CH624335A5 - Pneumatically operated setting tool - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein druckluftbetriebenes Setzgerät mit einem Zylinder und einem Treibkolben, wobei der Treibkolben durch Zuführen von Arbeitsdruckluft über ein Zuführmittel im Zylinder nach vorne verschiebbar ist. The invention relates to a compressed air-operated setting tool with a cylinder and a driving piston, the driving piston being displaceable forward by supplying working compressed air via a supply means in the cylinder.
Das Arbeitsvermögen von Geräten der genannten Art hängt insbesondere von der dem Treibkolben vermittelten kinetischen Energie ab. Letztere wiederum steht in direkter Beziehung zu der dem Treibkolben verleihbaren Geschwindigkeit, d.h., je grösser die erzielbare Arbeitshub-Geschwindig-keit des Treibkolbens ist, desto grösser ist auch die kinetische Energie des Treibkolbens. The working capacity of devices of the type mentioned depends in particular on the kinetic energy imparted to the driving piston. The latter in turn is directly related to the speed that can be imparted to the driving piston, i.e. the greater the achievable working stroke speed of the driving piston, the greater the kinetic energy of the driving piston.
Es sind Geräte bekannt, bei denen der Treibkolben rückseitig einen in der Führungsbohrung des Zylinders dichtend gelagerten Kopf aufweist, der einen nach vorne, d.h. in Arbeitsrichtung des Treibkolbens, weisenden Schaft besitzt, der den Zylinder in Arbeitsrichtung überragt. Nach jedem zuvor erfolgten Arbeitshub gelangt der Treibkolben durch geringfügigen Überdruck von Luft, die durch einen Zuströmkanal vor den Kopf des Treibkolbens in den Zylinder eingeleitet wird, in seine rückwärtige Stellung. Der Treibkolben wird durch den auch nach dem Rückhub des Treibkolbens jeweils beibehaltenen Überdruck mit entsprechender Kraft im Zylinder gegen hinten gehalten. Alsdann wird in den hinter dem Treibkolben liegenden Zylinderraum hochkomprimierte Ar-beitsdruckluft eingeleitet, die unter B eaufschlagung der rückwärtigen Stirnseite des Treibkolben-Kopfes den Treibkolben zu dessen Arbeitsverrichtung nach vorne beschleunigt. Devices are known in which the driving piston has on the back a head which is sealingly mounted in the guide bore of the cylinder and which has a forward, i.e. in the working direction of the driving piston, pointing shaft, which projects beyond the cylinder in the working direction. After each previous working stroke, the driving piston comes to its rear position due to a slight overpressure of air which is introduced into the cylinder through an inflow channel in front of the head of the driving piston. The drive piston is held against the rear with the corresponding force in the cylinder by the overpressure which is maintained even after the return stroke of the drive piston. Then, highly compressed working compressed air is introduced into the cylinder space behind the driving piston, which accelerates the driving piston to perform its work forwards while acting on the rear end of the driving piston head.
Durch diese Massnahmen konnten die Kolbengeschwindigkeiten gesteigert werden, jedoch sind zur Ausübung bestimmter Arbeitsverrichtungen, wie beispielsweise das Setzen von Bolzen in harte Aufnahmewerkstoffe, die Kolbengeschwindigkeiten noch immerzu gering, da die beim Arbeitshub des Treibkolbens vor dessen Kopf befindliche Luft nicht ausreichend rasch aus der Führungsbohrung des Zylinders abgeleitet wird und somit ein dem Beschleunigen des Treibkolbens entgegenwirkendes Luftpolster entsteht. These measures made it possible to increase the piston speeds, but the piston speeds are still too low to carry out certain work operations, such as placing bolts in hard mounting materials, since the air in front of the head during the working stroke of the driving piston does not get out of the guide bore of the Cylinder is derived and thus creates an air cushion counteracting the acceleration of the driving piston.
Die Ursache dieses Mangels liegt insbesondere darin, dass bei den bekannten Geräten über den vorderseitig in den Zylinder mündenden Zuströmkanal für den Überdruck vordem Arbeitshub des Treibkolbens auch das Abströmen der dabei vor dem Kopf des Treibkolbens befindlichen Luft erfolgen soll. Die Funktion des Zuströmkanals, d.h. das Zu- oder Ableiten von Luft, wird hier durch eine spezielle Steuerung mit mechanischen Ventilen geregelt. Diese Art des Ableitens der Luft ist jedoch sowohl hinsichtlich der ableitbaren Luftmenge als auch in bezug auf das Reaktionsverhalten der Ventile unbefriedigend. Hinzu kommt, dass mechanische Ventile sich als sehr aufwendig und störungsanfallig erwiesen haben. The reason for this deficiency is, in particular, that in the known devices the outflow of the air located in front of the head of the drive piston should also take place via the inflow channel which opens into the cylinder on the front for the overpressure prior to the working stroke of the drive piston. The function of the inflow channel, i.e. the supply or discharge of air is regulated here by a special control with mechanical valves. However, this type of air discharge is unsatisfactory both in terms of the quantity of air that can be discharged and in terms of the reaction behavior of the valves. In addition, mechanical valves have proven to be very complex and prone to failure.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Setzgerät zu schaffen, bei dem zur Erhöhung der Kolbengeschwindigkeit das beim Arbeitshub des Treibkolbens sich vor diesem befindliche Medium beschleunigt abgeführt wird, ohne dass hierzu aufwendige und störungsanfallige Mechanismen erforderlich sind. The invention has for its object to provide a setting tool in which the medium located in front of the latter during the working stroke of the driving piston is accelerated to increase the piston speed without the need for complex and fault-prone mechanisms.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der das Zuführmittel tragende Zylinder oder ein zylindrischer Teil gegenüber einem Gehäuse axial verschiebbar gelagert ist und in dem dem Zuführmittel gegenüberliegenden Bereich des Zylinders durch Verschieben des das Zuführmittel tragenden Zylinders oder zylindrischen Teils beim Arbeitshub des Treibkolbens sich öffnende Abströmöffnungen zum Abführen des sich vor dem Treibkolben befindlichen Mediums vorgesehen sind. According to the invention, the object is achieved in that the cylinder or a cylindrical part carrying the feed means is mounted so as to be axially displaceable relative to a housing and in the region of the cylinder opposite the feed means by moving the outflow openings opening the feed means carrying cylinder or cylindrical part during the working stroke of the driving piston are provided for removing the medium located in front of the driving piston.
Der das Zuführmittel tragende Teil des Zylinders ist zweckmässig im wesentlichen rohrförmig ausgebildet und trägt rückseitig eine diesen Teil bzw. die Zylinderbohrung nach hinten verschliessende Stirnwand. Im Bereich der Stirnwand ist auch das in der Regel als Ventil ausgebildete Zufuhrmittel für die Arbeitsdruckluft vorgesehen. The part of the cylinder which carries the feed means is expediently essentially tubular and bears on the back an end wall which closes this part or the cylinder bore to the rear. In the area of the end wall, the supply means for the working compressed air, which is generally designed as a valve, is also provided.
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Wird nun bei sich in hinterer Stellung befindlichem Treibkolben durch das Zufuhrmittel Arbeitsdruckluft hinter den Kopf des Treibkolbens in den Zylinder eingelassen, so wird dadurch einerseits der Treibkolberi nach vorne beschleunigt und andererseits durch das gleichzeitige Beaufschlagen der rückwärtigen Stirnwand des das Zuführmittel tragenden Teiles des Zylinders letztere gegenüber dem Gehäuseteil nach hinten verschoben. Durch das Verschieben des besagten Teiles des Zylinders werden unter Zusammenwirkung mit dem Gehäuse im vorderen Abschnitt des Zylinders eine oder mehrere Abströmöffnungen freigegeben, die ein wirkungsvolles Ableiten des vor dem Kopf des Treibkolbens befindlichen Mediums, vorzugsweise Luft, in das Gehäuseinnere oder direkt in den freien Raum sicherstellen/Der Zuströmkanal für das vorderseitige Zuführen des für den Rückhub des Treibkolbens erforderlichen Mediums hat dabei nicht mehr die Aufgabe, beim Arbeitshub des Treibkolbens das vorderseitige Medium auch abzulassen. Die Einwegfunktion der dem Steuerkreis zugeordneten Ventile führt auch zu einer störungsunanfalligen und einfachen Bauweise der Steuerteile. If, with the propellant piston in the rear position, working compressed air is admitted into the cylinder behind the head of the propellant piston, the propellant piston is accelerated to the front on the one hand and, on the other hand, the latter acts upon the rear end wall of the part of the cylinder carrying the feed means the housing part moved backwards. By moving the said part of the cylinder, one or more outflow openings are released in cooperation with the housing in the front section of the cylinder, which allow effective discharge of the medium located in front of the head of the driving piston, preferably air, into the housing interior or directly into the free space ensure / The inflow channel for the front supply of the medium required for the return stroke of the driving piston no longer has the task of also draining the front medium during the working stroke of the driving piston. The one-way function of the valves assigned to the control circuit also leads to a fault-free and simple construction of the control parts.
Die erfindungsgemässen Abströmöffnungen können in ihrer Dimension beliebig gross gewählt werden. Auch hinsichtlich deren Anordnung und formlichen Ausbildung bieten sich mehrere Möglichkeiten an: so können beispielsweise im Zylinder einerseits und in einem diesen übergreifenden Gehäuseabschnitt andererseits entsprechende Öffnungen so angeordnet sein, dass sie in Ruhestellung des Gerätes gegenseitig abgedeckt sind und bei sich zurückschiebendem Zylinderteil zur Deckung, d.h. in Abströmstellung gelangen. Als besonders einfach und wirkungsvoll hat es sich jedoch erwiesen, eine Abströmöffnung in der Weise zu schaffen, dass zwischen dem das Zuführmittel tragenden Teil des Zylinders und dem Gehäuseteil beim Verschieben des Zylinderteiles ein Spalt entsteht. Die Spaltbreite kann sich zudem dem Arbeitsdruck anpassen, d.h. die Abströmöffnung wird mit zunehmendem Arbeitsdruck zufolge weiteren Verschiebens des Zylinderteiles automatisch grösser. The dimensions of the outflow openings according to the invention can be chosen to be as large as desired. There are also several possibilities with regard to their arrangement and formal design: for example, corresponding openings can be arranged in the cylinder on the one hand and in a housing section spanning these on the other hand so that they are mutually covered when the device is at rest and for covering when the cylinder part is retracting, i.e. get into the outflow position. However, it has proven to be particularly simple and effective to create an outflow opening in such a way that a gap arises between the part of the cylinder carrying the feed means and the housing part when the cylinder part is displaced. The gap width can also adapt to the working pressure, i.e. the outflow opening automatically becomes larger with increasing working pressure due to further displacement of the cylinder part.
Mit Vorteil ist zum Verschliessen der Abströmöffnungen zwischen Gehäuse und das Zuführmittel tragendem Teil des Zylinders ein letzteres Teil nach vorne treibbarer Kraftspei-cher angeordnet. Der Kraftspeicher stellt sicher, dass der Zylinderteil nach erfolgter vorderseitiger Entlüftung des Zylinders automatisch jeweils wieder nach vorne in die die Abströmöffnungen verschliessende Stellung gelangt. Die Kraft des Kraftspeichers sollte dabei grösser als die Rückhubkraft des Treibkolbens gewählt werden, um zu unterbinden, dass durch den von vorne auf den Kopf des Treibkolbens wirkenden Rückhubdruck der Zylinderteil ausser Dichtstellung mit den Abström Öffnungen gelangt. Advantageously, in order to close the outflow openings between the housing and the part of the cylinder carrying the feed means, a latter part of the power store which can be driven forward is arranged. The energy accumulator ensures that the cylinder part automatically comes forward again into the position closing the outflow openings after the cylinder has been vented from the front. The force of the energy accumulator should be selected to be greater than the return stroke force of the drive piston in order to prevent the return stroke pressure acting on the head of the drive piston from the front from reaching the sealing position with the outflow openings.
Vorzugsweise ist der Kraftspeicher als Druckfeder in Form einer Zylinderfeder ausgebildet. Der besondere Vorteil einer Durckfeder besteht darin, dass diese beispielsweise gegenüber der Verwendung einer Zugfeder in weit kleinerem Masse einer Überspannung ausgesetzt ist. Grundsätzlich ist es unter anderem aber auch möglich, anstelle einer Druckfeder als Kraftspeicher ein komprimiertes Luft- oder Gaspolster einzusetzen. The energy store is preferably designed as a compression spring in the form of a cylinder spring. The particular advantage of a compression spring is that it is exposed to overvoltage to a much lesser extent than, for example, the use of a tension spring. In principle, it is also possible, among other things, to use a compressed air or gas cushion instead of a compression spring as the energy store.
Einem weiteren Vorschlag der Erfindung entsprechend wird der das Zufuhrmittel tragende Teil des Zylinders zum Verschliessen der Abströmöffnungen mit seiner vorderen Stirnseite durch den Kraftspeicher dichtend gegen ein Widerlager am Gehäuseteil gepresst. Auf diese Weise wird beim Zurückschieben des das Zuführmittel tragenden Teiles des Zylinders zwischen der vorderen Stirnseite des letzteren Teiles und dem gehäuseseitigen Widerlager eine Abströmöffnung in Form eines Ringspaltes geschaffen. Der dichtende Kontakt zwischen Zylinderteil und Gehäuseteil begünstigt in vorderer Stellung des Zylinderteiles den Aufbau des für den Rückhub des Treibkolbens erforderlichen Überdruckes im vorderen Zylinderabschnitt. According to a further proposal of the invention, the part of the cylinder carrying the supply means for closing the outflow openings is pressed with its front end face by the energy accumulator in a sealing manner against an abutment on the housing part. In this way, when the part of the cylinder carrying the feed means is pushed back, an outflow opening in the form of an annular gap is created between the front end face of the latter part and the abutment on the housing side. The sealing contact between the cylinder part and the housing part favors the build-up of the excess pressure required for the return stroke of the driving piston in the front cylinder section in the forward position of the cylinder part.
Um eine besonders wirkungsvolle Dichtung zu erzielen, weist wenigstens eine der miteinander in Kontakt tretenden Flächen der Stirnseite des Zylinders und des Widerlagers an der Kontaktstelle ein Dichtelement auf. Es eignet sich hierzu beispielsweise ein elastischer Ring mnden Querschnitts aus öl-festem Gummi. In order to achieve a particularly effective seal, at least one of the surfaces of the face of the cylinder and the abutment that come into contact with one another has a sealing element at the contact point. For example, an elastic ring with a cross-section made of oil-resistant rubber is suitable.
Insbesondere bei sehr hohen Arbeitsdrücken ist es zweckmässig, die Rücklaufbewegung des das Zuführmittel tragenden Teiles des Zylinders zu begrenzen und dadurch ein völliges Zusammenpressen der Druckfeder zu unterbinden. Das Gehäuse weist deshalb vorzugsweise einen die Rückwärtsbewegung des das Zuführmittel tragenden Teiles des Zylinders begrenzenden Anschlag auf. Der Anschlag kann beispielsweise in Form einer Ringschulter ausgebildet sein. Ebenso eignen sich aber auch Anschlagstifte oder andere mit dem Zylinderteil in Eingriff bringbare Anschlagmittel. In particular at very high working pressures, it is expedient to limit the return movement of the part of the cylinder carrying the feed means and thereby prevent the compression spring from being completely compressed. The housing therefore preferably has a stop which limits the rearward movement of the part of the cylinder which carries the feed means. The stop can be designed, for example, in the form of an annular shoulder. However, stop pins or other stop means which can be brought into engagement with the cylinder part are also suitable.
In Weiterbildung der Erfindung ist das Zuführmittel in der rückwärtigen Stirnwand des Zylinders als Durchtrittsöffnung ausgebildet und mit einer vorzugsweise kreisringförmigen Dichtlippe an der dem Treibkolben zugewandten Stirnwand des Zylinders versehen, mit der der Treibkolben in seiner rückwärtigen Stellung in Wirkverbindung steht. Diese Art der Ausbildung des Zuführmittels hat sich als äusserst einfache und funktionstüchige Ventilanordnung erwiesen. In a further development of the invention, the feed means in the rear end wall of the cylinder is designed as a passage opening and is provided with a preferably annular sealing lip on the end wall of the cylinder facing the drive piston, with which the drive piston is operatively connected in its rear position. This type of design of the feed means has proven to be an extremely simple and functional valve arrangement.
Die Dichtung des durch die Rückhub kraft mit der rückwärtigen Stirnseite gegen die kreisringförmige Dichtlippe gedrückten Treibkolbens bleibt solange bestehen, bis der über die Durchtrittsöffnung zugeleitete Arbeitsdruck eine gegenüber der Rückhub kraft grössere Vorschubkraft auf den Treibkolben abgibt. Alsdann beginnt bei zunehmendem Arbeitsluftdruck der Treibkolben sich nach vorne zu beschleunigen, wobei die Beschleunigung durch möglichst effizientes Ableiten des vordem Kopf des Treibkolbens befindlichen Mediums über die erfindungsgemässen Abströmöffnungen erheblich begünstigt wird. Die Arbeitsdruckluft kann dabei direkt aus dem diese abgebenden Aggregat oder beispielsweise aus einem Zwischenspeicher über die Durchtrittsöffnung zugeführt werden. The seal of the driving piston pressed by the return stroke force with the rear end face against the annular sealing lip remains until the working pressure supplied via the passage opening releases a larger feed force than the return stroke force on the driving piston. Then, as the working air pressure increases, the driving piston begins to accelerate forward, the acceleration being considerably promoted by the most efficient possible discharge of the medium located in front of the driving piston via the outflow openings according to the invention. The working compressed air can be supplied directly from the unit that delivers it or, for example, from a buffer store via the passage opening.
Zweckmässig weist die rückwärtige Stirnseite des Treibkolbens gegenüber der kreisringförmigen Dichtlippe einen um ein Mehrfaches grösseren Durchmesser auf. Da die Dichtlippe relativ zur rückwärtigen Stirnseite des Treibkolbens demnach nur eine kleine kreisförmige Fläche umschliesst, muss der über die Durchtrittsöffnung zugeführte Arbeitsluftdruck gegenüber dem von vorne auf die gesamte Stirnfläche des Treibkolben-Kopfes wirkende Überdruck um ein Mehrfaches grösser sein, um ein Abheben des Treibkolbens von der Dichtlippe zu bewirken. Sobald jedoch die Dichtung zwischen der rückwärtigen Stirnseite des Treibkolbens und der Dichtlippe aufgehoben ist, strömt die hochkomprimierte Arbeitsdruckluft augenblicklich auf den gesamten Querschnitt der Führungsbohrung des Zylinders über und beaufschlagt so plötzlich einerseits die gesamte Stirnseite des Kopfes und andererseits die dem Treibkolben zugewandte, die Dichtlippe umlaufende rückwärtige Stirnwand des das Zufuhrmittel tragenden Teiles des Zylinders. Dadurch erfolgt sowohl ein schlagartiges Beschleunigen des Treibkolbens nach vorne als auch gleichzeitig ein Zurückschieben des besagten Zylinderteiles. Durch das Zurückschieben des Zylinderteiles wiederum werden, wie bereits erörtet, die Abströmöffnungen freigegeben, so dass der Treibkolben ungehindert im Zylinder vorlaufen kann. The rear end of the driving piston expediently has a diameter that is several times larger than that of the annular sealing lip. Since the sealing lip only surrounds a small circular area relative to the rear end of the driving piston, the working air pressure supplied via the passage opening must be several times larger than the overpressure acting from the front on the entire front surface of the driving piston head in order to lift the driving piston off the sealing lip. However, as soon as the seal between the rear end of the driving piston and the sealing lip is lifted, the highly compressed working compressed air immediately flows over the entire cross-section of the guide bore of the cylinder and suddenly impacts the entire front side of the head on the one hand and the circumferential sealing lip facing the driving piston on the other rear end wall of the part of the cylinder carrying the feed means. As a result, there is an abrupt acceleration of the driving piston forward as well as a simultaneous pushing back of the said cylinder part. By pushing back the cylinder part, the outflow openings are released, as already discussed, so that the driving piston can advance unhindered in the cylinder.
Hinsichtlich des Verschleisses von Treibkolben und Zylinderteilen hat es sich als zweckmässig erwiesen, den das Zufuhrmittel tragenden Teil des Zylinders als ein, ein Führungsrohr des Zylinders umgebendes und gegenüber diesem axial verschiebbares Mantelrohr auszubilden. Das Führungsrohr ist With regard to the wear of driving pistons and cylinder parts, it has proven to be expedient to design the part of the cylinder carrying the feed means as a jacket tube surrounding a guide tube of the cylinder and axially displaceable relative to the latter. The guide tube is
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dabei zweckmässig vorderseitig mit dem Gehäuse verbunden und rückseitig durch die das Zuführmittel tragende Stirnwand des Mantelrohres verschlossen. Vorderseitig weist das Fiih-rungsrohr einen oder mehrere Durchbrüche auf, um beim Arbeitshub des Treibkolbens das vor diesem befindliche Medium durch die sich beim Verschieben des Mantelrohres gegenüber dem Gehäuse freigebenden Abströmöffnungen austreten zu lassen. Zwischen dem Mantelrohr und dem Führungsrohr ist womöglich eine Dichtung vorzusehen, um ein allfalliges Überströmen des Rückhubmediums oder der Ar- ■ beitsdruckluft von einem in den jeweils anderen Bereich der Führungsbohrung des Zylinders zu unterbinden. expediently connected to the front of the housing and closed on the back by the end wall of the casing tube carrying the feed means. On the front side, the filter tube has one or more openings so that the medium located in front of it during the working stroke of the driving piston can escape through the outflow openings which open when the jacket tube is moved relative to the housing. A seal should possibly be provided between the casing tube and the guide tube in order to prevent any overflow of the return stroke medium or the working compressed air from one ■ into the other area of the guide bore of the cylinder.
Bei Setzgeräten ist es von Vorteil, wenn der Treibkolben kurz vor Abschluss des Eintreibvorganges des zu setzenden Befestigungselementes geräteseitig abgefangen wird. Hierzu weist nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung das Gehäuse eine vorderseitige Verlängerung der Führungsbohrung des Zylinders auf. Dadurch wird einerseits das zuvor geschilderte Freigeben der Abströmöffnungen und damit ein maximaler Beschleunigungswert des Treibkolbens erzielt und andererseits erfolgt nach dem für den Setzvorgang ausreichenden Vorlaufen des Treibkolbens dessen Abbremsung durch Eintauchen des Treibkolben-Kopfes in die gehäuseseitige Verlängerung der Führungsbohrung und das hierin befindliche Luftpolster. In the case of setting tools, it is advantageous if the driving piston is intercepted on the device side shortly before the driving-in process of the fastening element to be set is completed. For this purpose, according to a further proposal of the invention, the housing has a front extension of the guide bore of the cylinder. On the one hand, this results in the above-described opening of the outflow openings and thus a maximum acceleration value of the drive piston, and on the other hand, after the lead piston has advanced sufficiently for the setting process, it is braked by immersing the drive piston head in the housing-side extension of the guide bore and the air cushion located therein.
Mit Vorzug weist das Gehäuse einen in die Verlängerung der Führungsbohrung mündenden Zuströmkanal für das Medium zum Rückhub des Treibkolbens auf. Der Zuströmkanal ist dabei so anzulegen, dass er ein Einströmen der Druckluft vor die vordere Stirnseite des in vorderer Funktionsstellung befindlichen Kopfes des Treibkolbens sicherstellt. Dieserart gelangt der Treibkolben nach jedem Eintreib vorgang verlässlich wieder in seine hintere Position. The housing preferably has an inflow channel opening into the extension of the guide bore for the medium for the return stroke of the driving piston. The inflow channel is to be created in such a way that it ensures that the compressed air flows in front of the front end of the head of the driving piston, which is in the front functional position. In this way, the driving piston reliably returns to its rear position after each driving operation.
Die Erfindung soll nunmehr anhand einer sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung näher erläutert werden und zwar zeigt: The invention will now be explained in more detail with the aid of a drawing, for example, showing:
Fig. 1 ein Setzgerät mit rückgefuhrtem Treibkolben, im Schnitt, 1 is a setting tool with recirculated driving piston, in section,
Fig. 2 das Setzgerät gemäss Fig. 1 in Arbeitsstellung im Schnitt, 2 the setting tool according to FIG. 1 in the working position in section,
Fig. 3 eine weitere Ausführungsform eines Setzgerätes mit rückgeführtem Treibkolben, im Schnitt, 3 shows a further embodiment of a setting tool with returned driving piston, in section,
Fig. 4 das Setzgerät gemäss Fig. 3 in Arbeitsstellung, im Schnitt. Fig. 4, the setting tool according to FIG. 3 in the working position, in section.
Das Setzgerät nach den Fig. 1 und 2 besitzt einen gesamthaft mit 1 bezeichneten Zylinder, der gegenüber bzw. in einem gesamthaft mit 2 bezeichneten, aus Montagegründen zweiteiligen Gehäuse axial verschieblich gelagert ist. Der Zylinder The setting tool according to FIGS. 1 and 2 has a cylinder, generally designated 1, which is axially displaceably mounted opposite or in a generally designated 2, two-part housing for reasons of assembly. The cylinder
I wird mittels einem als Druckfeder 3 ausgebildeten Kraftspeicher in Arbeitsrichtung, d.h. nach vorne (in Fig. 1 nach links) gedrückt. Im Zylinder 1 bzw. Gehäuse 2 ist ein gesamthaft mit 4 bezeichneter Treibkolben axial verschieblich angeordnet. Letzterer hat die Aufgabe, ein im Setzgerät geführtes Befestigungselement 5 in ein Aufnahmematerial einzutreiben. I is by means of a force accumulator designed as a compression spring 3 in the working direction, i.e. pushed forward (to the left in Fig. 1). In the cylinder 1 or housing 2, a driving piston designated 4 overall is arranged axially displaceably. The latter has the task of driving a fastener 5 guided in the setting tool into a receiving material.
Die Führungsbohrung 6 des Zylinders 1 ist nach vorne hin offen und wird durch eine entsprechende Ausnehmung 7 in das vordere Gehäuseteil 8 hineinverlängert. Durch das mittels der Druckfeder 3 erzielte Anpressen der vorderen Stirnseite 9 des Zylinders 1 an der ein Widerlager 11 bildenden Kontaktfläche des vorderen Gehäuseteiles 8, bildet die Führungsbohrung 6 zusammen mit der Ausnehmung 7 in der in Fig. 1 gezeigten Funktionsstellung eine durchgehend geschlossene Bohrung. The guide bore 6 of the cylinder 1 is open towards the front and is extended into the front housing part 8 by a corresponding recess 7. By pressing the front end face 9 of the cylinder 1 against the abutment 11-forming contact surface of the front housing part 8 by means of the compression spring 3, the guide bore 6 together with the recess 7 forms a continuously closed bore in the functional position shown in FIG. 1.
Zur Erzielung erhöhter Dichtwirkung trägt das Widerlager The abutment helps to achieve an increased sealing effect
II ein als elastischer Ring 12 ausgebildetes Dichtelement. Nach vorne hin ist die Ausnehmung 7 zudem durch einen Schaft 13 des Treibkolbens 4, der in eine konzentrisch zur Führungsbohrung 6 angeordnete Mündungsbohrung 14 des. II a sealing element designed as an elastic ring 12. To the front, the recess 7 is also through a shaft 13 of the driving piston 4, which is arranged in a concentric to the guide bore 6 orifice 14 of the.
vorderen Gehäuseteiles 8 eingreift und mit einer Dichtung 15 zusammenwirkt, verschlossen. In der Führungsbohrung 6 ist ferner ein Kopf 16 des Treibkolbens 4 mit einem kopfseitigen Dichtelement 17 gelagert. engages front housing part 8 and interacts with a seal 15, closed. In the guide bore 6, a head 16 of the driving piston 4 is also mounted with a sealing element 17 on the head side.
Auf dem vorderen Gehäuseteil 8 ist ein nach rückwärts abstehender haubenartiger Teil 18 durch eine Gewindeverbin-dung 19 aufgeschraubt. Der Teil 18 dient in Zusammenwirkung mit einer vorderseitigen Schulter 21 und einem rückseitigen Ventilansatz 22 des Zylinders 1 der Lagerung des letzteren. Ferner ist im Teil 18 auch die den Zylinder 1 nach vorne drückende Druckfeder 3 abgestützt. On the front housing part 8, a hood-like part 18 protruding rearward is screwed on by a threaded connection 19. The part 18 is used in cooperation with a front shoulder 21 and a rear valve shoulder 22 of the cylinder 1 to support the latter. Furthermore, the compression spring 3 which presses the cylinder 1 forward is also supported in part 18.
In die Ausnehmung 7 mündet ein Zuströmkanal 23, der mit einer Zuleitung 24 in Verbindung steht, welche ihrerseits durch einen Handgriff 25 verläuft. In der in Fig. 1 gezeigten Stellung des Gerätes wird aus einem aus Vereinfachungsgründen nicht dargestellten Steuerkreis über die Zuleitung 24 und den Zuströmkanal 23 minimal komprimierte Durckluft in die Ausnehmung 7 respektiv vor den Kopf 16 des Treibkolbens 4 eingelassen. Dadurch ist der Treibkolben 4 aus seiner zuvor vorderen Stellung in die gezeigte hintere Position gelangt. Der Kopf 16 stüzt sich dabei unter Beibehaltung des Rückhubdruckes mit seiner rückwärtigen Stirnseite dichtend an einer eine rückwärtige Stirnwand 26 des Zylinders 1 nach vorne hin überstehenden, zentrisch angeordneten ringförmigen Dichtlippe 27 ab. Die durch die Dichtlippe 27 eingegrenzte Quer-schnittsfläche ist um ein Mehrfaches kleiner als die ihr zugewandte Gesamtstirnseite des Kopfes 16. An inflow channel 23 opens into the recess 7 and is connected to a feed line 24, which in turn runs through a handle 25. In the position of the device shown in FIG. 1, for a control circuit (not shown for the sake of simplicity), minimally compressed compressed air is admitted into the recess 7 or in front of the head 16 of the drive piston 4 via the feed line 24 and the inflow channel 23. As a result, the driving piston 4 has reached the rear position shown from its previously front position. The head 16 is supported while maintaining the return stroke pressure with its rear end face sealingly against a centrally arranged annular sealing lip 27 projecting forwardly from a rear end wall 26 of the cylinder 1. The cross-sectional area delimited by the sealing lip 27 is several times smaller than the total end face of the head 16 facing it.
Zur Verbesserung der Dichtwirkung trägt der Kopf 16 zudem an der mit der Dichtlippe 27 in Kontakt tretenden Stirnseite eine Dichtscheibe 28 aus für solche Zwecke üblichem elastischen oder weichen Material. Um sicherzustellen, dass der von vorne auf den Kopf 16 wirkende Überdruck den Zylinder I nicht ausser Dichtstellung mit dem vorderen Gehäuseteil 8 bringt, muss die Kraft der Druckfeder 3 grösser als jene durch den Überdruck auf den Kopf 16 wirkende ausgelegt sein. To improve the sealing effect, the head 16 also carries a sealing washer 28 made of elastic or soft material customary for such purposes on the end face that comes into contact with the sealing lip 27. In order to ensure that the overpressure acting on the head 16 from the front does not bring the cylinder I out of the sealing position with the front housing part 8, the force of the compression spring 3 must be greater than that acting on the head 16 due to the overpressure.
Der Ventilansatz 22 ist von einer Durchtrittsöffnung 29 durchsetzt, die vorderseitig in das Zentrum der ringförmigen Dichtlippe 27 mündet und rückseitig an eine Druckleitung 31 angeschlossen ist. Wird nun über die Druckleitung 31 und die Durchtrittsöffnung 29 Arbeitsdruckluft zur Beaufschlagung der Rückseite des Kopfes 16 zugeführt, so verbleibt der Treibkolben 4 so lange in der in Fig. 1 gezeigten hinteren Dichtstellung, bis der von hinten auf den durch die Dichtlippe 27 begrenzten Ausschnitt der rückwärtigen Stirnseite des Kopfes 16 wirkende Druck grösser ist als die durch den vorderen Überdruck bewirkte Rückhub-Kraft des Treibkolbens 4. Da die durch die Dichtlippe 27 begrenzte rückseitige Wirkfläche des Kopfes 16 erheblich kleiner als die vorderseitige Stirnfläche des Kopfes 16 ist, muss zur Erzielung des Abhebens des Treibkolbens 4 von der Dichtlippe 27 durch die Durchtrittsöffnung 29 auch eine um ein Mehrfaches hochgespanntere Druckluft zugeführt werden als für den Rückhub des Treibkolbens 4. The valve shoulder 22 is penetrated by a passage opening 29 which opens into the center of the annular sealing lip 27 on the front side and is connected to a pressure line 31 on the rear side. If working compressed air is now supplied via the pressure line 31 and the passage opening 29 to act on the rear of the head 16, the driving piston 4 remains in the rear sealing position shown in FIG. 1 until the cutout from the rear delimited by the sealing lip 27 rear end of the head 16 acting pressure is greater than the return stroke force of the driving piston 4 caused by the front overpressure 4. Since the rear active surface of the head 16 delimited by the sealing lip 27 is considerably smaller than the front end face of the head 16, in order to achieve the Lifting the driving piston 4 from the sealing lip 27 through the passage opening 29 also supplies compressed air that is several times higher than for the return stroke of the driving piston 4.
Sobald der Treibkolben 4 sich von der Dichtlippe 27 abzuheben beginnt, kann plötzlich die rückseitige hochkomprimierte Arbeitsdruckluft in den gesamten, der rückwärtigen Stirnseite des Kopfes 16 entsprechenden Querschnitt der Führungsbohrung 6 überströmen, wodurch der Treibkolben 4, zufolge der nunmehr plötzlich zur Verfügung stehenden viel grösseren Wirkfläche des Kopfes 16, im Zylinder 1 schlagartig nach vorne beschleunigt wird. Die in den Gesamtquerschnitt der Führungsbohrung 6 hinter den Kopf 16 strömende Arbeitsdruckluft beaufschlagt aber ebenso die die Dichtlippe 27 umlaufende ringförmige Fläche 32 der Stirnwand 26, was, wie die Fig. 2 zeigt, ein Verschieben des Zylinders 1 entgegen der Kraft der Druckfeder 3 nach hinten zur Folge hat. Dabei läuft die Stirnwand 26 des Zylinders 1 an einem als Ringschulter As soon as the driving piston 4 begins to lift off from the sealing lip 27, the highly compressed working air on the back can suddenly flow over the entire cross section of the guide bore 6 corresponding to the rear end face of the head 16, as a result of which the driving piston 4, due to the much larger effective area now suddenly available of the head 16, is suddenly accelerated forward in the cylinder 1. The working compressed air flowing behind the head 16 into the overall cross section of the guide bore 6 also acts on the annular surface 32 of the end wall 26 which surrounds the sealing lip 27, which, as shown in FIG. 2, causes the cylinder 1 to be displaced backwards against the force of the compression spring 3 has the consequence. The end wall 26 of the cylinder 1 runs on one as an annular shoulder
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ausgebildeten Anschlag 34 des rückwärtigen Gehäuseteiles 18 auf, so dass die Druckfeder 3 nicht überspannt wird. trained stop 34 of the rear housing part 18 so that the compression spring 3 is not spanned.
Das Verschieben des Zylinders 1 schafft eine spaltförmige Öffnung 33 zwischen der Stirnseite 9 und dem Widerlager 11. Die Abströmöffnung 33 ihrerseits ermöglicht ein wirkungsvolles Ableiten des sich beim Vorlaufen des Treibkolbens 4 vor dem Kopf 16 befindlichen Mediums, so dass der Treibkolben 4 maximale Beschleunigungswerte erreicht. Von der Abströmöffnung 33 gelagt die abströmende Luft über ein ge-häuseseitiges Fenster 35 in den freien Raum. The displacement of the cylinder 1 creates a gap-shaped opening 33 between the end face 9 and the abutment 11. The outflow opening 33 in turn enables the medium located in front of the head 16 when the driving piston 4 advances, so that the driving piston 4 reaches maximum acceleration values. The outflowing air from the outflow opening 33 lies in the free space via a window 35 on the housing side.
In der in Fig. 2 gezeigten Stellung hat der Treibkolben 4 das Befestigungselement 5 bereits teilweise in das Aufnahmematerial 36 vorgetrieben. Knapp bevor das Befestigungselement 5 seine volle Eindringtiefe erreicht, gelangt der Kopf 16 aus der zylinderseitigen Führungsbohrung 6 in die Ausnehmung 7, woraufhin die sich vor dem Kopf 16 in der Ausnehmung 7 befindliche Luft ein den noch bewegten Treibkolben 4 abfangendes Lupftpolster bildet. Über den Zuströmkanal 23 wird während dieser Phase weder Druckluft zugeführt noch abgeführt, was durch den bereits erwähnten Steuerkreis geregelt wird. Die Zufuhr von Arbeitsdruckluft durch die Druckleitung 31 wird ebenso unterbrochen, so dass der Zylinder 1, angetrieben durch die Druckfeder 3 wieder, wie in Fig. 1 gezeigt, nach vorne in dichtenden Kontakt mit dem Gehäuseteil 8 kommt. In der Folge wird über den Zuströmkanal 23 wieder von vorne Überdruck in die Ausnehmung 7 eingeleitet, der den Rückhub des Treibkolbens 4 in die in Fig. 1 gezeigte Position bewerkstelligt. In the position shown in FIG. 2, the driving piston 4 has already partially driven the fastening element 5 into the receiving material 36. Just before the fastening element 5 reaches its full penetration depth, the head 16 comes out of the cylinder-side guide bore 6 into the recess 7, whereupon the air located in front of the head 16 in the recess 7 forms a luffing cushion which intercepts the driving piston 4 which is still moving. During this phase, compressed air is neither supplied nor discharged via the inflow channel 23, which is regulated by the control circuit already mentioned. The supply of working compressed air through the pressure line 31 is also interrupted, so that the cylinder 1, driven by the compression spring 3, comes forward, as shown in FIG. 1, in sealing contact with the housing part 8. As a result, excess pressure is again introduced into the recess 7 from the front via the inflow channel 23, which brings about the return stroke of the driving piston 4 to the position shown in FIG. 1.
Das Setzgerät gemäss den Figuren 3 und 4 besteht zu einem Grossteil aus den bei dem zuvor erörterten Gerät bekannten Konstruktionselementen. Die gleichartigen Teile beider Gerätevarianten sind deshalb auch mit gleichen Bezugszeichen versehen. Nachstehend seinen folglich nur die konstruktiven und funktionellen Unterschiede zwischen den beiden Ausführungsformen erörtert. The setting tool according to Figures 3 and 4 consists largely of the construction elements known in the previously discussed device. The similar parts of both device variants are therefore provided with the same reference numerals. Consequently, only the constructive and functional differences between the two embodiments are discussed below.
Bei dem Gerät gemäss den Figuren 3 und 4 besteht der gesamthaft mit 41 bezeichnete Zylinder aus einem inneren Führungsrohr 42 und einem äusseren Mantelrohr 43. Das Führungsrohr 42 ist einteilig mit dem Gehäuseteil 8 verbunden und weist vorderseitig einen Durchbruch 44 auf. In der in In the device according to FIGS. 3 and 4, the cylinder, designated overall by 41, consists of an inner guide tube 42 and an outer jacket tube 43. The guide tube 42 is connected in one piece to the housing part 8 and has an opening 44 on the front. In the in
Fig. 3 gezeigten Ruhestellung des Mantelrohres 43 wird dessen vordere Stirnseite 45 mittels einer an einem rückwärtigen Teil 46 des Gehäuses 2 abgestützten Druckfeder 47 gegen das Widerlager 11 gedrückt. Zur Verbesserung der Dichtwirkung s trägt das Widerlager 11 einen elastischen Ring 48. Das als Ventilansatz 22 ausgebildete Zuführmittel für die Arbeitsdruckluft wird von einer rückwärtigen Stirnwand 49 des Mantelrohres 43 getragen. Fig. 3 shown rest position of the casing tube 43, its front end face 45 is pressed against the abutment 11 by means of a compression spring 47 supported on a rear part 46 of the housing 2. To improve the sealing effect s, the abutment 11 carries an elastic ring 48. The supply means for the working compressed air, which is designed as a valve shoulder 22, is carried by a rear end wall 49 of the casing tube 43.
Der Treibkolben 4 wird in der in Fig. 3 gezeigten Stellung durch den über den Zuströmkanal 23 zugeleiteten Überdruck gegen die Dichtlippe 27 gehalten. Wird nun über die Druckleitung 31 und den Ventilansatz 22 hochkomprimierte Arbeitsdruckluft zugeführt, so hebt der Treibkolben 4, wie bereits zu den Figuren 1 und 2 beschrieben, von der Dichtlippe 27 nach vorne ab. Die Arbeitsdruckluft strömt sodann in den hinter dem Kopf 16 des Treibkolbens 4 liegenden Zylinderraum über, woraufhin einerseits der Treibkolben 4 schlagartig nach vorne beschleunigt wird und andererseits zufolge des Beaufschlagens einer ringförmigen Fläche 51 der Stirnwand 49 mit der Arbeitsdruckluft das Mantelrohr 43 gegenüber dem Führungsrohr 42 nach hinten verschoben wird. Dadurch wird die in Fig. 4 gezeigte Stellung erlangt. Zwischen dem Widerlager 11 und der Stirnseite 45 des Mantelrohres 43 hat sich demnach eine spaltförmige Abströmöffnung 52 gebildet, so dass das vor dem Kopf 16 im Führungsrohr 42 befindliche Medium während des Vorlaufens des Treibkolbens 4 über den Durchbruch 44 die Abströmöffnung 52 und das Fenster 35 in den freien Raum abfliessen kann. The driving piston 4 is held in the position shown in FIG. 3 by the excess pressure supplied via the inflow channel 23 against the sealing lip 27. If highly compressed working compressed air is now supplied via the pressure line 31 and the valve shoulder 22, the drive piston 4 lifts off from the sealing lip 27 to the front, as already described for FIGS. 1 and 2. The working compressed air then flows over into the cylinder space behind the head 16 of the driving piston 4, whereupon on the one hand the driving piston 4 is suddenly accelerated forward and on the other hand, due to the loading of an annular surface 51 of the end wall 49 with the working compressed air, the casing pipe 43 after the guide pipe 42 is moved behind. The position shown in FIG. 4 is thereby achieved. A gap-shaped outflow opening 52 has accordingly formed between the abutment 11 and the end face 45 of the casing tube 43, so that the medium located in front of the head 16 in the guide tube 42 during the advance of the driving piston 4 via the opening 44, the outflow opening 52 and the window 35 in can drain the free space.
Um ein Überspannen der Druckfeder 47 beim Zurücklaufen des Mantelrohres 43 zu unterbinden, wird letzteres an einem gehäuseseitigen schulterartigen Anschlag 53 abgefangen. Ein in das Mantelrohr 43 eingelegter Dichtring 54 dient dazu, ein Überströmen des jeweils vor bzw. hinter dem Kopf 16 liegenden Mediums in den jeweils anderen Zylinderraum zu unterbinden. In order to prevent over-tensioning of the compression spring 47 when the jacket tube 43 runs back, the latter is intercepted on a shoulder-like stop 53 on the housing side. A sealing ring 54 inserted into the casing tube 43 serves to prevent the medium located in front or behind the head 16 from flowing into the other cylinder space.
Die gezeigten Gerätearten eignen sich nicht nur zum Eintreiben von Befestigungselementen. Vielmehr können sie im Prinzip auch zu anderen Arbeitsverrichtungen, die einen kräftigen Hammerschlag bedingen, eingesetzt werden. The device types shown are not only suitable for driving in fasteners. Rather, they can in principle also be used for other work operations that require a strong hammer blow.
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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings
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