DE4008750A1 - Geraet zum eintreiben von befestigungselementen in harte werkstoffe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Eintreiben von Befesti­ gungselementen in harte Werkstoffe wie Beton, Mauerwerk, Gestein und dergleichen.

Das Eintreiben von Befestigungselementen nach Art der Di­ rektmontage hat einerseits den Vorteil des geringen Zeit­ aufwandes, insbesondere bei Massenbefestigungen, anderer­ seits aber den Nachteil, daß kraterförmige Ausplatzungen im Werkstoff entstehen können. Zur Vermeidung solcher Aus­ platzungen wird in der DE-PS 28 48 138 ein Verfahren vor­ geschlagen, gemäß welchem durch den Boden eines vorgefer­ tigten Sackloches hindurch das Befestigungselement mittels Pulverkraft in den Werkstoff eingetrieben wird. Der Nachteil dieses Verfahrens liegt allerdings im hohen Zeit- und Mani­ pulationsaufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät zu schaf­ fen, mit welchem unter Vermeidung des Nachteiles im Entste­ hen von Ausplatzungen, Befestigungselemente in harte Werk­ stoffe mit geringem Zeit- und Manipulationsaufwand eingetrie­ ben werden können.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Gerät eine Drehbohreinrichtung und eine Bolzensetzeinrich­ tung aufweist.

Mittels dieses Gerätes können Befestigungselemente in harte Werkstoffe eingetrieben werden, indem den Befestigungsele­ menten zur Erstellung eines Sackloches von der Drehbohrein­ richtung Drehbewegung vermittelt wird und anschließend die Befestigungselemente mittels hochgespannter Gase von der Bolzensetzeinrichtung in die Endlage eingetrieben werden.

Dem Antrieb der Drehbohreinrichtung dient zweckmäßigerweise ein Motor, beispielsweise ein Elektromotor, der aus einer geräteseitigen Batterie oder aus dem Netz gespeist wird. Die Bolzensetzeinrichtung wird mit Vorteil in bekannter Weise mittels hochgespannter Gase, beispielsweise Pulverkraft, angetrieben.

Vorzugsweise ist ein der drehschlüssigen und axial verschieb­ baren Aufnahme der Befestigungselemente dienender Aufnahme­ körper vorgesehen. Dabei besteht die Möglichkeit, daß die Befestigungselemente einerseits vollumfänglich mit Wandungs­ teilen des Aufnahmekörpers zusammenwirken oder daß anderer­ seits Teile der Befestigungselemente mit einem zusätzlichen, im Aufnahmekörper gelagerten Element zusammenwirken.

Vorzugsweise in jenem Falle, wo die Befestigungselemente vollumfänglich mit Wandungsteilen des Aufnahmekörpers zu­ sammenwirken, sind im Aufnahmekörper Mitnehmer zur dreh­ schlüssigen Aufnahme der Befestigungselemente vorgesehen. Die Mitnehmer sind beispielsweise durch eine polygonale Kon­ tur im Aufnahmekörper, in die ein korrespondierend polygo­ nales Teil - beispielsweise Kopf oder Führungsrondelle - der Befestigungselemente eingreift, gebildet.

Der Aufnahmekörper steht mit Vorteil drehschlüssig und axial verschiebbar mit einem von der Drehbohreinrichtung in Dreh­ bewegung versetzbaren Antriebsorgan in Verbindung. Zur dreh­ schlüssigen und axial verschiebbaren Verbindung von Aufnah­ mekörper und Antriebsorgan greifen beide Teile mit beispiels­ weise korrespondierend ausgebildeten Mitnehmer-Konturen ineinander. Die Verschiebbarkeit des Aufnahmekörpers gegen­ über dem Antriebsorgan ermöglicht bei axial unverschiebbarem Antriebsorgan die Übertragung von Schlägen an den Aufnahme­ körper.

Vorzugsweise ist der Aufnahmekörper von einem Schläger eines Nockenschlagwerkes der Drehbohreinrichtung beaufschlagbar, um auch bei geringer Anpreßkraft des Gerätes einen hohen Bohrfortschritt zu erzielen. Die vom Schläger dem Aufnahme­ körper vermittelten Schläge werden an die Befestigungsele­ mente weitergeleitet und überlagern die Drehbewegung der Befestigungselemente.

Das Nockenschlagwerk kann beispielsweise nach dem Federauf­ zugprinzip arbeiten, wobei die gegenseitig zusammenwirkenden Nockenkränze sich an einander zugewandten Stirnseiten des Antriebsorgans und des Schlägers befinden können.

Der Aufnahmekörper weist mit Vorteil eine Ausnehmung zum Durchtritt eines Teiles von einem beispielsweise mittels Pulverkraft in axiale Bewegung versetzbaren Treibkolben der Bolzensetzeinrichtung auf. Der Treibkolben kann so mit dem die Ausnehmung durchragenden Teil, beispielsweise einem Schaft, die Befestigungselemente beaufschlagen. Nach Er­ langen einer etwa der halben Länge des Schaftes des Be­ festigungselementes entsprechenden Bohrtiefe können die Befestigungselemente so in ihre Endlage eingetrieben werden.

Insbesondere bei Verwendung von Befestigungselementen in Form von Gewindebolzen kann in der Ausnehmung ein dreh­ schlüssig und axial verschiebbar mit dem Aufnahmekörper ver­ bundener, vom Treibkolben beaufschlagbarer, mit Teilen der Befestigungselemente zusammenwirkender Döpper vorgesehen sein. Die axiale Bewegung des Treibkolbens kann dadurch über den Döpper auf die Befestigungselemente übertragen werden, wobei sich der Döpper samt Befestigungselement gegenüber dem Aufnahmekörper verschiebt. Ebenso läßt sich die Drehbewe­ gung vom Aufnahmekörper über den Döpper auf die Befestigungs­ elemente übertragen, weshalb der Döpper zweckmäßig Mitneh­ mer zur drehschlüssigen Aufnahme der Befestigungselemente aufweist. Die Mitnehmer können beispielsweise durch eine mehrkantige Ausnehmung im Döpper gebildet sein, mit denen ein mehrkantiger Fortsatz am hinteren freien Ende der Be­ festigungselemente in Eingriff steht.

Vorzugsweise durchsetzen Schläger und Treibkolben einen zum Aufnahmekörper hin offenen Durchbruch des Antriebsorgans axial. Der Treibkolben ist dabei zweckmäßig koaxial in einer Durchgangsbohrung des Schlägers verschiebbar geführt. Die Schläge des Schlägers und die Eintreibkraft des Treib­ kolbens können so direkt und zentrisch auf den Aufnahmekör­ per beziehungsweise auf den Döpper oder das Befestigungs­ element übertragen werden.

Die mit dem Gerät eintreibbaren Befestigungselemente, die drehschlüssig und axial verschiebbar mit dem Aufnahmekörper verbindbar sind, weisen vorzugsweise einen an den Schaft in Eintreibrichtung anschließenden Bohrkopf sowie ein entgegen der Eintreibrichtung an den Schaft anschließendes Lastan­ griffsmittel und ein der drehschlüssigen Verbindung mit dem Aufnahmekörper dienendes Drehmitnahmemittel auf.

Verwendet wird das Gerät zum Eintreiben von Befestigungs­ elementen, welche zweckmäßigerweise mit einem an den Schaft in Eintreibrichtung anschließenden Bohrkopf sowie einem entgegen der Eintreibrichtung an den Schaft anschließende Lastangriffsmittel und einem Drehmitnahmemittel versehen sind. Der Bohrkopf dieser Befestigungselemente kann ein­ stückig am Schaft angeformt oder beispielsweise durch eine eingesetzte Hartmetallplatte oder eine Krone aus verschleiß­ festem Werkstoff gebildet sein. Als Lastangriffsmittel kann ein an den Schaft anschließender Abschnitt mit Gewinde oder ein den Durchmesser des Schaftes überragender Kopf dienen. Als Drehmitnahmemittel kann sich ein Teil mit polygonalem Querschnitt eignen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel wiedergeben, näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Ein Gerät mit eingesetztem Befestigungsele­ ment, teilweise im Längsschnitt mit verein­ facht dargestelltem Motorbereich, in Ruhe­ stellung;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Vorderbereich eines Gerätes mit gegenüber der Fig. 1 abweichendem Aufbau, in vergrößerter Dar­ stellung, in Ruhestellung.

Das Gerät nach Fig. 1 weist eine Drehbohreinrichtung 1 und eine Bolzensetzeinrichtung 2 auf.

Ein flanschartiges Mündungsteil 3 des Gerätes ist über eine Bajonettverbindung 4 mit einem Träger 5 der Drehbohrvorrich­ tung 1 lösbar gekuppelt. Im Träger 5 sitzt ein Kugellager 6, das in Eintreibrichtung, das ist in Fig. 1 nach links, von zwei Sicherungsscheiben 7, 8 axial abgestützt ist. Das Ku­ gellager 6 dient der drehbaren Lagerung eines Antriebsorgans 9, das einen Aufnahmekörper 11 für ein Befestigungselement in Form eines Gewindebolzens 12 aufnimmt. Im Aufnahmekörper 11 ist in einer zentralen Ausnehmung 11a ein Döpper 13, der sich nach hinten an einer Schulter 11b des Aufnahmekörpers 11 abstützt, verschiebbar gelagert. Zur drehschlüssigen Ver­ bindung des Döppers 13 mit dem Aufnahmekörper 11 und dem Antriebsorgan 9 ist ein Querstift 14 vorgesehen, der im Döpper 13 festsitzt und in Schlitze 11c des Aufnahmekörpers 11 und Längsnuten 9a des Antriebsorgans 9 eingreift. In dem Döpper 13 ist eine in Eintreibrichtung offene Aufnahmeboh­ rung 13a und ein als vierkantige Ausnehmung ausgebildeter Mitnehmer 13b vorgesehen.

Der Gewindebolzen 12 ragt mit dem Gewindeabschnitt 12a in die Aufnahmebohrung 13a und mit einem vierkantigen Fortsatz 12b drehschlüssig in den Mitnehmer 13b. Der Schaft 12c des Gewindebolzens 12 trägt eine Führungsrondelle 12d. Am freien Ende des Schaftes 12c sitzt ein Bohrkopf 12e. Ein Permanent­ magnet 15 dient in Zusammenwirkung mit der Führungsrondelle 12d der axialen Halterung des Gewindebolzens 12 im Mündungs­ teil 3. Anstelle eines Permanentmagneten 15 können auch mechanische Haltemittel vorgesehen sein.

Das Antriebsorgan 9 trägt einen entgegen der Eintreibrich­ tung weisenden Kegelzahnkranz 9c sowie einen Nockenkranz 9d mit sägezahnförmigen Nocken.

Im Träger 5 ist ein in Umfangsrichtung teilweise offener Stützring 16 festgelegt. Daran stützt sich in Eintreibrich­ tung ein Schläger 17 unter der Kraft einer Druckfeder 18 ab. Auch der Schläger 17 verfügt über einen Nockenkranz 17a mit sägezahnförmigen Nocken, der mit dem Nockenkranz 9d zu­ sammenwirkt. In Ruhestellung des Gerätes ragen die Nocken des einen Nockenkranzes in die Vertiefungen des anderen Nockenkranzes. Ein in Eintreibrichtung weisender Hals des Schlägers 17 durchsetzt einen Durchbruch 9e des Antriebs­ organs 8 teilweise und ragt in eine den Antriebskörper 11 aufnehmende Bohrung 9b ein. Zur drehschlüssigen und ver­ schiebbaren Führung des Schlägers 17 weist dieser eine Längsnut 17b auf, in die ein Stift 19 einragt. Der Stift 19 ist im Träger 5 festgelegt und durchgreift einen Ring 21.

An den Träger 5 ist ein Motorgehäuse 22 sowie ein Aufnahme­ körper 23 für Batterien 24 angesetzt, die der Speisung eines Elektromotors 25 dienen. Die Rotorwelle 26 des Elektromotors 25 ist in Lagern 27, 28 geführt und trägt endseitig ein Ke­ gelritzel 29. Das Kegelritzel 29 kämmt mit dem Kegelzahn­ kranz 9c.

Die Bolzensetzeinrichtung 2 verfügt über ein zweiteiliges Gehäuseteil 31 mit einem an diesem festgelegten Handgriff 32. In dem nicht geschnitten dargestellten Bereich des Ge­ häuseteiles 31 sind die bei Bolzensetzeinrichtungen be­ kannten und deshalb aus Vereinfachungsgründen hier nicht dargestellten Einrichtungen zum Zünden von Pulvertreibla­ dungen, zum magazinierten Zuführen von Pulvertreibladungen etc. enthalten. Aus dem Gehäuseteil 31 ragt, zu diesem ver­ schiebbar, ein Tragrohr 33, das zum Lösen der Bolzensetzein­ richtung 2 von der Drehbohreinrichtung 1 über eine Bajonett­ verbindung 34 mit dem Träger 5 gekuppelt ist. In das Trag­ rohr 33 ragt teleskopisch ein Führungsrohr 35 ein, das durch Federkraft gegen einen Boden 33a gedrückt wird. Zur Begren­ zung der axialen Verschiebbarkeit des Führungsrohres 35 ge­ genüber dem Tragrohr 33 ist das Führungsrohr 35 mit axial durch Schultern begrenzten Anflachungen 35a versehen, an welchen ein U-förmiger Bügel 36 mit Schenkeln 36a angreift. Der Bügel 36 ist in Schlitzen 33b axial unverschiebbar ge­ lagert. Das entgegen der Eintreibrichtung weisende Ende des Führungsrohres 35 weist ein Lager 35b für Pulvertreibla­ dungen auf. Das Lager 35b mündet in eine Führungsbohrung 35c, in welcher ein Treibkolben 37 mit einem Kopf 37a ver­ schiebbar und dichtend gelagert ist. Ein Schaft 37b des Treibkolbens 37 durchsetzt zentrisch den Boden 33a sowie eine axiale Durchgangsbohrung 17c des Schlägers 17. Das eintreibrichtungsseitige Ende des Treibkolbens 37 liegt aufgrund der Ausnehmung 11a zur hinteren Stirnseite des Döppers 13 hin frei.

In Ruhestellung des Gerätes steht das Gehäuseteil 31 mit der in Eintreibrichtung weisenden Stirnseite 31a in Abstand zu einer entgegen der Eintreibrichtung weisenden Stützfläche 5a des Trägers 5.

Zum Eintreiben des Gewindebolzens 12 wird dieser mit dem Gerät gegen einen Werkstoff gepreßt und der Motor 25 ein­ geschaltet. Der eingeschaltete Motor 25 versetzt das An­ triebsorgan 9 in Drehbewegung, die über den Querstift 14 auch dem Aufnahmekörper 11 und dem Döpper 13 vermittelt wird. Die Mitnehmer 13b leiten die Drehbewegung in den Ge­ windebolzen 12 ein. Das Drehen des Antriebsorgans 9 bewirkt auch ein Ablaufen des Nockenzahnkranzes 9d an dem in Dreh­ richtung stillstehenden Nockenzahnkranz 17a des Schlägers 17. In Zusammenwirkung mit der Druckfeder 18 führt der Schläger 17 hin- und hergehende Bewegung aus und erteilt dem Aufnahmekörper 11 aufeinanderfolgende Schläge. Durch das An­ pressen des Gerätes wird der Aufnahmekörper 11 im Schlagbe­ reich des Schlägers 17 gehalten. Die dem Aufnahmekörper 11 erteilten Schläge überträgt dieser über die Schulter 11b zum Döpper 13, der sie zur Ausführung des Bohrvorganges dem Ge­ windebolzen 12 vermittelt.

Nach dem Eindringen des Gewindebolzens 12 etwa bis zur hal­ ben Länge des Schaftes 12c, wird der Motor 25 abgeschaltet. Die Pulvertreibladung wird alsdann gezündet und dadurch der Treibkolben 37 gegen den Döpper 13 beschleunigt. Letzterer treibt durch Auflaufen des Treibkolbens 37 den Gewindebolzen 12 mit dem vorderen Bereich des Schaftes 12c durch den Boden des zuvor durch diesen erstellten Sackloches in den Werk­ stoff ein. Der Eintreibvorgang ist damit abgeschlossen.

Der in Fig. 2 dargestellte Vorderbereich ermöglicht die Auf­ nahme von Nägeln 41 anstelle von Gewindebolzen 12 nach Fig. 1. Mit Ausnahme der für die Aufnahme eines Nagels 41 adap­ tierten Bauteile entsprechen die anderen Geräteteile jenen nach Fig. 1 und weisen deshalb dieselben Bezugszeichen auf.

In dem Antriebsorgan 8 ist ein Aufnahmekörper 42 verschieb­ bar und durch Querstifte 43, die im Aufnahmekörper 42 fest­ sitzen und in die Längsnuten 9a des Antriebsorgans 9 ein­ greifen, mit dem Antriebsorgan 9 drehschlüssig verbunden. Der Aufnahmekörper 42 ist von einer Ausnehmung 42a zentral durchsetzt, die den Durchgriff des Schaftes 37b des Treib­ kolbens 37 erlaubt. Entgegen der Eintreibrichtung stützt sich der Aufnahmekörper 42 am Schläger 17 ab. Eintreibrich­ tungsseitig weist der Aufnahmekörper 42 Mitnehmer 42b in Form einer polygonalen Kontur zum drehschlüssigen Eingriff des eine korrespondierende polygonale Kontur aufweisenden Nagelkopfes 41a auf. Als zweite Führung für den Nagel 41 dient eine Rondelle 41b, die auf dem Schaft 41c des Nagels 41 sitzt und in den Aufnahmekörper 42 eingreift. Am freien Ende des Schaftes 41c ist ein Bohrkopf 41d vorgesehen.

Das Eintreiben des Nagels 41 in einen Werkstoff erfolgt wie beim Gewindebolzen 12 in erster Phase durch einen Bohrvor­ gang mit überlagerter intermittierender Beaufschlagung. Die Drehbewegung wird dabei vom Antriebsorgan 9 über die Quer­ stifte 43 an den Aufnahmekörper 42 und durch die Mitnehmer 42b an den Nagel 41 übertragen. Das Einleiten vom Schläger 17 dem Aufnahmekörper 42 vermittelter intermittierender Schläge in den Nagel 41 erfolgt über eine Schulter 42c, an der sich der Nagelkopf 41a abstützt. Nach Abbruch des Bohrvorganges wird in zweiter Phase der Nagel 41 durch Pul­ verkraft mit dem Schaft vollends in den Werkstoff eingetrie­ ben, wobei der Treibkolben 37 mit dem Schaft 37b die Aus­ nehmung 42a durchgreift und auf den Nagel 41 schlägt.

Claims (10)

1. Gerät zum Eintreiben von Befestigungselementen (12, 41) in harte Werkstoffe wie Beton, Mauerwerk, Gestein und dergleichen, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Dreh­ bohreinrichtung (1) und eine Bolzensetzeinrichtung (2) aufweist.

2. Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen der drehschlüssigen und axial verschiebbaren Aufnahme der Befestigungselemente (12, 41) dienenden Aufnahmekörper (11, 42).

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmekörper (11, 42) Mitnehmer (13b, 42b) zur dreh­ schlüssigen Aufnahme der Befestigungselemente (12, 41) aufweist.

4. Gerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmekörper (11, 42) drehschlüssig und axial verschiebbar mit einem von der Drehbohreinrich­ tung (1) in Drehbewegung versetzbaren Antriebsorgan (9) in Verbindung steht.

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmekörper (11, 42) von einem Schläger (17) eines Nockenschlagwerkes der Drehbohreinrichtung (1) beauf­ schlagbar ist.

6. Gerät nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Aufnahmekörper (11, 42) eine Ausnehmung (11a, 42a) zum Durchtritt eines Teiles (37b) von einem mittels hochgespannter Gase in axiale Bewe­ gung versetzbaren Treibkolben (37) der Bolzensetzein­ richtung (2) aufweist.

7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ausnehmung (11a) ein drehschlüssig und axial ver­ schiebbar mit dem Aufnahmekörper (11) verbundener, vom Treibkolben (37) beaufschlagbarer Döpper (13) vorgese­ hen ist.

8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Döpper (13) Mitnehmer (13b) zur drehschlüssigen Auf­ nahme der Befestigungselemente (12) aufweist.

9. Gerät nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Schläger (17) und Treibkolben (37) einen zum Aufnahmekörper (11, 42) hin offenen Durch­ bruch (9e) des Antriebsorgans (9) axial durchsetzen.

10. Verwendung des Gerätes nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zum Eintreiben von Befestigungselementen (12, 41) mit einem an den Schaft in Eintreibrichtung anschließenden Bohrkopf (12e, 41d) sowie einem entgegen der Eintreib­ richtung an den Schaft anschließenden Lastangriffs­ mittel (12a, 41a) und einem Drehmitnahmemittel (12b, 41a).