DE7414551U

DE7414551U - POWDER POWERED SETTING DEVICE

Info

Publication number: DE7414551U
Application number: DE7414551U
Authority: DE
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 1974-04-25
Filing date: 1974-04-25
Publication date: 1976-03-04

Description

DR. BERQ O if t.-iNQ: 8TAPF * DR. BERQ O if t.-iNQ: 8TAPF *

DIPL.-ING. SCHWABE DR, DR. SANOiMIR DIPL.-ING. SCHWABE DR, DR. SANOiMIR

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HILTI AKTIENGESELLSCHAFT IN SCHAAN (Fürstentum Liechtenstein)HILTI AKTIENGESELLSCHAFT IN SCHAAN (Principality of Liechtenstein)

Powder-powered setting tool

Die Erfindung betrifft ein pulverlcraftbetriebenes Setzgerät zum Eintreiben von Bolzen, Nägeln oder dergleichen in harte Aufnahmematerialien, wobei die, durch die Zündung einer, in einer Brennkammer angeordneten, hülsenlose Treibladung entstehenden Pulvergase durch einen oder mehrere Gasströmkanäle in einen Arbeitsraum gelangen, in welchem ein Eintreibkolben, dessen rückwärtige Ausgangsstellung vorwählbar is*·, geführt wird.The invention relates to a powder craft-operated setting tool for driving bolts, nails or the like into hard recording materials, whereby the, by the ignition a sleeveless propellant charge arranged in a combustion chamber through a or several gas flow channels get into a working space in which a driving piston, its rear Initial position is preselectable is * ·, is guided.

Bei pulverkraftbetriebenen Setzgeräten, in welche hülsenlose Treibladungen Anwendung finden, tritt oftmals das Problem auf, dass die Treibladungen nicht oder nur ungenügend abbrennen. Zudem kommt es auch vielfach zu einer zeitlich verzögerten, sich ebenfalls negativ auswirkenden Verbrennung der Treibladung.With powder-powered setting tools in which sleeveless Propellant charges are used, the problem often arises that the propellant charges are insufficient or insufficient burn down. In addition, there is often a time-delayed, likewise negative effect Burning the propellant charge.

Diesen nachteiligen Erscheinungen kann entgegengewirkt werden, wenn in der Brennkammer während der gesamten Dauer der Verbrennung ein gleichbleibender Druck herrscht. Es hat sich gezeigt, dass schon gerina^ügige Druckschwankungen zu den genannten nachteiligen Erscheinungen führen können.These adverse phenomena can be counteracted if in the combustion chamber throughout The pressure remains constant for the duration of the combustion. It has been shown that even slight pressure fluctuations can lead to the aforementioned disadvantageous phenomena.

Insbesondere anfällig sind Geräte, bei welchen zur Leistungsregulierung der Kolben in seiner rückwärtigen Ausgangsstellung vorbestimmbar ist. Je nach Stellung des Kolbens steht zur Expansion der Pulvergase ein unterschiedliches Volumen zur Verfügung, welches somit die Druckverhältnisse beeinflusst.Devices used for power regulation are particularly susceptible the piston can be predetermined in its rear starting position. Depending on the position of the Piston has a different volume available for the expansion of the powder gases, which thus the Influenced pressure conditions.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät der genannten Art zu schaffen, bei welchem der Druck in der Brennkammer während der Brennzeit der Treibladung nicht von äusseren Einflüssen abhängig ist.The invention has for its object to provide a device of the type mentioned, in which the pressure in the Combustion chamber is not dependent on external influences during the burning time of the propellant charge.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, das?=: die Gasströmkanäle als Lavaldüsen ausgebildet sind.According to the invention, this object is achieved in that? =: the gas flow channels are designed as Laval nozzles.

Die Lavaldüse dient bekanntlich der Herstellung von Ueberschallströmungen. Das charakteristische Merkmal der Lavaldüse besteht darin, dass sich deren QuerschnittAs is known, the Laval nozzle is used to produce supersonic flows. The characteristic feature the Laval nozzle consists in the fact that its cross-section

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beim Fortschreiten in Strömungsrichtung zunächst verengt und dann wieder erweitert. Bei Erreichen einer Ueberschallströmung wird der Druck im Endquerschnitt der Düse unabhängig vom Druck vor der Düse. Eine Veränderung des.Druckes im Arbeitsraum hat also keinen Einfluss auf den Druck in der Brennkammer: Die Treibladung verbrennt deshalb stets unter den gleichen, optimalen Druckbedingungen. Die gün-initially narrowed when advancing in the direction of flow and then expanded again. When reaching a supersonic flow the pressure in the end cross-section of the nozzle is independent of the pressure in front of the nozzle. A change in the pressure in the working area has no influence on the pressure in the combustion chamber: The propellant charge therefore always burns under the same optimal printing conditions. The favorable

stigstenAbmessungen der Lavaldüse sind abhängig von der jThe most important dimensions of the Laval nozzle depend on the j

Grosse der Brennkammer und der Stärke der Treibladung. ιSize of the combustion chamber and the strength of the propellant charge. ι

Für eine gleichmässige Verbrennung der Treibladung ist es von Vorteil, mindestens zwei Lavaldüsen vorzusehen. Wird bei Verwendung von teilweise feucht gewordenen Treibladungen eine Oeffnung durch unverbrauchte Teile der Treibladung verstopft, so kann sich in der Brennkammer kein gefährlich hoher Druck entwickeln, da die Verbrennungsgase durch weitere Gasströmkanäle entweichen können. Für die praktische Auslegung sind oftmals mehrere Lavaldüsen von Vorteil, da die Gerätekonstruktion besser optimiert werden kann, als bei einer einzigen Düse von grossem Querschnitt.For even combustion of the propellant charge, it is advantageous to provide at least two Laval nozzles. When using propellant charges that have become partially moist, an opening is created through unused parts of the propellant charge clogged, no dangerously high pressure can develop in the combustion chamber because the combustion gases can escape through further gas flow channels. There are often several Laval nozzles from Advantage because the device design can be optimized better than with a single nozzle with a large cross-section.

Bei den meisten Gerätekonstruktxonen wird die Treibladung durch einen, in der Mitte der Treibladung auftreffenden Zündstift gezündet. Damit jedoch die für die Zündung der Treibladung erforderliche hohe Verdichtung zustande kommt, ist es vorteilhaft, wenn die Treibladung auf der dem Zündstift gegenüberliegenden Seite abgestützt wird. Es ist daher zweckniässig, wenn die Lavaldüsen gegenüber der Hauptachse der Brennkammer radial versetzt angeordnet sind. Das Zentrum der laufseitigen Auflage der Treibladung kann dann als Widerlager ausgebildet werden.In the case of most device constructions, the propellant charge is impinged by one in the middle of the propellant charge Firing pin ignited. However, so that the high compression required for igniting the propellant charge comes about, it is advantageous if the propellant charge is supported on the side opposite the firing pin. It is therefore useful if the Laval nozzles are opposite to the main axis the combustion chamber are arranged radially offset. The center of the running-side support of the propellant charge can then be designed as an abutment.

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Um sicherzustellen, dass keine unverbrannten Rückstände der Treibladungen in den Arbeitsraum gelangen, ist es vorteilhaft, zwischen der Brennkammer und dem Arbeitsraum eine Mischkammer anzuordnen. Selbst wenn einzelne Teile der Treibladung durch den Gasstrom mitgerissen werden, können diese in der Mischkammer vollständig verbrennen. Die Mischkammer wirkt auch als Druckspeicher, sodass sich der Druck in der Brennkammer während des Abbrennens der Treibladung kaum ändert.In order to ensure that no unburned residues of the propellant charges get into the work area, it is advantageous to arrange a mixing chamber between the combustion chamber and the working space. Even if individual parts If the propellant charge is carried away by the gas flow, they can burn up completely in the mixing chamber. The mixing chamber also acts as a pressure accumulator, so that the pressure in the combustion chamber increases during the burning process the propellant hardly changes.

Bei einer Ausführungsform mit einer Mischkammer ist es zweckmässig, die Lavaldüsen zwischen der Mischkammer und dem Arbeitsraum anzuordnen«. Die Lavaldüse kann dann wieder zentrisch angeordnet werden, sodass im Arbeitsraum eine symmetrische Verteilung des Gasstrahles erfolgt. Die Brennkammer ist direkt verbunden mit einem in der Grosse stets gleichbleibenden Gasexpansionsraum, sodass zum Abbrennen der Treibladung konstante Bedingungen herrschen, Zwischen der Mischkammer und der Brennkammer findet durch die Kanäle von gleichbleibendem Querschnitt ein Druckausgleich statt. Eine Mischkammer ist ausserdem günstig für die Ausbildung der Strömung durch die Lavaldüse.In an embodiment with a mixing chamber, it is expedient to arrange the Laval nozzles between the mixing chamber and the work area «. The Laval nozzle can then be used again be arranged centrally so that a symmetrical distribution of the gas jet takes place in the work area. The combustion chamber is directly connected to a gas expansion chamber, which is always the same size, so that the Propellant charge constant conditions prevail, between the mixing chamber and the combustion chamber takes place through the channels pressure equalization takes place with a constant cross-section. A mixing chamber is also beneficial for training the flow through the Laval nozzle.

Düsen von unterschiedlichem Querschnittt und Form können zusätzlich zur Leistungsregulierung verwendet werden. Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, wenn die Lavaldüsen in einem auswechselbaren Einsatz angeordnet sind. Für eine rasche Auswechselbarkeit der einzelnen Düsen können diese auch in einem trommeiförmigen Magazin angeordnet werden. Es ist jedoch auch der Einsatz von auswechselbaren Büchsen möglich.Nozzles of different cross-sections and shapes can also be used to regulate the output. to for this purpose it is advantageous if the Laval nozzles are arranged in an exchangeable insert. For one quick interchangeability of the individual nozzles, these can also be arranged in a drum-shaped magazine. However, it is also possible to use interchangeable sleeves.

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Die Efindung soll nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigenThe invention will now be explained in more detail with reference to the drawings which show them for example. It show

Fig, I einen Teilausschnitt eines erfindungsgemässen Gerätes1 shows a partial section of an inventive Device

Fig. 2 einen Teilausschnitt einer weiteren2 shows a partial section of a further one

Ausführung des erfindungsgemässen Gerätes. Execution of the device according to the invention.

Aus Fig. 1 ist eine erfindungsgemässe Einrichtung ersichtlich, welche im wesentlichen aus einem insgesamt mit 1 bezeichneten Verschluss und einem insgesamt mit 2 bezeichneten Lauf besteht. Der Verschluss 1 ragt mit einem zapfenförmigen Teil la in eine Bcnrung 2a im rückwärtigen Ende des Laufes 2. Das zapfenförmige Teil la des Verschlusses 1 und die Bohrung 2a im Lauf 2 bilden eine Brennkammer 3, in welcher sich eine hülsenlose Treibladung 13 befindet. Am Umfang des zapfenförmigen Teiles la sind zur Verbesserung der Abdichtung Rillen Ib eingedreht. Im VersciJ.uss 1 befindet sich axial verschiebbar gelagert ein Zündstift 4. Bei der Zündung trifft der Zündstift 4 die Treibladung 13, in deren Mitte. Im Lauf 2 ist in einer Kolbenführung 2b ein Eintreibkolben 5 axial verschiebbar gelagert. Der Eintreibkolben 5 ist an seinem Umfang mit einem Dichtring 6 versehen. Durch die Rückseite des Kolbens 5 und die Kolbenführung 2b wird ein Arbeitsraum 7 gebildet. Eine Regulierstange 8 ragt durch den Verschluss 1 und das rückwärtige Laufende in den Arbeitsraum 7. Diese dient zur Begrenzung der rückwärtigen Endstellung des Eintreibkolbens 5. Durch Verstellen der Regulierstange 8 kann die Grosse des Anfangs-Arbeitsraumes 7 verändert werden» Diese Einstell-From Fig. 1 a device according to the invention can be seen, which essentially consists of a closure designated as a whole with 1 and a closure designated as a whole with 2 Run exists. The closure 1 protrudes with a peg-shaped Part la in a recess 2a in the rear end of the barrel 2. The peg-shaped part la of the breech 1 and the bore 2a in the barrel 2 form a combustion chamber 3 in which a caseless propellant charge 13 is located. At the The scope of the peg-shaped part la are for improvement the sealing grooves Ib screwed. Located in VersciJ.uss 1 an ignition pin 4 is mounted axially displaceably. During ignition, the ignition pin 4 hits the propellant charge 13, in the middle. In the barrel 2, a driving piston 5 is axially displaceable in a piston guide 2b. The driving piston 5 is provided with a sealing ring 6 on its circumference. Through the back of the piston 5 and the piston guide 2b, a working space 7 is formed. A regulating rod 8 protrudes through the shutter 1 and the rear Running into the working space 7. This serves to limit the rearward end position of the driving piston 5. Through Adjusting the regulating rod 8 can adjust the size of the initial working space 7 can be changed »These settings

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möglichkeit dient der Leistungsregulierung. Di ι entstehenden Verbrennungsgase gelangen durch GasStrömkanäle, welche erfindungsgemäss als Lavaldüsen 9 ausgebildet sind in den Arbeitsraum 7. Bei richtiger Dimensionierung des Düsenquerschnittes entsteht in der Düse eine Üeberschall strömung. Dies hat zur Folge, dass der Druck in der Brennkammer 3 durch die Druckänderung im Arbeitsraum 7 nicht beeinflusst wird. Die Lavaldüsen9 sind in der Brennkammer 3 aussermittig angeordnet. Diese Massnahme dient dem Abstützen der Treibladung 13 auf der dem Zündstift 4 gegenüberliegenden Seite.possibility serves to regulate the performance. Di ι emerging Combustion gases pass through gas flow channels, which according to the invention are designed as Laval nozzles 9 in the working space 7. With correct dimensioning of the nozzle cross-section a supersonic flow is created in the nozzle. This has the consequence that the pressure in the combustion chamber 3 by the Change in pressure in the working space 7 is not influenced. The Laval nozzles 9 are arranged eccentrically in the combustion chamber 3. This measure serves to support the propellant charge 13 on the side opposite the firing pin 4.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführung der erfindungsgemässen Einrichtung. Gegenüber der ersten Ausführungsform weist diese jedoch zwischen der Brennkammer 3 und dem Arbeitsraum 7 eine Mischkammer 10 auf. Die Lavaldüse 9, welche in diesem Fall in einem auswechselbaren Einsatz 11 angeordnet ist, befindet sich zwischen der Mischkammer 10 und dem Arbeitsraum 7. Von der Brennkammer 3 in die Mischkammer 10 führen Kanäle 12 mit konstantem Querschnitt. Unverbrannte Teile der Treibladung 13, welche durch den Gasstrom in die Mischkammer 10 mitgerissen werden, können hier noch vollständig verbrennen, bevor sie durch die Lavaldüse 9 in den Arbeitsraum 7 gelangen. Die Regulierung des Eintreibkolbens 5 sowie die Zündung der Treibladung 3 sind gleich wie beLder ersten Ausführungsform.Fig. 2 shows a further embodiment of the device according to the invention. Compared to the first embodiment has however, this has a mixing chamber 10 between the combustion chamber 3 and the working space 7. The Laval nozzle 9, which in This case is arranged in an exchangeable insert 11, is located between the mixing chamber 10 and the working space 7. Channels 12 with a constant cross section lead from the combustion chamber 3 into the mixing chamber 10. Unburned Parts of the propellant charge 13 which are entrained into the mixing chamber 10 by the gas flow can still be completely here burn before they get through the Laval nozzle 9 into the work space 7. Regulation of the driving piston 5 and the ignition of the propellant charge 3 are the same as beLder first embodiment.

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Claims

1. Powder-powered setting tool for driving

of bolts, nails or the like in hard Aufnalmematerlalien by powder gases of a sleeveless propellant charge, with a combustion chamber, a work space, in. which a driving piston with a predeterminable rear starting position is guided, the combustion chamber being connected to the working space by means of gas flow channels, characterized in that the gas flow channels are designed as Lavald nozzles (9) . ■

2. Device according to claim 1, characterized in that at least two LavaldUsen (9) are provided.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that

that the LavaldUsen (9) opposite the main axis of the Combustion chamber (3) are arranged radially offset.

4. Setting tool according to claim 1 or 2, characterized in that between the combustion chamber (3) and the working space (7) a mixing chamber (10) is arranged.

5. Tool according to claim 4, characterized in that the LavaldUsen (9)! Between the mixing chamber (10) and the working space (7) are arranged.

6. Setting tool according to one of claims 1 to 5, characterized in that the LavaldUsen (9) in an exchangeable Insert (11) are arranged.

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