Mit Druckfluidum betriebener Kolbenmotor Die Erfindung betrifft einen Kolbenmotor, wie er insbesondere bei Werkzeugen Anwendung finden kann, welche dem Zwecke dienen, eine elektrische Verbindungsklemme an das Ende eines Kabels an zudrücken.
Bei solchen Motoren ist es wünschenswert, dass ein bestimmter Druck in dem Kolbenzylinder er zielt wird, bevor die Zufuhr des Druckmediums zu dem Zylinder abgeschaltet und das Medium aus dem Zylinder wieder entfernt wird. Dies ergibt sich insbesondere, wenn es sich um Werkzeuge der vor stehend genannten Art handelt.
Beim Andrücken von elektrischen Verbindungs klemmen an die Enden eines Kabels muss die Ver bindungsklemme in vorbestimmter Weise angedrückt werden, damit der angestrebte Erfolg erreicht wird. Wenn die Verbindungsklemme nur teilweise und nicht in dem vom Hersteller beabsichtigten Umfang angepresst wird, hat die elektrische Verbindung, ob wohl sie zunächst befriedigend aussieht, nicht direkt in Erscheinung tretende Fehler, die sich in geringer mechanischer Widerstandsfähigkeit und schlechtem elektrischem Kontakt äussern. Derartige Fehler kön nen von der Bedienungsperson nicht ohne weiteres erkannt werden.
Es ist daher erforderlich, das Werk zeug so zu konstruieren, dass die Erzeugung des vorgeschriebenen Druckes an der Verbindungsklemme und dem Anpressgesenk des Werkzeuges nicht von der Arbeitsweise der Bedienungsperson abhängt.
Gemäss der Erfindung ist ein mit Druckfluidum betriebener Kolbenmotor, bei dem unter dem Druck eines Druckmediums ein zweiter Kolben in einem Zylinder verschoben wird und an dem Zylinder eine Zuführung vorgesehen ist, in der sich ein Einlass- ventil befindet, welches normalerweise in der Schliess= Stellung ist und durch Steuermittel geöffnet wird;
dadurch gekennzeichnet, dass ein Verriegelungs- mechanismus und ein Steuermechanismus vorgesehen sind, wobei der Verriegelungsmechanismus den Ven- tilverschlusskörper, wenn letzterer auf Öffnung der Zuführleitung gesteuert wurde, geöffnet hält, wäh rend der Steuermechanismus nur dann eine Ent- kopplung des Ventilverschlusskörpers von dem Ver- riegelungsmechanismus bewirkt, wenn der Druck in dem Zylinder einen bestimmten Wert erreicht hat.
In einer besonderen Verwendung des Kolben motors als Bestandteil eines Werkzeuges zum Ruf pressen elektrischer Verbindungsklemmen auf Lei tungsdrähte, wobei das Werkzeug einen beweglichen Gesenkteil umfasst, der durch einen Kolben betätigt wird, wirkt der Verriegelungsmechanismus mit einem Teil eines Ventils zusammen, welches einen Ventil- verschlusskörper hat und in geöffneter Stellung gehal ten wird, wenn, für die Zwecke der Öffnung der Zufuhrleitung, das Ventil betätigt wurde, wobei der Verriegelungsmechanismus von dem genannten Teil abgekoppelt wird,
wenn ein Druckverminderungs- ventil in Tätigkeit gesetzt wird, was erfolgt, wenn der Druck in dem Zylinder einen bestimmten Wert erreicht hat, zu dem Zwecke, dass der Flüssigkeits druck auf das Gesenk nicht eher nachlässt, bevor das Gesenk den vorgegebenen Druck erzeugt hat.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. In diesen zeigen: Fig.l eine teilweise geschnittene schematische Darstellung einer Ausführungsform des Kolbenmotors in Anwendung auf ein Andrückwerkzeug, Fig. 2 eine geschnittene Einzeldarstellung des in Fig. 1 gezeigten Werkzeuges, wobei die eine Arbeits stellung der Teile gezeigt ist und zwecks grösserer Klarheit.
eine flächenhafte Wiedergabe gewählt ist, Fig. 3 eine ähnliche Darstellung wie Fig. 2, wobei eine zweite Arbeitsstellung der Teile gezeigt ist. In Fig. 1 besteht das mit der Hand zu hand habende Werkzeug 2 aus einem C-förmigen Kopf teil 4, an welchem der feste Gesenkteil 6 und der bewegliche Gesenkteil 8 vorgesehen sind; der be wegliche Gesenkteil 8 ist am Ende eines beweglichen Bolzens 10 angeordnet.
Mit dem Bolzen 10 steht ein in einem Zylinder 16 verschiebbarer Kolben 12 in Verbindung und dieser Kolben wird normaler weise durch eine Feder 14 herabgedrückt. Der Kol ben 12 ist so angeordnet, dass er in Fig. 1 nach oben verschoben wird, wenn das Druckmedium, welches vorzugsweise eine hydraulische Flüssigkeit ist, über den Schlauch 24 und das am Ende des Schlauches vorgesehene Verbindungsstück 22 in den Zylinder 16 geleitet wird; das Verbindungsstück 22 ist bei 20 an den Zylinder 16 angeschraubt. Die Verbindung des Schlauches 24 mit dem Verbindungsstück 22 ist nur schematisch angedeutet.
An dem Zylinder 16 ist ein Handgriff 18 vorgesehen und ein Abzugs hebel leitet, wie noch näher erörtert wird, den An- drückvorgang ein.
Das andere Ende des Schlauches 24 steht über das Verbindungsstück 26 mit der Bohrung 30 eines Zylinders 28 in Verbindung, welcher die Hochdruck seite einer pneumatisch hydraulischen Verstärker anordnung bildet.
Ein hydraulisches Druckmedium wie Öl befindet sich in der Bohrung 30, so dass, wenn der Kolben 32 in der Bohrung 30 bewegt wird, der Kolben 12 durch den Flüssigkeitsdruck nach oben gedrückt wird.
Die pneumatische Niederdruckseite des Druck verstärkers besteht aus einem Zylinder 34, in wel chem ein Kolben 36 verschiebbar ist. Der Kolben 36 wird durch die Feder 40 gegen die hintere Wan dung 38 des Zylinders 34 gedrückt. Die Feder 40 wirkt gegen eine ringförmige Membran 44, wobei der Innenrand und der Aussenrand der Membran an den Stellen 46 und 48 zwischen dem Zylinder 34 und dem Basisteil 29 des Zylinders 28 eingepresst ist. Der Basisteil 29 hat eine Ringnut 31, welche zusammen mit der Membran 44 ein Reservoir 42 für die hydraulische Flüssigkeit bildet. Das Reservoir 42 steht über dem Kanal 50 mit der Bohrung 30 in Verbindung.
Der Kanal 50 ist so ausgebildet, dass er durch den Kolben 32 nur dann freigegeben wird, wenn sich der letztere in der vollständig zu rückgezogenen Stellung befindet, während der Kanal 50 durch den Kolben in allen anderen Stellungen desselben geschlossen wird. Auf diese Weise gelangt der hohe Flüssigkeitsdruck, der in der Bohrung 30 erzeugt wird, nicht in das Reservoir 42. Wenn der Kolben 32 vollständig aus der Bohrung 30 zurück gezogen wird, tritt hydraulische Flüssigkeit in das Reservoir 32 ein, wobei die Membran 44 sich in ihrer äussersten, nicht eingedrückten Stellung befin det.
Wenn der Kolben 32 sich in die Bohrung hinein bewegt, wird die Membran 44 durch die Feder 40 eingedrückt, so dass die Flüssigkeit des Reservoirs 42 durch den Kanal 50 in die Bohrung 30 ein gepresst wird. Wenn ,sich der Kolben 32 weiter in der Bohrung bewegt, so wird der Kanal 50, wie bereits angeführt, geschlossen. Auf diese Weise werden Ver luste an hydraulischer Flüssigkeit vermieden.
Ein Mechanismus zum Steuern der Zufuhr von komprimierter Luft zu dem Zylinder 34 und zum Bewegen des Kolbens 36 besteht aus einem Ventil 54, welches an der Aussenseite der hinteren Wan dung 38 des Zylinders 34 angeordnet ist. Dieser Steuermechanismus soll nachstehend im einzelnen an Hand der Fig. 2 und 3 erläutert werden.
An dem Ventilgehäuse ist als Zuführung für die Druckluft ein Schraubnippel 58 in einer Öffnung 56 vorgesehen, wobei das Ende des Schlauches 60 mit einem Druckluftgerät in Verbindung steht.
Ein Kanal 62 führt von der Eintrittsöffnung 56 in das Innere und mündet in eine Kammer 64, welche einen Teil einer durch das Ventilgehäuse sich erstreckenden Bohrung bildet. Diese Bohrung ist durch einen Schraubstopfen 66 verschlossen.
Ein Einlassventilkörper 70, welcher einen kegel förmigen Vorderteil hat, ist verschiebbar in der Kammer 64 angeordnet und wirkt gegen einen Dichtungsring 68, der an der Schulter 68' der Boh rung vorgesehen ist. An die Schulter 68' schliesst sich ein Abschnitt der Bohrung 72 ein, der ge ringeren Durchmesser hat als die Kammer 64 und in eine Zwischenkammer 74 einmündet, welche wie derum mit einer Öffnung in der Wandung 38 über einen Kanal 80 in Verbindung steht, so dass Druck luft dem Zylinder 34 zugeleitet wird, wenn das Ventil mit dem Ventilverschlusskörper 70 geöffnet wird.
Der Ventilverschlusskörper 70 befindet sich normalerweise in seiner Schliessstellung, in welcher der Ring 68 zwischen der Schulter 68' und dem Ventilverschlusskörper 70, wie Fig.2 zeigt, zusam mengepresst ist: dies ergibt sich durch die Druckluft, die bei 56 zugeführt wird und an der unteren Fläche 82 des Ventilverschlusskörpers 70 wirkt.
Die Kammer 74 steht mit einer grösseren Kammer 84 in Verbindung, in der ein eine axiale Bohrung 101 besitzender Kolben 86 beweglich ist. Der mitt lere Teil 86' des Kolbens 86 hat etwas geringeren Durchmesser als die Kammer 84, hat dagegen etwas grösseren Durchmesser als der übrige Teil des Kol bens 86. Die radial sich erstreckende Fläche 88 des mittleren Teiles 86' ist der Druckluft über die Kanäle 89 und 91 ausgesetzt, wobei der erste Kanal zu der Einlassöffnung 56 führt. Der geringeren Durchmesser besitzende Teil 90 des Kolbens 86 ist axial verschiebbar in der Buchse 92 angeordnet, welche im oberen Teil der Kammer 84 vorgesehen ist.
Eine Ringscheibe 94 und ein Federring 96 sind an der Wandung der Kammer 84 vorgesehen und verhindern, dass der Kolben 86 über die Stellung sich hinausbewegen kann, die in Fig. 2 gezeigt ist. Ein Ansatz 98 hat kleineren Durchmesser als der Teil 90 und erstreckt sich nach aussen; bei 99 ist eine Schulter gebildet, so dass das Ende des Teiles 98 einen noch geringeren Durchmesser hat. Der Ansatz 98 und der Endteil 100 erstrecken sich aus dem Ventilgehäuse nach aussen, wenn der Kolben 86 die in Fig. 2 dargestellte Lage hat.
Die andere radial sich erstreckende Fläche 104 des Teiles 86' geht in einen vorspringenden Teil 102 über, der geringeren Durchmesser als der Teil 86' hat. Der Teil 102 erstreckt sich in die Kammer 74. In dem Abschnitt 86' ist ein Kanal<B>106</B> von geringem Querschnitt in Axialrichtung sich erstrek- kend zwischen den beiden vorgenannten Flächen vorgesehen, wobei der Kanal 106 eine Düse 106' bildet. Druckluft wird bei 56 zugeführt und geht durch den Kanal hindurch, so dass die Druckluft sowohl gegen die Fläche 104 als auch gegen die Fläche 88 wirkt.
Wie aus den Fig. 2 und 3 zu erkennen ist, ist die Fläche 104 grösser als die Fläche 88, so dass der Kolben 86 nach oben gedrückt wird, wenn der Druck, der gegen die Flächen 88 und 104 wirkt, gleich ist. Eine Öffnung 108 steht mit der Kammer 84 in Verbindung und ,steht weiter mit der Öffnung 110, die die Austrittsöffnung bildet, in Verbindung; an die letztgenannte Öffnung ist der Entlüftungs schlauch 112 mittels eines Schraubnippels ange schlossen. Das andere Ende des Schlauches 112 ist an den Handgriff 18 des Werkzeugs 2 mittels des Nippels 114 angeschlossen.
Der Handgriff 18 hat einen Längskanal 116, welcher am unteren Ende 118 einen grössern Quer schnitt hat und in dem ein Kugelventil 120 vor gesehen ist. In dem Kanal 116 ist eine Stange 122 so vorgesehen, dass das obere Ende 124 gegen einen schwenkbaren Abzug 126 wirkt; wenn der Abzug eingedrückt wird, so dass er sich im Uhrzeigersinn dreht, wird der Bolzen 122 nach unten gedrückt, so dass er die Kugel des Ventils 120 abhebt und Druckluft aus der Kammer 84 durch die Austritts öffnung 121 des Handgriffes 18 austreten kann.
Wenn die Kammer 84 entlüftet ist, bewegt sich der Kolben 86 nach unten, da die Düse 106' des Kanales 106 einen so kleinen Durchmesser hat, dass der Luftdruck an den Flächen 88 und 104 nicht mehr vollständig gleich ist. Durch diese Abwärtsbewegung des Kolbens 86 tritt das kegelförmige obere Ende 78 des Ventilverschlusskörpers 70 in die Bohrung<B>101</B> ein und verschliesst dieselbe, wobei der Ventilver- schlusskörper 70 praktisch gleichzeitig nach unten gedrückt wird und die in Fig. 3 dargestellte Stellung einnimmt; es kann dann Druckluft in den Kanal 80 über die Zuführungsöffnung 56, den Kanal 62, die Bohrung 72 und die Kammer 74 gelangen.
Auf diese Weise gelangt Druckluft über den Kanal 80 zu dem Zylinder 34, der Kolben 36 wird in Rich tung zu dem Zylinder 28 bewegt, wobei der Kolben 32 in die Bohrung 30 eintritt und die in demselben befindliche Druckflüssigkeit den beweglichen Gesenk- teil 8 in Richtung zu dem Gesenkteil 6 bewegt.
Aus Fig.3 ersieht man, dass der Kolben 86 automatisch in seiner unteren Stellung durch die L-förmige Klinke, die die Arme 128 und 134 umfasst und bei 130 zwischen den Vorsprüngen 130' des Ventilgehäuseteiles angelenkt ist, verriegelt wird. In der oberen Stellung des Kolbens 36 wird der Arm 128 im Uhrzeigersinn durch die Feder 129 in Spannung gehalten, so dass der Arm 134 gegen die zylindrische Mantelfläche des Teiles 98 wirkt.
Wenn der Kolben 86 sich nach unten bewegt, so rastet der Arm 134 an dem Absatz 99 ein, so dass der Kolben 86 in der unteren Stellung gehalten wird. Auf diese Weise ist das Einlassventil 70, wel ches die Druckluft zuführt, in der Öffnungsstellung verriegelt, bis der Arm 134, wie noch näher erörtert wird, aus der Schulter 99 ausklinkt.
Ein Kolben 140 hat ein gegabeltes Ende 136, welches mit dem freien Ende des Armes 128 zu sammenwirkt. Der Kolben 140 geht durch die Mut ter 138 in die Kammer 138' des Ventilgehäuseteiles 54 und hat am unteren Ende einen Kolben 144.
Der Kolben 144 wird durch eine Druckfeder 145 normalerweise nach unten gedrückt, so dass ein konischer Ventilverschlusskörper 146 gegen die Aus trittsöffnung des Kanales 149 wirkt. Der Kanal 149 steht mit einem Kanal 148 in Verbindung, welcher wiederum über einen Kanal 38' in der Wandung 38 zum Inneren des Zylinders 34 führt. Der Druck der Feder 145 ist mittels der Mutter 138 so eingestellt, dass, wenn der Luftdruck in dem Zylinder 34 einen bestimmten Wert erreicht hat, welcher das richtige Andrücken der Verbin dungsklemme gewährleistet, der Kolben 140 nach oben gedrückt wird, so dass der Verschlussteil 146 abgehoben wird und die Klinke 128, 134 im Gegen uhrzeigersinn gedreht wird.
Der Arm 134 rastet dann aus der Schulter 99 aus, ,so dass der Kolben 98 unter der Wirkung der Druckluft sich nach oben bewegt und die Zufuhr von Druckluft zu dem Zylin der 34 aufhört und, unter dem Einfluss der Feder 14, sich der Gesenkteil 8 von dem Gesenkteil 6 entfernt.
Der Steuermechanismus enthält ferner zweck mässigerweise ein Sicherheitsventil, welches aus dem Kolben 150 besteht, der durch eine Feder 150' nach oben gedrückt wird; der Kolben ist in der Kammer 121 des Ventilgehäuses beweglich. Wenn sich über mässiger Druck in der Anordnung entwickelt und der Ventilverschlusskörper 146 noch nicht abgehoben hat, wird der Kolben 150 nach unten bewegt, so dass die Austrittsleitung 151' freigegeben wird.
Die Arbeitsweise des Werkzeuges ist wie folgt: Die Bedienungsperson führt eine noch nicht ver arbeitete Anschlussklemme und das Kabel zwischen die Gesenkteile 6 und 8 ein und drückt dann den Abzugshebel 126 ein. Dadurch wird Luft aus der Kammer 84 ausgelassen, so dass der Kolben 86 und der Ventilverschlusskörper 70 nach unten be wegt und Druckluft über den Kanal 80 zu dem Zylinder 34 geleitet wird; es bewegt sich unter dem Druck der hydraulischen Flüssigkeit dann der Kolben 12 nach oben und bewegt den Gesenkteil 8 auf den Gesenkteil 6 zu.
Der Kolben 86 wird durch den Klinkenmechanismus automatisch in seiner unte ren Stellung verriegelt. Selbst wenn der Abzug 126 sofort, nachdem er eingedrückt wurde, wieder frei gegeben wird, wird die Zufuhr komprimierter Luft zu dem Zylinder 34 nicht unterbrochen.
Der Druck der Feder 145 wird so eingestellt, dass frühestens, wenn die Anordnung ihren Gleich gewichtszustand erreicht hat und gleichmässiger Druck in ihr herrscht, der Kolben 140 nach oben bewegt wird und den Arm 134 aus der Schulter 99 ausrastet, so dass der Ventilkörper 70 dann durch die Druckluft, die auf die Fläche 82 wirkt, nach oben bewegt wird. Die Druckluft wird aus dem Zylinder 34 durch die Bohrung 101 des Kolbens 86 ausgelassen und der konische obere Teil 78 des Ventilverschlusskörpers 70 wird abgehoben vom unte ren Ende der Bohrung 101, wenn sich der Kolben 86 nach oben bewegt.
Es kann sich daher das Gesenk nicht eher öff nen, bis ein bestimmter Luftdruck in dem Kanal 149 und dem Zylinder 34 erreicht ist. Wenn daher beispielsweise die Druckluftzufuhr zum Werkzeug reduziert wird, wenn der Kompressor nicht ord nungsgemäss arbeitet oder von anderen Werkzeugen viel Druckluft entnommen wird, bleibt das Gesenk teilweise geschlossen, bis ein solcher Druck erreicht ist, welcher hinreichend das Gesenk schliesst.
Wenn das Gesenk in nur zum Teil geschlossener Stellung stehenbleibt, so ist dies für die Bedienungs person ein Anzeichen, dass der Druck so niedrig ist, dass eine Verbindungsklemme nicht mit hinreichen dem Druck angedrückt wird. In diesem Fall kann der Arm<B>128</B> von Hand abgehoben werden und so das Gesenk geöffnet werden.
Wenn der Abzug 126 in eingedrückter Stellung gehalten wird, werden die Gesenkteile geschlossen und bleiben geschlossen, bis der Abzug wieder frei gegeben wird. Wenn der Andrückvorgang durch geführt ist, bewegt sich der Kolben 140 nach oben und der Arm 134 hebt sich von dem Kolben 86 ab. Dieser wird gegen das Ende 78 des Verschluss- körpers 70 gehalten, da Druckluft gegen die Fläche 88 wirkt. Wenn der Abzug freigegeben wird, so nimmt der Luftdruck gegen die Fläche 104 ab und es wird die untere Fläche des Teiles 102 frei gegeben.
Der Verlust an Druckluft, welcher sich in der Anordnung ergibt, wenn der Abzug betätigt wird, beschränkt sich im wesentlichen auf die Luft in dem Schlauch 112 und auf die geringe Menge, welche durch den Kanal 106 während der Ab wärtsbewegung des Kolbens 86 fliesst.