the passage opening 24 is provided as a bypass in the wall of the cylinder 18.
  • the bypass has two openings which are connected by a channel 24c.
  • a front orifice 24a is arranged in the front cylinder space 25 before the rest position of the piston 23 and a rear orifice 24b is located in the rear cylinder space 26 behind the maximum immersion position of the piston 23.
  • the displacement path of the piston 23 extends between the two orifices 24a and 24b .
  • the different behavior of the damping device 17 when the piston 23 is immersed or when it is reset is achieved by the different design of the orifices.
  • the rear mouth 24b is preferably funnel-shaped and largely free of sharp-edged boundary areas.
  • the front mouth 24a has sharp edges, at which vortices occur, which continue through the channel 24 c and lead to a jet contraction of the liquid medium flowing through.
  • grooves are milled into the cylinder wall, which essentially extend over the area of the front and rear cylinder space.
  • the grooves cooperate with a piston which abuts the cylinder wall on the shaft side and whose cross-section decreases continuously or quasi-continuously from the bearing region of the piston in the direction of the rear cylinder chamber.
  • the powder-powered setting tool according to the invention shows no appreciable deterioration in the damping effect over the entire period of use of the tool compared to the recoil occurring during the setting process. A springing back of the piston of the damping device after immersion is reliably avoided.
  • the setting tool offers the operator a high level of comfort during operation, since the operator has hardly any significant vibrations.
  • the device has a handy design.

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Abstract

A piston-driven plunger (7) propels the bolts into the mounting. The pistol grip (15) has a sliding mounting under the gun. A gas cushion backed hydraulic cylinder (21) is incorporated in one component and a piston (23) sliding inside the hydraulic cylinder is attached to the other component. The explosive charge for the gun is applied via a cartridge and the damping piston has no control valves. The damping piston provides more effective damping in one direction. The piston edge has a sharp profile which generates turbulence during the recoil movement while the return stroke has a more streamlined flow pattern. The piston edge can have a flow aperture, or the cylinder can have a bypass structure with a greater resistance in one direction.

Description

Die Erfindung betrifft ein pulverkraftbetriebenes Bolzensetzgerät mit hydropneumatischer Dämpfeinrichtung mit einem als Führungsgehäuse für eine Treibkolbenführung ausgebildeten Geräteteil und einem als Griffteil ausgebildeten Geräteteil, welches gegen die Kraft einer hydropneumatischen Dämpfeinrichtung in Setzrichtung gegenüber dem Führungsgehäuse verschiebbar ist, wobei das eine Geräteteil als Aufnahme eines ein flüssiges Medium unter Gasdruck beinhaltenden Zylinders und das andere Geräteteil mit einem im Zylinder gegen den Strömungswiderstand des flüssigen Mediums verschiebbaren Kolben zusammenwirkt, welcher den Zylinder in einen vorderen Zylinderraum und in einen hinteren Zylinderraum unterteilt.The invention relates to a powder-operated bolt-actuating device with hydropneumatic damping device with a device part designed as a guide housing for a driving piston guide and a device part designed as a handle part, which can be displaced in the setting direction against the force of a hydropneumatic damping device in the setting direction, the one device part as the receptacle of a liquid medium cylinder containing gas pressure and the other device part cooperates with a piston which can be displaced in the cylinder against the flow resistance of the liquid medium and which divides the cylinder into a front cylinder space and a rear cylinder space.

Pulverkraftbetriebene Setzgeräte besitzen einen von den expandierenden Gasen einer zur Zündung gebrachten Treibladung angetriebenen Treibkolben, der auf einen zu setzenden Bolzen wirkt. Üblicherweise besitzen derartige Geräte einen relativ grossen Rückstoss. In der Vergangenheit wurden daher schon verschiedene Vorschläge präsentiert, diesen Rückstoss zu dämpfen und das Gerät für das Bedienungspersonal komfortabler zu machen.Powder-operated setting tools have a driving piston which is driven by the expanding gases of a propellant charge and which acts on a bolt to be set. Devices of this type usually have a relatively large recoil. In the past, various proposals have therefore been presented to dampen this recoil and to make the device more comfortable for the operating personnel.

Aus der US-A-2,731,636 ist ein pulverkraftbetriebenes Bolzensetzgerät bekannt, das ein Führungsgehäuse für Treibkolbenführung aufweist. Zwischen dem Führungsgehäuse und einem relativ dazu verschiebbaren Griffteil ist eine Feder vorgesehen, welche den beim Eintreibvorgang des Bolzens auf das Bedienungspersonal wirkenden Rückstoss aufnehmen und dämpfen soll. Die Dämpfwirkung einer derartigen Federlösung ist aber nur bei kleinen Federraten ausreichend. Eine kleine Federrate bedingt aber eine grosse Feder und erhöhten Platzbedarf, wodurch ein mit einer solchen Dämpfeinrichtung ausgerüstetes Gerät unhandlich wird. Der Einsatz einer kleineren Feder mit grösserer Federrate setzt wiederum die Dämpfwirkung herab, so dass auf das Bedienungspersonal nach wie vor ein hoher Anteil der unerwünschten Rückstosskräfte einwirkt. Zudem ist die Rückstellgeschwindigkeit bei solchen bekannten Fedem sehr hoch, so dass auch beim Rückstellen unerwünschte, auf das Bedienungspersonal einwirkende Erschütterungen auftreten.From US-A-2,731,636 a powder-operated bolt setting device is known which has a guide housing for driving piston guidance. A spring is provided between the guide housing and a handle part that is displaceable relative thereto, which is intended to absorb and dampen the recoil acting on the operating personnel during the driving-in process of the bolt. The damping effect of such a spring solution is only sufficient at low spring rates. A small spring rate requires a large spring and increased space requirements, which means that such a damping device equipped device becomes unwieldy. The use of a smaller spring with a higher spring rate in turn reduces the damping effect, so that the operating personnel still have a high proportion of the undesirable recoil forces. In addition, the reset speed is very high in such known springs, so that undesirable vibrations acting on the operating personnel also occur during the reset.

Zur Abhilfe wird in der EP-A-0 331 168 vorgeschlagen, an Stelle eines Federelements eine hydropneumatische Dämpfeinrichtung mit Ventileinrichtungen einzusetzen. Bei dieser Lösung wird der Rückstoss von der hydropneumatischen Dämpfeinrichtung aufgenommen, welche einen ein flüssiges Medium unter Gasdruck beinhaltenden Zylinder und einen innerhalb des Zylinders gegen den Strömungswiderstand des flüssigen Mediums verschiebbaren Kolben umfasst. Der Zylinder ist in einem mit dem Führungsteil verbundenen Gehäuseteil gelagert. Ein mit dem Kolben verbundener Schaft ragt durch den Zylinder und stützt sich am Griffteil ab. Werden das Griffteil und das Führungsgehäuse relativ zueinander verschoben, wird die Verschiebungskraft über den Schaft auf den Kolben übertragen. Der Kolben teilt den Zylinder in einen vorderen und in einen hinteren Zylinderraum. Das beim Eintauchen bzw. beim Zurückstellen des Kolbens mit Druck beaufschlagte flüssige Medium strömt durch Ventile vom hinteren in den vorderen Zylinderaum und zurück. Der Ventilmechanismus steuert je nach Bewegungsrichtung des Kolbens über Drosselklappen die Durchflussöffnungen für das flüssige Medium im Zylinder. Beim Eintauchen des Kolbens sind die Öffnungsquerschnitte der Ventile grösser als beim Zurückstellen des Kolbens. Dadurch ist die Dämpfwirkung beim Zurückstellen des Kolbens grösser als beim Eintauchen, und der Kolben geht langsam in seine Ausgangsstellung zurück. Ohne diese Steuerung des Öffnungsquerschnitts der Ventile würde der Kolben fedemd zurückschnellen, was zu unerwünschten Erschütterungen führen kann, die auf das Bedienungspersonal einwirken.To remedy this, it is proposed in EP-A-0 331 168 to use a hydropneumatic damping device with valve devices instead of a spring element. In this solution, the recoil is absorbed by the hydropneumatic damping device, which comprises a cylinder containing a liquid medium under gas pressure and a piston which can be displaced within the cylinder against the flow resistance of the liquid medium. The cylinder is mounted in a housing part connected to the guide part. A shaft connected to the piston protrudes through the cylinder and is supported on the handle part. If the handle part and the guide housing are displaced relative to one another, the displacement force is transmitted to the piston via the shaft. The piston divides the cylinder into a front and a rear cylinder space. The liquid medium pressurized when immersing or resetting the piston flows through valves from the rear to the front cylinder chamber and back. The valve mechanism controls the flow openings for the liquid medium in the cylinder depending on the direction of movement of the piston via throttle valves. When the piston is immersed, the opening cross-sections of the valves are larger than when the piston is reset. As a result, the damping effect when the piston is reset is greater than when immersing, and the piston slowly returns to its starting position. Without this control of the opening cross-section of the valves, the piston would spring back, which can lead to undesirable vibrations which affect the operating personnel.

Im Betrieb kommt es durch die explosionsartige Expansion des Treibgases im Gerät zu extremen Schockbeanspruchungen. Dadurch können Stosswellen über den Schaft auf die Dämpfeinrichtung übertragen werden. Insbesondere die Drosselklappen der Ventileinrichtungen sind dabei grossen Belastungen ausgesetzt und können zerstört werden, wodurch die Dämpfwirkung verschlechtert wird. Im Extremfall wird der Öffnungsquerschnitt der Ventile beim Zurückstellen des Kolbens nicht mehr verkleinert, wodurch die Dämpfung nicht erhöht wird und der Kolben fedemd zurückschnellen kann.In operation, the explosive expansion of the propellant gas in the device leads to extreme shock loads. Shock waves can thereby be transmitted to the damping device via the shaft. In particular, the throttle valves of the valve devices are exposed to great loads and can be destroyed, as a result of which the damping effect is impaired. In extreme cases, the opening cross-section of the valves is no longer reduced when the piston is reset, which means that the damping is not increased and the piston can spring back.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein pulverkraftbetriebenes Setzgerät mit hydropneumatischer Dämpfeinrichtung dahingehend zu verbessem, dass über die Betriebsdauer des Geräts keine nennenswerte Verschlechterung der Dämpfwirkung gegenüber dem beim Setzvorgang auftretenden Rückstoss zu verzeichnen ist. Insbesondere soll ein federndes Zurückschnellen des Kolbens der Dämpfeinrichtung nach dem Eintauchen zuverlässig vernieden werden. Das Setzgerät soll für das Bedienungspersonal im Betrieb einen hohen Komfort bieten, unerwünschte Erschütterungen sollen von ihm femgehalten werden. Zugleich soll das Gerät bei Erfüllung der vorgenannten Forderungen eine handliche Bauweise aufweisen.The object of the present invention is therefore to improve a powder-operated setting tool with a hydropneumatic damping device to the effect that there is no appreciable deterioration in the damping effect compared to the recoil occurring during the setting process over the operating life of the device. In particular, a springing back of the piston of the damping device after immersion should be reliably avoided. The setting tool should offer a high level of comfort for the operating personnel in operation, and should keep unwanted vibrations away. At the same time, the device should have a handy design if the aforementioned requirements are met.

Diese Aufgaben werden durch ein pulverkraftbetriebenes Setzgerät gelöst, welches die im kennzeichnenden Abschnitt des Patentanspruchs 1 aufgelisteten Merkmale aufweist. Insbesondere wird ein gattungsgemässes pulverkraftbetriebenes Setzgerät dahingehend verbessert, dass die hydropneumatische Dämpfeinrichtung frei von beweglichen Ventilteilen ist, und dass für das während des Verschiebevorgangs des Kolbens verdrängte flüssige Medium wenigstens eine Durchtrittsöffnung vorgesehen ist, welche einen Mindestquerschnitt aufweist und derart ausgebildet ist, dass das flüssige Medium, welches beim Eintauchvorgang des Kolbens in Setzrichtung in den vorderen Zylinderraum strömt, einen effektiven Strömungsquerschnitt aufweist, der dem Mindestquerschnitt der Durchtrittsöffnung entspricht, während bei der Rückstellung des Kolbens der effektive Strömungsquerschnitt des gegen die Setzrichtung in den hinteren Zylinderraum strömenden flüssigen Mediums im Bereich der Durchtrittsöffnung kleiner ist als deren Mindestquerschnitt.These objects are achieved by a powder-operated setting tool which has the features listed in the characterizing section of patent claim 1. In particular, a generic powder-operated setting tool is improved in such a way that the hydropneumatic damping device is free of movable valve parts and that for the liquid medium displaced during the displacement process of the piston there is at least one passage opening which has a minimum cross section and is designed such that the liquid medium , which flows into the front cylinder space in the setting direction when the piston is immersed, has an effective flow cross section that corresponds to the minimum cross section of the passage opening, while when the piston is reset, the effective flow cross section of the liquid medium flowing into the rear cylinder space against the setting direction in the region of the passage opening is smaller than their minimum cross section.

Die drosselklappenfreie Ausbildung der hydropneumatischen Dämpfeinrichtung hat den Vorteil, dass die beim Setzvorgang auftretenden Stosswellen zu keinen Beschädigungen der Ventileinrichtung und damit zu keiner Beeinträchtigung der Dämpfwirkung der Dämpfeinrichtung führen können. Die erfindungsgemässe Ausbildung der wenigstens einen Durchtrittsöffnung für das während der Verschiebung des Kolbens vom hinteren Zylindenaum in den vorderen und umgekehrt strömende flüssige Medium sorgt dafür, dass der Kolben rasch in den Zylinder eintauchen kann, um auf dlese Weise den Rückstoss beim Setzvorgang aufzunehmen und zu dämpfen, dass hingegen die Rückstellung des Kolbens in die Ausgangsstellung stärker gedämpft wird. Insbesondere ist die Durchtrittsöffnung derart gestaltet, dass dem beim Eintauchvorgang des Kolbens aus dem hinteren Zylinderraum verdrängten flüssigen Medium der gesamte Mindestquerschnitt der Durchtrittsöffnung zur Verfügung steht und der effektive Strömungsquerschnitt dem Mindestquerschnitt entspricht. Die Rückführung des Kolbens in seine Ausgangsstellung wird dadurch gebremst, dass das in den hinteren Zylinderraum zurückströmende flüssige Medium aufgrund der speziellen Ausbildung der Durchtrittsöffnung eine Strahlkontraktion erfährt. Somit wird der effektive Strömungsquerschnitt des zurückfliessenden Mediums im Bereich der Durchtrittsöffnung verringert; er ist um bis zu etwa 40% kleiner als der Mindestquerschnitt der Durchtrittsöffnung. Diese Verringerung des effektiven Strömungsquerschnitts resultiert in einem erhöhten Widerstand, den der in seine Ausgangsposition zurückgedrängte Kolben während seiner Verschiebung erfährt.The throttle valve-free design of the hydropneumatic damping device has the advantage that the shock waves occurring during the setting process cannot lead to any damage to the valve device and thus to no impairment of the damping effect of the damping device. The inventive design of the at least one passage opening for the liquid medium flowing during the displacement of the piston from the rear cylinder space into the front and vice versa ensures that the piston can quickly dip into the cylinder in order to absorb and dampen the recoil during the setting process that, on the other hand, the return of the piston to the initial position is damped more. In particular, the passage opening is designed in such a way that the entire liquid medium displaced from the rear cylinder space during the plunging-in process of the piston Minimum cross section of the passage opening is available and the effective flow cross section corresponds to the minimum cross section. The return of the piston to its initial position is slowed down by the fact that the liquid medium flowing back into the rear cylinder chamber experiences a jet contraction due to the special design of the passage opening. The effective flow cross section of the medium flowing back is thus reduced in the region of the passage opening; it is up to about 40% smaller than the minimum cross section of the passage opening. This reduction in the effective flow cross section results in an increased resistance which the piston pushed back into its starting position experiences during its displacement.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante ist die Durchtrittsöffnung im Bereich ihres Mindestquerschnitts scharfkantig berandet und in Eintauchrichtung des Kolbens erweitert ausgebildet. Durch diese Ausgestaltung der Durchtrittsöffnung ist gewährleistet, dass der effektive Strömungsquerschnitt während des Eintauchvorgangs dem geometrischen Mindestquerschnitt der Durchtrittsöffnung entspricht. Während der gegenläufigen Strömung des flüssigen Mediums sorgt die scharfkantige Berandung der Durchtrittsöffnung im Bereich ihres Mindestquerschnitts für eine Wirbelbildung in der Flüssigkeitsströmung. Durch die Wirbel unmittelbar hinter dem engsten Bereich der Durchtrittsöffnung kommt es zur Strahlkontraktion. Dadurch wird der effektive Strömungsquerschnitt verengt.In a particularly preferred embodiment variant, the passage opening is edged with sharp edges in the region of its minimum cross section and is designed to be expanded in the plunging direction of the piston. This configuration of the passage opening ensures that the effective flow cross section during the immersion process corresponds to the geometric minimum cross section of the passage opening. During the opposite flow of the liquid medium, the sharp-edged border of the passage opening in the area of its minimum cross section creates a vortex in the liquid flow. The vortices contract behind the narrowest area of the passage opening. This narrows the effective flow cross-section.

Vorzugsweise ist der Querschnitt der Durchtrittsöffnung in Eintauchrichtung des Kolbens im wesentlichen kontinuierlich oder quasikontinuierlich erweitert ausgebildet. Im Idealfall ist dazu wenigstens eine Begrenzungsfläche der Durchtrittsöffnung kontinuierlich gekrümmt ausgebildet bzw. in einer oder in mehreren Stufen gephast. Auf diese Weise ist während des Eintauchvorgangs des Kolbens eine im wesentlichen laminare Strömung des flüssigen Mediums gewährleistet, dessen effektiver Strömungsquerschnitt dem geometrischen Mindestquerschnitt der Durchtrittsöffnung entspricht. Während des Rückstellvorgangs, bei gegenläufiger Strömung des flüssigen Mediums, können sich unmittelbar hinter der Auftreffkante der Durchtrittsöffnung bereits Wirbel bilden, welche dadurch bereits im Anfangsbereich der Durchflussöffnung den Strömungsquerschnitt verengen.The cross section of the passage opening in the plunging direction of the piston is preferably of substantially continuous or quasi-continuous configuration. Ideally, at least one boundary surface of the passage opening is designed to be continuously curved or to be phased in one or more stages. In this way, an essentially laminar flow of the liquid medium is ensured during the plunging process of the piston, the effective flow cross section of which corresponds to the geometric minimum cross section of the passage opening. During the resetting process, when the liquid medium flows in opposite directions, vortices can already form directly behind the impact edge of the passage opening, which thereby narrow the flow cross-section in the initial area of the flow opening.

Eine konstruktiv einfach zu realisierende Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, eine oder mehrere Durchtrittsöffnungen im Kolben bzw. am Kolbenumfang anzuordnen.A design variant of the invention that is simple to construct provides for one or more passage openings to be arranged in the piston or on the piston circumference.

In einer Weiterbildung dieser Ausführungsvariante ist die Durchtrittsöffnung als, vorzugsweise von Führungsstegen unterbrochener, Ringspalt zwischen dem Kolben und der Zylinderinnenwandung ausgebildet. Dabei erstreckt sich die dem vorderen Zylinderraum zugewandte Kolbengrenzfläche im wesentlichen senkrecht zur Zylinderwand und besitzt den grössten Durchmesser. Zum hinteren Zylinderraum hin nimmt der Durchmesser des Kolbens kontinuierlich oder quasikontinuierlich ab. Auf diese Weise wird die gewünschte Form der Durchtrittsöffnung(en) erreicht und dennoch ist aufgrund der Führungsstege eine zuverlässige Führung des Kolbens im Zylinder gegeben.In a further development of this embodiment variant, the passage opening is designed as an annular gap, preferably interrupted by guide webs, between the piston and the inner wall of the cylinder. The piston interface facing the front cylinder chamber extends essentially perpendicular to the cylinder wall and has the largest diameter. The diameter of the piston decreases continuously or quasi-continuously towards the rear cylinder chamber. In this way, the desired shape of the passage opening (s) is achieved, and nevertheless, due to the guide webs, the piston is reliably guided in the cylinder.

Eine alternative Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, eine oder mehrere Durchtrittsöffnungen als Bypass in der Zylinderwand anzuordnen. Eine vordere Mündung des Bypasses weist den Mindestquerschnitt auf und ist im vorderen Zylinderraum angeordnet. Eine hintere Mündung des Bypasses weist einen grösseren Querschnitt als der Mindestquerschnitt auf und befindet sich im hinteren Zylinderraum. Der Verschiebeweg des Kolbens erstreckt sich zwischen den beiden Mündungen. Bei dieser Ausführungsvariante bestehen keine speziellen Anforderungen bezüglich der Ausbildung des Kolbens.An alternative embodiment variant of the invention provides for one or more passage openings to be arranged as a bypass in the cylinder wall. A front mouth of the bypass has the minimum cross section and is arranged in the front cylinder space. A rear mouth of the bypass has a larger cross section than the minimum cross section and is located in the rear cylinder space. The displacement path of the piston extends between the two mouths. In this embodiment variant, there are no special requirements with regard to the design of the piston.

Im folgenden wird die Erfindung mit allen ihr als wesentlich zugehörigen Einzelheiten an Hand von Ausführungsbeispielen, unter Bezugnahme auf die teilweise schematischen Darstellungen, näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1
ein Bolzensetzgerät in Ruhestellung, teilweise im Längsschnitt;
Fig. 2
das Bolzensetzgerät nach Fig. 1, in Zündbereitschaftsstellung, teilweise im Längsschnitt;
Fig. 3
eine Funktionsdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Dämpfeinrichtung mit eintauchendem Kolben;
Fig. 4
eine Funktionsdarstellung gemäss Fig. 3 im Stadium des Zurückstellens des Kolbens und
Fig. 5
ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindunggemässen Dämpfeinrichtung.
In the following, the invention is explained in more detail with all the details that are essential to it, using exemplary embodiments and with reference to the partially schematic representations. Show it:
Fig. 1
a bolt-operated tool in the rest position, partially in longitudinal section;
Fig. 2
1, in the ignition-ready position, partially in longitudinal section;
Fig. 3
a functional representation of a first embodiment of the damping device according to the invention with a plunging piston;
Fig. 4
3 in the stage of resetting the piston and
Fig. 5
a further embodiment of the damping device according to the invention.

Das Bolzensetzgerät verfügt über ein mehrteiliges, zu einer Einheit verbundenes Führungsgehäuse 1, bestehend aus einem vorderen Gehäuseteil 2, einem hinteren Gehäuseteil 3 und einem das hintere Gehäuseteil 3 verschliessenden Deckel 4. Im vorderen Gehäuseteil 2 ist ein Lauf 5 mit einer daran vorderseitig festgelegten Bolzenführung 6 verschiebbar gelagert. Der Lauf 5 und die Bolzenführung 6 nehmen einen Treibkolben 7 auf. In die der Führung des Treibkolbens 7 dienende Laufbohrung 5a mündet hinterseitig ein Kartuschenlager 5b. Der Begrenzung des Verschiebeweges von Lauf 5 und Bolzenführung 6 dient eine Anschlagschraube 8, die mit einer Schulter 5c des Laufes 5 zusammenwirkt. Der Lauf 5 wird von einem im hinteren Gehäuseteil 3 verschiebbar gelagerten Stössel 9 durch die Kraft einer Feder 11 in die der Fig. 1 entnehmbare Anschlagstellung verschoben.The bolt-actuating device has a multi-part guide housing 1 connected to a unit, consisting of a front housing part 2, a rear housing part 3 and a cover 4 closing the rear housing part 3. In the front housing part 2 there is a barrel 5 with a bolt guide 6 fixed to it on the front slidably mounted. The barrel 5 and the pin guide 6 accommodate a driving piston 7. A cartridge bearing 5b opens into the rear of the running bore 5a which serves to guide the driving piston 7. A stop screw 8, which interacts with a shoulder 5c of the barrel 5, serves to limit the displacement path of the barrel 5 and the bolt guide 6. The barrel 5 is displaced by a plunger 9 which is displaceably mounted in the rear housing part 3 by the force of a spring 11 into the stop position shown in FIG. 1.

Zum Zuführen beispielsweise in einem Trägerstreifen gelagerter Kartuschen ist im Führungsgehäuse 1 ein dieses durchquerender Kanal 1a vorgesehen. Im hinteren Gehäuseteil 3 ist eine Zündeinrichtung 12 angeordnet. Diese besteht aus einem Zündstift 13 mit einer Zündnase 13a, die in Setzrichtung in den Kanal 1a einzuragen vermag. Der Zündstift 13 ist von einem Mitnahmestift 13b durchquert, der für den Spannvorgang der Zündeinrichtung 12 in die Verschiebebahn einer Mitnahmeschulter 9a des Stössels 9 eingerückt ist. Der Zündstift 13 wird in Setzrichtung von einer Zündfeder 14 beaufschlagt, die sich ebenso wie die Feder 11 rückwärtig am Deckel 4 abstützt.To feed cartridges stored in a carrier strip, for example, a channel 1a passing through the guide housing 1 is provided. An ignition device 12 is arranged in the rear housing part 3. This consists of an ignition pin 13 with an ignition lug 13a, which can protrude into the channel 1a in the setting direction. The firing pin 13 is traversed by a driving pin 13b, which is inserted into the displacement path of a driving shoulder 9a of the plunger 9 for the tensioning process of the ignition device 12. The ignition pin 13 is acted upon in the setting direction by an ignition spring 14 which, like the spring 11, is supported on the rear of the cover 4.

Am Führungsgehäuse 1 ist ein im wesentlichen seitlich abstehendes Griffteil 15 parallel zur Laufachse verschiebbar gelagert. Im Griffteil 15 ist ein Trigger 16 angeordnet. Zwischen einem Stützlager 3a am hinteren Gehäuseteil 3 und einer am Griffteil 15 angeordneten Wanne 15a ist eine Dämpfeinrichtung 17 eingespannt. Diese besteht aus einem Zylinder 18, in dessen hinterer Zone sich ein Trennkolben 19 befindet. Vor dem Trennkolben 19 ist das Zylindervolumen mit einem flüssigen Medium 21, insbesondere Oel, gefüllt. Hinter dem Trennkolben 19 befindet sich ein vorgespanntes Gaspolster 22. Der Gasdruck wird über den Trennkolben 19 auf das flüssige Medium 21 übertragen. In dem das flüssige Medium 21 beinhaltenden Zylinderraum ist ein Kolben 23 gelagert, der mit einem Schaft 23a aus dem Zylinder 18 ragt und sich am Gehäuseteil 2 abstützt. Der Kolben 23 unterteilt das für das flüssige Medium zur Verfügung stehende Volumen in einen vorderen Zylinderraum 25 und in einen hinteren Zylinderraum, an den der Trennkolben 19 und der Raum mit dem vorgespannten Gaspolster 22 anschliesst.On the guide housing 1, an essentially laterally protruding grip part 15 is slidably mounted parallel to the barrel axis. A trigger 16 is arranged in the handle part 15. A damping device 17 is clamped between a support bearing 3a on the rear housing part 3 and a trough 15a arranged on the handle part 15. This consists of a cylinder 18, in the rear zone of which there is a separating piston 19. Before the separating piston 19, the cylinder volume is filled with a liquid medium 21, in particular oil. A prestressed gas cushion 22 is located behind the separating piston 19. The gas pressure is transmitted to the liquid medium 21 via the separating piston 19. In the cylinder space containing the liquid medium 21, a piston 23 is mounted, which projects from the cylinder 18 with a shaft 23a and is supported on the housing part 2. The piston 23 divides the volume available for the liquid medium into a front cylinder space 25 and a rear cylinder space, to which the separating piston 19 and the space with the prestressed gas cushion 22 adjoins.

Das unter dem Druck des Gaspolsters 22 stehende flüssige Medium 21 beaufschlagt den im Zylinder 18 befindlichen Teil des Kolbens 23 allseitig. In Axialprojektion ist die rückwärtige Stimfläche des Kolbens 23 grösser als die um den Querschnitt des Schaftes 23a verkleinerte vorderseitige Stimfläche. Diese Flächendifferenz bewirkt das Vortreiben des Kolbens 23 gegen das Stützlager 3a. Dadurch wird das Griffteil 15 gegenüber dem Führungsgehäuse 1 entgegen der Setzrichtung in der gezeigten Stellung gehalten, welche durch Auflaufen eines griffseitigen Anschlagteiles 15b am Auslauf einer Längsöffnung 2a des vorderen Gehäuseteiles 2 definiert ist.The liquid medium 21 under the pressure of the gas cushion 22 acts on all sides of the part of the piston 23 located in the cylinder 18. In the axial projection, the rear end face of the piston 23 is larger than the front end face reduced by the cross section of the shaft 23a. This difference in area causes the piston 23 to be driven against the support bearing 3a. As a result, the grip part 15 is held in the position shown relative to the guide housing 1 against the setting direction, which is defined by the run-up of a grip-side stop part 15b at the outlet of a longitudinal opening 2a of the front housing part 2.

Die Zündbereitschaftsstellung gemäss Fig. 2 wird erlangt, indem das mit einer Kartusche 10 und einem Nagel 20 bestückte Bolzensetzgerät in der Bolzenführung 6 gegen ein zu befestigendes Teil 28, das an einem Bauteil 27 aufliegt, gedrückt wird. Dabei wird der Stössel 9 vom Lauf 5 im Führungsgehäuse 1 gegen die Kraft der Feder 11 entgegen der Setzrichtung verschoben. Der Stössel 9 nimmt dabei unter Angriff der Mitnahmeschulter 9a am Mitnahmestift 13b auch den Zündstift 13 entgegen der Setzrichtung gegen die Kraft der Zündfeder 14 mit. Die zum Erlangen der Zündbereitschaftsstellung zu überwindenden Kräfte sind kleiner als die Ansprechkraft der Dämpfeinrichtung 17, so dass die besagten Kräfte vom Griffteil 15 auf das Führungsgehäuse 1 übertragen werden können, ohne dass es zu einem gegenseitigen Verschieben dieser Teile kommt.The ignition readiness position according to FIG. 2 is achieved by pressing the bolt-setting device equipped with a cartridge 10 and a nail 20 in the bolt guide 6 against a part 28 to be fastened which rests on a component 27. The plunger 9 is displaced from the barrel 5 in the guide housing 1 against the force of the spring 11 against the setting direction. The plunger 9 also takes the ignition pin 13 against the force of the ignition spring 14 against the setting direction when the driving shoulder 9a engages on the driving pin 13b. The forces to be overcome in order to achieve the ignition readiness position are smaller than the response force of the damping device 17, so that the said forces can be transmitted from the handle part 15 to the guide housing 1 without these parts being mutually displaced.

Die Dämpfeinrichtung 17 ist zur Aufnahme des Rückstosses beim Setzvorgang ausgebildet und unterbindet die Übertragung von störenden oder gar schädlichen Erschütterungen auf die Bedienungsperson. Die Rückstosskräfte des Laufes 5 werden über das Führungsgehäuse 1 auf den Kolben 23 übertragen. Zum Unterschied von den aus dem Stand der Technik bekannten Einrichtungen ist die erfindungsgemässe Dämpfeinrichtung mit drosselklappenfreien Durchtrittsöffnungen 24 für das während der Verschiebung des Kolbens 23 mit Druck beaufschlagte flüssige Medium 21 ausgestattet. Durch die Rückstosskräfte des Laufes 5 taucht der Kolben in den Zylinder 18 ein, wobei das flüssige Medium 21 aus dem hinter dem Kolben 23 liegenden Zylindenaum 26 in den vorderen Zylinderraum 25 überströmt. Die Durchtrittsöffnungen 24 sind derart ausgebildet, dass dem flüssigen Medium 21 beim Eintauchen der volle Mindestquerschnitt der Durchtrittsöffnungen 24 zur Verfügung steht. Der effektive Strömungsquerschnitt S des vom hinteren 26 in den vorderen Zylinderraum 25 überströmenden flüssigen Mediums 21 entspricht dem Mindestquerschnitt der Durchtrittsöffnungen 24. Dieser Mindestquerschnitt sowie die Anzahl der Durchtrittsöffnungen 24 sind derart gewählt, dass ein rasches, gedämpftes Eintauchen des Kolbens 23 erfolgt.The damping device 17 is designed to absorb the recoil during the setting process and prevents the transmission of disturbing or even damaging vibrations to the operator. The recoil forces of the barrel 5 are transmitted to the piston 23 via the guide housing 1. In contrast to the devices known from the prior art, the damping device according to the invention is equipped with throttle-free passage openings 24 for the liquid medium 21 which is pressurized during the displacement of the piston 23. The piston is immersed in the cylinder 18 by the recoil forces of the barrel 5, the liquid medium 21 flowing out of the cylinder space 26 behind the piston 23 into the front cylinder space 25. The passage openings 24 are designed such that the liquid medium 21 has the full minimum cross section of the passage openings 24 when immersed. The effective flow cross section S of the liquid medium 21 flowing from the rear 26 into the front cylinder chamber 25 corresponds to the minimum cross section of the passage openings 24. This minimum cross section and the number of Passage openings 24 are selected in such a way that the plunger 23 is immersed quickly and damped.

Anschliessend wird der Kolben 23 durch den Druck des Gaspolsters 22, wie eingangs beschrieben, wieder in die der Fig. 1 entnehmbare Ausgangsstellung zurückgeführt. Um zu verhindern, dass der Kolben 23 federnd zurückgeführt wird, sind die Durchtrittsöffnungen 24 derart ausgebildet, dass der effektive Strömungsquerschnitt S des aus dem vorderen 25 in den hinteren Zylinderraum 26 überströmenden flüssigen Mediums 21 kleiner ist, als der Mindestdurchmesser der Durchtrittsöffnungen 24. Dadurch setzt das flüssige Medium 21 der Rückstellbewegung des Kolbens 23 einen erhöhten Widerstand entgegen, wodurch die Dämpfwirkung erhöht wird und der Kolben 23 langsam in die Ausgangstellung zurückgeführt wird. Nach dem Abheben des Bolzensetzgerätes treiben die Feder 11 und die Zündfeder 14 auch die weiteren Teile in Ruhestellung.The piston 23 is then returned to the initial position shown in FIG. 1 by the pressure of the gas cushion 22, as described at the beginning. In order to prevent the piston 23 from being returned in a resilient manner, the passage openings 24 are designed such that the effective flow cross section S of the liquid medium 21 flowing from the front 25 into the rear cylinder space 26 is smaller than the minimum diameter of the passage openings 24 the liquid medium 21 counteracts the return movement of the piston 23, whereby the damping effect is increased and the piston 23 is slowly returned to the starting position. After lifting the bolt-actuating device, the spring 11 and the ignition spring 14 also drive the other parts in the rest position.

In den Fig. 3 und 4 ist die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Dämpfeinrichtung 17 mit speziell ausgebildeten Durchtrittsöffnungen 24 schematisch dargestellt. In der ausschnittsweisen Darstellung der Dämpfeinrichtung 17 in Fig. 3 ist der Eintauchvorgang des Kolbens 23 durch den Pfeil E angedeutet. Während des Eintauchvorgangs strömt das flüssige Medium 21 aus dem hinteren Zylinderraum 26 durch die Durchtrittsöffnung 24 in den vorderen Zylindenaum 25. Die Durchtrittsöffnung 24 ist von der Zylinderwand 18a und der dieser zugewandten Kolbenfläche 23b begrenzt. Das flüssige Medium 21 ist durch Strömungslinien angedeutet. Durch die spezielle Ausbildung der Durchtrittsöffnung 24 bleibt es im wesentlichen bei einer laminaren Strömung und der effektive Strömungsquerschnitt des flüssigen Mediums entspricht dem Mindestquerschnitt M der Durchtrittsöffnung 24. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel vergrössert sich der Querschnitt der Durchtrittsöffnung 24 ausgehend vom Mindestquerschnitt M in Richtung des hinteren Zylinderraums 26 kontinuierlich. Dies wird dadurch erreicht, dass eine Begrenzungsfläche der Durchtrittsöffnung 24, welche zugleich die der Zylinderwand 18a zugewandte Kolbenfläche 23b ist, gekrümmt ausgebildet ist.3 and 4, the operation of the damping device 17 according to the invention with specially designed passage openings 24 is shown schematically. 3, the plunging process of the piston 23 is indicated by the arrow E. During the immersion process, the liquid medium 21 flows from the rear cylinder space 26 through the passage opening 24 into the front cylinder space 25. The passage opening 24 is delimited by the cylinder wall 18a and the piston surface 23b facing it. The liquid medium 21 is indicated by flow lines. Due to the special design of the passage opening 24, the laminar flow essentially remains, and the effective flow cross section of the liquid medium corresponds to the minimum cross section M of the passage opening 24. In the present exemplary embodiment, the cross section of the passage opening 24 increases starting from the minimum cross section M in the direction of the rear cylinder space 26 continuously. This is achieved in that a boundary surface of the passage opening 24, which is also the piston surface 23b facing the cylinder wall 18a, is curved.

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, in dem sich der Querschnitt der Durchtrittsöffnung 24 quasikontinuierlich erweitert. Dies wird dadurch erreicht, dass die der Zylinderwand 18a zugewandte Kolbenfläche 23b ein oder mehrstufig gephast ausgebildet ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Kolbenfläche 23b in drei Stufen gephast. In dieser zur Fig. 3 analogen Prinzipdarstellung ist die Rückstellbewegung des Kolbens 23 durch den Pfeil R angedeutet. Das flüssige Medium 21 ist durch Strömungslinien symbolisiert. Während des Rückstellens des Kolbens 23 in seine Ausgangsstellung (Fig. 1) strömt das aus dem vorderen Zylindenaum 25 verdrängte flüssige Medium 21 durch die Durchtrittsöffnung 24 in den hinteren Zylinderraum 26. An der dem vorderen Zylinderraum 25 zugewandten scharfkantigen Berandung der Durchtrittsöffnung 24 bilden sich Wirbel W, die zu einer Stralilkontraktion des flüssigen Mediums 21 führen. Dadurch ist der effektive Strömungsquerschnitt S kleiner als der Mindestquerschnitt M der Durchtrittsöffnung 24. Das Zurückströmen des flüssigen Mediums wird dadurch stark gedrosselt, wodurch der Kolben 23 nur langsam in die Ausgangsstellung zurückgestellt wird.Fig. 4 shows an embodiment in which the cross section of the passage opening 24 widens quasi-continuously. This is achieved in that the piston surface 23b facing the cylinder wall 18a is designed to be phased in one or more stages. In the illustrated embodiment, the piston surface 23b is phased in three stages. In this basic representation analogous to FIG. 3 shows the return movement of the piston 23 by the arrow R. The liquid medium 21 is symbolized by flow lines. During the return of the piston 23 to its starting position (FIG. 1), the liquid medium 21 displaced from the front cylinder space 25 flows through the passage opening 24 into the rear cylinder space 26. Vortexes form on the sharp-edged edge of the passage opening 24 facing the front cylinder space 25 W, which lead to a stralil contraction of the liquid medium 21. As a result, the effective flow cross section S is smaller than the minimum cross section M of the passage opening 24. The backflow of the liquid medium is thereby greatly restricted, as a result of which the piston 23 is only slowly returned to the starting position.

Fig. 5 zeigt in ähnlicher schematischer Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel der Dämpfungseinrichtung 17. In diesem Fall ist die Durchtrittsöffnung 24 als Bypass in der Wand des Zylinders 18 vorgesehen. Der Bypass weist zwei Mündungen auf, die durch einen Kanal 24c verbunden sind. Eine vordere Mündung 24a ist im vorderen Zylinderraum 25 vor der Ruhelage des Kolbens 23 angeordnet und eine hintere Mündung 24b befindet sich im hinteren Zylindenaum 26 hinter der maximalen Eintauchposition des Kolbens 23. Der Verschiebeweg des Kolbens 23 erstreckt sich zwischen den beiden Mündungen 24a bzw. 24b. Das unterschiedliche Verhalten der Dämpfeinrichtung 17 beim Eintauchen des Kolbens 23 bzw. beim Rückstellen wird durch die unterschiedliche Ausbildung der Mündungen erreicht. Die hintere Mündung 24b ist vorzugsweise trichterförmig erweitert und weitgehend frei von scharfkantigen Begrenzungsbereichen. Die vordere Mündung 24a weist demgegenüber scharfe Kanten auf, an denen Wirbel auftreten, die sich durch den Kanal 24 c fortsetzen und zu einer Strahlkontraktion des durchströmenden flüssigen Mediums führen.Fig. 5 shows a similar schematic representation of another embodiment of the damping device 17. In this case, the passage opening 24 is provided as a bypass in the wall of the cylinder 18. The bypass has two openings which are connected by a channel 24c. A front orifice 24a is arranged in the front cylinder space 25 before the rest position of the piston 23 and a rear orifice 24b is located in the rear cylinder space 26 behind the maximum immersion position of the piston 23. The displacement path of the piston 23 extends between the two orifices 24a and 24b . The different behavior of the damping device 17 when the piston 23 is immersed or when it is reset is achieved by the different design of the orifices. The rear mouth 24b is preferably funnel-shaped and largely free of sharp-edged boundary areas. In contrast, the front mouth 24a has sharp edges, at which vortices occur, which continue through the channel 24 c and lead to a jet contraction of the liquid medium flowing through.

In einer nicht dargestellten, konstruktiv besonders einfachen Ausführungsvariante der Dämpfeinrichtung sind in die Zylinderwand Nuten eingefräst, welche sich im wesentlichen über den Bereich des vorderen und des hinteren Zylinderraums erstrecken. Die Nuten wirken mit einem Kolben zusammen, der schaftseitig an der Zylinderwand anliegt und dessen Querschnitt sich vom Anlagebereich des Kolbens in Richtung der hinteren Zylinderkammer kontinuierlich oder quasikontinuierlich verringert.In a design variant of the damping device that is particularly simple in terms of construction and not shown, grooves are milled into the cylinder wall, which essentially extend over the area of the front and rear cylinder space. The grooves cooperate with a piston which abuts the cylinder wall on the shaft side and whose cross-section decreases continuously or quasi-continuously from the bearing region of the piston in the direction of the rear cylinder chamber.

Das erfindungsgemässe pulverkraftgetriebene Setzgerät weist über die gesamte Einsatzdauer des Geräts keine nennenswerte Verschlechterung der Dämpfwirkung gegenüber dem beim Setzvorgang auftretenden Rückstoss auf. Ein federndes Zurückschnellen des Kolbens der Dämpfeinrichtung nach dem Eintauchen wird zuverlässig vermieden. Das Setzgerät bietet für das Bedienungspersonal im Betrieb einen hohen Komfort, da kaum nenneswerte Erschütterungen auf die Bedienungsperson einwirken. Zudem weist das Gerät eine handliche Bauweise auf.The powder-powered setting tool according to the invention shows no appreciable deterioration in the damping effect over the entire period of use of the tool compared to the recoil occurring during the setting process. A springing back of the piston of the damping device after immersion is reliably avoided. The setting tool offers the operator a high level of comfort during operation, since the operator has hardly any significant vibrations. In addition, the device has a handy design.

Claims (6)

Pulverkraftbetriebenes Bolzensetzgerät mit hydropneumatischer Dämpfeinrichtung mit einem als Führungsgehäuse (1) für eine Treibkolbenführung (5, 6) ausgebildeten Gerätetell und einem als Griffteil (15) ausgebildeten Geräteteil, welches gegen die Kraft einer hydropneumatischen Dämpfeinrichtung (17) in Setzrichtung gegenüber dem Führungsgehäuse (1) verschiebbar ist, wobei das eine Geräteteil als Aufnahme eines ein flüssiges Medium (21) unter Gasdruck beinhaltenden Zylinders (18) und das andere Geräteteil mit einem im Zylinder (18) gegen den Strömungswiderstand des flüssigen Mediums (21) verschiebbaren Kolben (23) zusammenwirkt, welcher den Zylinder (18) in einen vorderen Zylindenaum (25) und in einen hinteren Zylinderraum (26) unterteilt, dadurch gekennzeichnet, dass die hydropneumatische Dämpfeinrichtung (17) frei von beweglichen Ventilteilen ist, und dass für das während des Verschiebevorgangs des Kolbens (23) mit Druck beaufschlagte flüssige Medium (21) wenigstens eine Durchtrittsöffnung (24) vorgesehen ist, welche einen Mindestquerschnitt (M) aufweist und derart ausgebildet ist, dass das beim Eintauchvorgang des Kolbens (23) in Setzrichtung in den vorderen Zylinderraum (25) strömende Medium (21) einen effektiven Srömungsquerschnitt (S) aufweist, der dem Mindestquerschnitt (M) der Durchtrittsöffnung (24) entspricht, während bei der Rückstellung des Kolbens (23) der effektive Strömungsquerschnitt (S) des gegen die Setzrichtung in den hinteren Zylinderraum (26) überströmenden flüssigen Mediums (21) im Bereich der Durchtrittsöffnung (24) kleiner ist als deren Mindestquerschnitt (M).Powder-operated bolt-setting tool with hydropneumatic damping device with a device part designed as a guide housing (1) for a driving piston guide (5, 6) and a device part designed as a handle part (15), which counteracts the force of a hydropneumatic damping device (17) in the setting direction relative to the guide housing (1) is displaceable, the one part of the device cooperating as a receptacle for a cylinder (18) containing a liquid medium (21) under gas pressure and the other part of the device cooperating with a piston (23) which can be displaced in the cylinder (18) against the flow resistance of the liquid medium (21), which divides the cylinder (18) into a front cylinder space (25) and a rear cylinder space (26), characterized in that the hydropneumatic damping device (17) is free of movable valve parts, and for that during the displacement process of the piston (23 ) at least pressurized liquid medium (21) s a passage opening (24) is provided which has a minimum cross section (M) and is designed such that the medium (21) flowing into the front cylinder space (25) in the setting direction during the plunging process of the piston (23) has an effective flow cross section (S) which corresponds to the minimum cross-section (M) of the passage opening (24), while when the piston (23) is reset, the effective flow cross-section (S) of the liquid medium (21) overflowing into the rear cylinder chamber (26) against the setting direction in the region of Passage opening (24) is smaller than its minimum cross section (M). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchtrittsöffnung (24) im Bereich ihres Mindestquerschnitts (M) scharfkantig berandet ist und in Eintauchrichtung des Kolbens (23) erweitert ausgebildet ist.Device according to claim 1, characterized in that the passage opening (24) has sharp edges in the area of its minimum cross-section (M) and is designed to be widened in the plunging direction of the piston (23). Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Durchtrittsöffnung (24) im wesentlichen kontinuierlich oder quasikontinuierlich erweitert ausgebildet ist, indem wenigstens eine Begrenzungsfläche (23b) der Durchtrittsöffnung (24) gekrümmt ausbebildet ist bzw. in einer oder in mehreren Stufen gephast ist.Apparatus according to claim 2, characterized in that the cross section of the passage opening (24) is substantially continuously or quasi-continuously expanded, in that at least one boundary surface (23b) of the passage opening (24) is curved or is chamfered in one or more stages . Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Durchtrittsöffnungen (24) im Kolben (23) bzw. am Kolbenumfang vorgesehen sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that one or more passage openings (24) are provided in the piston (23) or on the piston circumference. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchtrittsöffnung (24) als, vorzugsweise von Führungsstegen unterbrochener, Ringspalt zwischen dem Kolben (23) und der Zylinderwand (18a) ausgebildet ist, wobei die dem vorderen Zylinderraum (25) zugewandte Kolbenfläche sich im wesentlichen senkrecht zur Zylinderwand (18a) erstreckt und den grössten Durchmesser aufweist und der Durchmesser des Kolbens (23) zum hinteren Zylinderraum (26) hin kontinuierlich oder quasikontinuierlich abnimmt.Apparatus according to claim 4, characterized in that the passage opening (24) is designed as an annular gap, preferably interrupted by guide webs, between the piston (23) and the cylinder wall (18a), the piston surface facing the front cylinder space (25) essentially changing extends perpendicular to the cylinder wall (18a) and has the largest diameter and the diameter of the piston (23) towards the rear cylinder chamber (26) decreases continuously or quasi-continuously. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Durchtrittsöffnungen (24) als Bypass (24a, 24b, 24c) in der Zylinderwand (18a) vorgesehen sind, wobei eine vordere Mündung (24a) der Durchtrittsöffnung (24) mit dem Mindestquerschnitt (M) im vorderen Zylinderraum (25) angeordnet ist und sich eine hintere Mündung (24b) mit einem Querschnitt grösser als der Mindestquerschnitt im hinteren Zylinderraum (26) befindet und der Kolben (23) einen Verschiebeweg aufweist, der sich zwischen den beiden Mündungen (24a, 24b) erstreckt.Device according to one of the preceding claims, characterized in that one or more passage openings (24) are provided as a bypass (24a, 24b, 24c) in the cylinder wall (18a), a front mouth (24a) of the passage opening (24) with the Minimum cross section (M) is arranged in the front cylinder chamber (25) and there is a rear opening (24b) with a cross section larger than the minimum cross section in the rear cylinder chamber (26) and the piston (23) has a displacement path which is between the two openings (24a, 24b) extends.
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