EP1097785B1 - Pulverkraftbetriebenes Setzgerät - Google Patents
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- sealing
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- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
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- B25C1/08—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices operated by combustion pressure
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- B25C1/10—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices operated by combustion pressure generated by detonation of a cartridge
- B25C1/16—Cartridges specially adapted for impact tools; Cartridge and bolts units
- B25C1/163—Cartridges
Definitions
- the invention relates to a powder-operated setting tool according to the preamble of patent claim 1.
- a powder power driven setting tool which has a guide cylinder with an inner bore in which a drive piston is arranged axially displaceable.
- a relative to the guide cylinder substantially coaxially arranged shock bottom closes against the setting direction of the guide cylinder.
- This impact floor has a cartridge bearing in a setting direction end region. The clear width of the cartridge storage increases towards the free end of the floor.
- the guide cylinder has, at an end region pointing in the opposite direction to the setting direction, an annular cutout in which an annular sealing element is arranged.
- the annular cut-out divides the end region of the guide cylinder pointing in the opposite direction to the setting direction into a central cylindrical section and an annular outer section surrounding this cylindrical section at a distance.
- the free end of the central portion forms a counter surface with which a cartridge inserted in the cartridge storage can be fixed.
- the counter surface projects beyond the remaining part of the front side against the setting direction.
- the propellant gas pressure generated when igniting the cartridge passes from the cartridge bearing via a connecting channel to an inner wall of the annular sealing element with a U-shaped cross-section, the opening of which is open towards the central longitudinal axis of the sealing element.
- the propellant gas pressure generated by the cartridge does not act entirely in the setting direction on the sealing element in this known setting tool, but in two parallel to the setting direction, opposite directions, so that an expansion of the sealing element takes place in two opposite directions.
- the invention has for its object to provide a powder-powered setting tool, wherein the sealing member seals the receiving chamber well and is pressed with a contact pressure against the first part, which corresponds to the propellant gas pressure.
- the inventive design and arrangement of the annular sealing element allows a propellant gas pressure-dependent pressing of the sealing element against the first part.
- the propellant gas pressure produced when igniting a cartridge is conducted from the cartridge bearing via the connecting channels of the second part to a bottom of the annular cutout and deflected from there to a counter to the setting direction facing engagement surface of the annular sealing element.
- the displaceable within the annular cutout parallel to the setting direction sealing element is thus strongly pressed at a high propellant gas pressure and less at a lower propellant gas pressure against the first part with the interposition of the receiving part and the cover part of the cartridge.
- the sealing element preferably has a sealing portion and at a setting direction end portion of the sealing portion a flange-like extension, the outer contour is greater than the largest clear width of the annular cutout.
- the distance between the flange-like enlargement and the engagement surface of the sealing element pointing in the opposite direction to the setting direction is smaller than the depth of the annular cutout extending parallel to the setting direction.
- the annular sealing element thus supports against the setting direction of the setting direction side end face of the second part.
- propellant gases may be a small amount between the outer wall of the sealing element and the Outer wall of the annular cutout escape.
- a venting channel opens into a circumferentially formed recess which is arranged on an end face of the shock bottom pointing in the setting direction and which, starting from the outer contour of the annular cutout, radially outside, but not extending to the outer contour of the floor.
- the sealing section of the sealing element cooperates expediently with a sealing region of the annular cutout.
- the sealing region is preferably formed by at least one lamellar seal, which is arranged in a lateral recess of the annular cutout.
- the opposite surface of the second part projects beyond the largest clear width of the cartridge bearing in the radial direction.
- the first part is expediently formed by a guide cylinder and the second part by a buttock of the setting tool.
- the powder-operated setting device shown in FIGS. 1 and 2 has a first part in the form of a guide cylinder 1 and a second part in the form of a shock-absorbing bottom 2. Both parts are arranged substantially coaxially with each other and parallel to the setting direction mutually displaceable.
- the impact floor 2 facing end region has a cartridge storage 3, whose clear width W1 increases towards the bottom 2 shock.
- an inner bore 21, in the a drive piston 22 is arranged axially displaceable.
- the inner bore 21 communicates with the cartridge bearing 3 via a connecting bore 20 in connection.
- a cartridge 4 is arranged, which has a receiving part 5 with, for example, a plurality of receiving areas, which serve to receive a powdery propellant charge, for example.
- a receiving part 5 with, for example, a plurality of receiving areas, which serve to receive a powdery propellant charge, for example.
- the receiving areas can be closed by means of a cover part 6. Both the receiving part 5 and the cover part 6 are formed from a thin-walled film
- the bottom of the bullet 2 has on a side facing the cartridge bearing 3 side an annular cutout 7, which faces the cartridge storage 3 end portion of the bottom 2 in a central shock-absorbing base cylindrical portion and a cylindrical portion surrounding this cylindrical portion at a distance annular outer portion divided.
- connecting channels 13 which extend from a bottom of the annular cutout 7 to a counter surface 14, which is formed by the cartridge bearing 3 facing the end face of the cylindrical portion is. Starting from the bottom, the clear width of these connecting channels 13 increases towards the counter surface 14.
- the cartridge bearing 3 has a largest clear width W1, which is surmounted by the counter surface 14 in the radial direction at least from the areas lying between the connecting channels 13.
- annular sealing element 9 is arranged, which is composed of a substantially hollow cylindrical sealing portion 10 and a flange-like extension 11 with the outer diameter D1.
- This flange-like extension 11 is arranged in a setting direction-side end region of the sealing element 9 and has a setting direction-side stop surface 17.
- the depth T of the annular cut-out 7 is greater than the distance A between the flange-like extension 11 and an engagement surface 16, which is formed by a free end of the sealing section 10 pointing counter to the setting direction.
- the sealing portion 10 has, for example, a slightly outwardly curved outer contour, which cooperates with a sealing region 8.
- the sealing region 8 is, for example, three annular disc-shaped lamellar seals, which are resilient in the radial direction. These lamellae protrude partially into a circumferentially formed groove in the outer wall of the annular cutout 7 and partially into the clear width of the annular cutout 7.
- the sealing portion of the annular sealing element and the sealing region of the shock-absorbing bottom in the region of the annular cut-out can be provided with matched, interlocking thread profiles which form a kind of labyrinth.
- the annular sealing element 9 has on its pointing in the direction of the end face a sealing lug 12, which is formed by a circumferentially formed, thin-walled projection.
- the inner wall of this projection facing the central cylindrical region of the impact floor 2 lies on the same radius as the inner wall of the annular sealing element 9.
- the impact floor 2 has at its pointing in the setting direction end face on a circumferentially formed recess which extends, starting from the outer contour of the annular cutout 7, radially outward, but not to the outer contour of the bottom 2. In this depression opens a vent passage 15th
- the peripheral region of the flange-like extension 11 of the annular sealing element 9 is in communication with an annular disc-shaped, elastic membrane 19, which in turn is fixedly connected to the setting direction-side end face of the shock-absorbing bottom 2.
- the central cylindrical portion projects beyond the remaining part of the end face of the impact floor 2 in the setting direction with its mating surface 14.
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Description
- Die Erfindung betrifft ein pulverkraftbetriebenes Setzgerät gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- Aus der WO 96/39281 ist ein pulverkraftbetriebenes Setzgerät bekannt, das einen Führungszylinder mit einer Innenbohrung aufweist, in der ein Treibkolben axial versetzbar angeordnet ist. Ein gegenüber dem Führungszylinder im wesentlichen koaxial angeordneter Stossboden schliesst sich entgegen der Setzrichtung an den Führungszylinder an. Dieser Stossboden weist ein Kartuschenlager in einem setzrichtungsseitigen Endbereich auf. Die lichte Weite des Kartuschenlagers vergrössert sich zum freien Ende des Stossbodens hin.
- Der Führungszylinder weist an einem entgegen der Setzrichtung weisenden Endbereich einen kreisringförmigen Ausschnitt auf, in dem ein ringförmiges Dichtungselement angeordnet ist. Der kreisringförmige Ausschnitt unterteilt den entgegen der Setzrichtung weisenden Endbereich des Führungszylinders in einen zentralen zylindrischen Abschnitt und einen diesen zylindrischen Abschnitt im Abstand umgebenden kreisringförmigen äusseren Abschnitt. Das freie Ende des zentralen Abschnittes bildet eine Gegenfläche, mit der eine in dem Kartuschenlager eingesetzte Kartusche festlegbar ist. Die Gegenfläche überragt den restlichen Teil der Stirnseite entgegen der Setzrichtung.
- Der beim Zünden der Kartusche erzeugte Treibgasdruck gelangt von dem Kartuschenlager über einen Verbindungskanal zu einer Innenwandung des ringförmigen Dichtungselementes mit einem U-förmigen Querschnitt, dessen Öffnung zur Mittellängsachse des Dichtungselementes hin offen ist. Der von der Kartusche erzeugte Treibgasdruck wirkt bei diesem bekannten Setzgerät nicht zur Gänze in Setzrichtung auf das Dichtungselement, sondern in zwei parallel zur Setzrichtung verlaufenden, entgegengesetzten Richtungen, sodass ein Aufweiten des Dichtungselementes in zwei gegenläufige Richtungen erfolgt.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein pulverkraftbetriebenes Setzgerät zu schaffen, bei dem das Dichtungselement die Aufnahmekammer gut abdichtet und mit einem Anpressdruck gegen das erste Teil gedrückt wird, der dem Treibgasdruck entspricht.
- Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit einem pulverkraftbetriebenen Setzgerät, welches die im kennzeichnenden Abschnitt des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale aufweist.
- Die erfindungsgemässe Ausgestaltung und Anordnung des ringförmigen Dichtungselementes ermöglicht ein treibgasdruckabhängiges Anpressen des Dichtungselementes gegen das erste Teil. Der beim Zünden einer Kartusche entstehende Treibgasdruck wird von dem Kartuschenlager über die Verbindungskanäle des zweiten Teiles zu einem Boden des kreisringförmigen Ausschnittes geleitet und von dort auf eine entgegen der Setzrichtung weisende Angriffsfläche des ringförmigen Dichtungselementes umgelenkt. Das innerhalb des ringförmigen Ausschnittes parallel zur Setzrichtung versetzbare Dichtungselement wird somit bei einem grossen Treibgasdruck stark und bei einem geringeren Treibgasdruck weniger stark gegen das erste Teil unter Zwischenlage des Aufnahmeteiles sowie des Deckelteiles der Kartusche gedrückt.
- Um eine gute axial begrenzte Führung des Dichtungselementes in dem kreisringförmigen Ausschnitt erreichen zu können, weist vorzugsweise das Dichtungselement einen Dichtungsabschnitt und an einem setzrichtungsseitigen Endbereich des Dichtungsabschnittes eine flanschartige Erweiterung auf, deren Aussenkontur grösser ist als die grösste lichte Weite des kreisringförmigen Ausschnittes.
- Damit die von der Kartusche erzeugten Treibgase zur Angriffsfläche des ringförmigen Dichtungselementes gelangen können, muss diese von dem Boden des ringförmigen Ausschnittes immer beabstandet sein. Aus diesem Grund ist der Abstand zwischen der flanschartigen Erweiterung und der entgegen der Setzrichtung weisenden Angriffsfläche des Dichtungselementes kleiner als die sich parallel zur Setzrichtung erstreckende Tiefe des kreisringförmigen Ausschnittes. Über diese flanschartige Erweiterung stützt sich das ringförmige Dichtungselement somit entgegen der Setzrichtung an der setzrichtungs seitigen Stirnseite des zweiten Teiles ab.
- Von den auf die Angriffsfläche des Dichtungsteiles wirkenden Treibgasen kann eine geringe Menge zwischen der Aussenwandung des Dichtungselementes und der Aussenwandung des ringförmigen Ausschnittes entweichen. Damit diese geringe Menge an entweichenden Treibgasen aus dem Innern des Setzgerätes abgeleitet werden kann, mündet ein Entlüftungskanal in eine umlaufend ausgebildete Vertiefung, die an einer in Setzrichtung weisenden Stirnseite des Stossbodens angeordnet ist und die sich, ausgehend von der Aussenkontur des ringförmigen Ausschnittes, radial nach aussen, allerdings nicht bis zur Aussenkontur des Stossbodens erstreckt.
- Damit keine Treibgase zwischen der Aussenwandung des Dichtungselementes und der Aussenwandung des ringförmigen Ausschnittes entweichen können, wirkt zweckmässigerweise der Dichtungsabschnitt des Dichtelementes mit einem Dichtungsbereich des kreisringförmigen Ausschnittes zusammen.
- Aus wirtschaftlichen Beschaffungsgründen ist vorzugsweise der Dichtungsbereich von wenigstens einer Lamellendichtung gebildet, die in einer seitlichen Ausnehmung des kreisringförmigen Ausschnittes angeordnet ist.
- Damit eine grossflächige Abstützung der gesamten Kartusche in dem Kartuschenlager erreicht werden kann, überragt vorteilhafterweise die Gegenfläche des zweiten Teiles die grösste lichte Weite des Kartuschenlagers in radialer Richtung.
- Damit das Kartuschenlager so nahe wie möglich an der Innenbohrung des Führungszylinders zu liegen kommt, ist zweckmässigerweise das erste Teil von einem Führungszylinder und der zweite Teil von einem Stossboden des Setzgerätes gebildet.
- Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel wiedergeben, näher erläutert. Es zeigen:
- Fig.1
- ein erfindungsgemässes pulverkraftbetriebenes Setzgerät mit einem ersten und einem zweiten Teil;
- Fig. 2
- eine Ansicht des zweiten Teiles entlang der Linie II-II, gemäss Fig. 1.
- Das in den Fig. i und 2 dargestellte pulverkraftbetriebene Setzgerät weist ein erstes Teil in Form eines Führungszylinders 1 und ein zweites Teil in Form eines Stossbodens 2 auf. Beide Teile sind im wesentlichen koaxial zueinander angeordnet und parallel zur Setzrichtung zueinander versetzbar. Der dem Stossboden 2 zugewandte Endbereich weist ein Kartuschenlager 3 auf, dessen lichte Weite W1 zum Stossboden 2 hin zunimmt. In Setzrichtung schliesst sich an das Kartuschenlager 3 eine Innenbohrung 21 an, in der ein Treibkolben 22 axial versetzbar angeordnet ist. Die Innenbohrung 21 steht mit dem Kartuschenlager 3 über eine Verbindungsbohrung 20 in Verbindung.
- In dem Kartuschenlager 3 ist eine Kartusche 4 angeordnet, die ein Aufnahmeteil 5 mit beispielsweise mehreren Aufnahmebereichen aufweist, die der Aufnahme einer beispielsweise pulverförmig ausgebildeten Treibladung dienen. In der Fig. 1 ist nur ein Aufnahmebereich dargestellt. Die Aufnahmebereiche sind mittels eines Deckelteiles 6 verschliessbar. Sowohl das Aufnahmeteil 5 als auch das Deckelteil 6 sind aus einer dünnwandigen Folie gebildet
- Der Festlegung der Kartusche im Kartuschenlager 3 dient ein Stossboden 2 und ein im Stossboden 2 gelagertes Dichtungselement 9. Der Stossboden 2 weist an einer dem Kartuschenlager 3 zugewandten Seite einen kreisringförmigen Ausschnitt 7 auf, der den dem Kartuschenlager 3 zugewandten Endbereich des Stossbodens 2 in einen zentralen zylindrischen Abschnitt und einen diesen zylindrischen Abschnitt im Abstand umgebenden kreisringförmigen äusseren Abschnitt unterteilt.
- Im Umfangsbereich des zylindrischen Abschnittes befinden sich beispielsweise, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, vier Verbindungskanäle 13, die sich von einem Boden des kreisringförmigen Ausschnittes 7 bis zu einer Gegenfläche 14 erstrecken, die von der dem Kartuschenlager 3 zugewandten Stirnseite des zylindrischen Abschnittes gebildet ist. Ausgehend vom Boden nimmt die lichte Weite dieser Verbindungskanäle 13 zur Gegenfläche 14 hin zu.
- Das Kartuschenlager 3 weist eine grösste lichte Weite W1 auf, die von der Gegenfläche 14 in radialer Richtung zumindest von den zwischen den Verbindungskanälen 13 liegenden Bereichen überragt wird.
- In dem kreisringförmigen Ausschnitt 7 mit einer grössten lichten Weite W2 ist ein ringförmiges Dichtungselement 9 angeordnet, das sich aus einem im wesentlichen hohl zylinderförmigen Dichtungsabschnitt 10 und einer flanschartigen Erweiterung 11 mit dem Aussendurchmesser D1 zusammensetzt. Diese flanschartige Erweiterung 11 ist in einem setzrichtungsseitigen Endbereich des Dichtungselementes 9 angeordnet und weist eine setzrichtungsseitige Anschlagfläche 17 auf. Die Tiefe T des kreisringförmigen Ausschnittes 7 ist grösser als der Abstand A zwischen der flanschartigen Erweiterung 11 und einer Angriffsfläche 16, die von einem entgegen der Setzrichtung weisenden freien Ende des Dichtungsabschnittes 10 gebildet ist.
- Der Dichtungsabschnitt 10 weist beispielsweise eine leicht nach aussen gewölbte Aussenkontur auf, die mit einem Dichtungsbereich 8 zusammenwirkt. Bei dem Dichtungsbereich 8 handelt es sich beispielsweise um drei ringscheibenförmig ausgebildete Lamellendichtungen, die in radialer Richtung federnd ausgebildet sind. Diese Lamellen ragen teilweise in eine umlaufend ausgebildete Nut in der Aussenwandung des ringförmigen Ausschnittes 7 und teilweise in die lichte Weite des ringförmigen Ausschnittes 7.
- Der Dichtungsabschnitt des ringförmigen Dichtungselementes und der Dichtungsbereich des Stossbodens im Bereich des ringförmigen Ausschnittes können mit aufeinander abgestimmten, ineinandergreifenden Gewindeprofilen versehen sein, die eine Art Labyrinth bilden.
- Das ringförmige Dichtungselement 9 weist an seiner in Setzrichtung weisenden Stirnseite eine Dichtungsnase 12 auf, die von einem umlaufend ausgebildeten, dünnwandigen Vorsprung gebildet ist. Die dem zentralen zylindrischen Bereich des Stossbodens 2 zugewandte Innenwandung dieses Vorsprunges liegt auf dem gleichen Radius wie die Innenwandung des ringförmigen Dichtungselementes 9.
- Der Stossboden 2 weist an seiner in Setzrichtung weisenden Stirnseite eine umlaufend ausgebildete Vertiefung auf, die sich, ausgehend von der Aussenkontur des ringförmigen Ausschnittes 7, radial nach aussen, allerdings nicht bis zur Aussenkontur des Stossbodens 2 erstreckt. In diese Vertiefung mündet ein Entlüftungskanal 15.
- Der Umfangsbereich der flanschartigen Erweiterung 11 des ringförmigen Dichtungselementes 9 steht in Verbindung mit einer ringscheibenförmig ausgebildeten, elastischen Membrane 19, die ihrerseits fest an der setzrichtungsseitigen Stirnseite des Stossbodens 2 verbunden ist. Der zentrale zylindrische Abschnitt überragt in Setzrichtung mit seiner Gegenfläche 14 den restlichen Teil der Stirnseite des Stossbodens 2.
Claims (8)
- Pulverkraftbetriebenes Setzgerät mit einem ein Kartuschenlager (3) aufweisenden ersten Teil, einem dem ersten Teil gegenüberliegenden zweiten Teil, das die axiale Projektionsfläche des Kartuschenlagers (3) mit einer Gegenfläche (14) teilweise abdeckt, einem dem ersten Teil zugewandten kreisringförmigen Ausschnitt (7), der der Aufnahme und der Führung eines ringförmigen Dichtungselementes (9) dient, das sich ausserhalb des Kartuschenlagers (3) an dem ersten Teil abstützt und wenigstens einem Verbindungskanal (13) der sich ausgehend vom Kartuschenlager (3) bis zu einer entgegen der Setzrichtung weisenden Angriffsfläche (16) des Dichtungselementes (9) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (g) gegenüber dem zweiten Teil parallel zur Setzrichtung versetzbar ist.
- Setzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (9) einen Dichtungsabschnitt (10) und an einem setzrichtungsseitigen Endbereich des Dichtungsabschnittes (10) eine flanschartige Erweiterung (11) aufweist, deren Aussenkontur (D1) grösser ist als die grösste lichte Weite (W2) des kreisringförmigen Ausschnittes (7).
- Setzgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (A) zwischen der flanschartigen Erweiterung (11) und der entgegen der Setzrichtung weisenden Angriffsfläche (16) des Dichtungselementes (9) kleiner ist als die sich parallel zur Setzrichtung erstreckende Tiefe (T) des kreisringförmigen Ausschnittes (7).
- Setzgerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet dass den ersten Teil (2) in form eines Stossbodens ausgebildet ist, und dass der Stossboden (2) an seiner in Setzrichtung weisenden Stirnseite eine umlaufend ausgebildete Vertiefung aufweist, die sich, ausgehend von der Aussenkontur des ringförmigen Ausschnittes (7), radial nach aussen erstreckt und in die ein Entlüftungskanal (15) einmündet.
- Setzgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsabschnitt (10) des Dichtelementes (9) mit einem Dichtungsbereich (8) des kreisringförmigen Ausschnittes (7) zusammenwirkt.
- Setzgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsbereich (8) von wenigstens einer Lamellendichtung gebildet ist, die in einer seitlichen Ausnehmung des kreisringförmigen Ausschnittes (7) angeordnet ist.
- Setzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenfläche (14) des zweiten Teiles die grösste lichte Weite (W1) des Kartuschenlagers (3) in radialer Richtung überragt.
- Setzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teil von einem Führungszylinder (1) und das zweite Teil von einem Stossboden (2) des Setzgerätes gebildet ist.
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