CH659031A5 - Druckluftnagler. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckluftnagler mit in einem Arbeitszylinder gelagertem Treibkolben, einer den Arbeitszylinder umgebenden, über wenigstens eine im treibrichtungsseitigen Endbereich angeordnete Öffnung mit dem-Arbeitszylinder verbundenen Speicherkammer für die beim Eintreibvorgang vor dem Treibkolben verdichtete Luft sowie einer der Steuerung der Zuleitung von Netzdruckluft in die Speicherkammer dienenden Ventileinheit.

Bekannte Druckluftnagler weisen zur Kolbenrückführung unterschiedliche Systeme auf. Ein bekanntes Gerät lässt die sich vor dem Treibkolben befindliche, durch den sich in Eintreibrichtung bewegenden Treibkolben verdrängte Luft ins Freie entweichen. Hat der Treibkolben seine vordere Endstellung erreicht, so werden die Abströmöffnungen verschlossen und der Treibkolben durch Zuführen von Netz-druckluft wieder in seine Ausgangsstellung zurückgebracht. Diese Lösung ergibt einen sehr hohen Druckluftverbrauch, da für jeden Eintreibvorgang das doppelte des Hubvolumens an Druckluft benötigt wird.

Weiterhin ist es bekannt, die vom Treibkolben verdrängte Luft in eine Speicherkammer zu leiten. Dabei wird dieses Luftpolster durch den Treibkolben verdichtet. Wenn der Treibkolben auf seiner Rückseite nicht mehr von der Netzdruckluft beaufschlagt wird, kann das verdichtete Luftpolster wiederum expandieren und den Treibkolben in seine Ausgangslage zurückführen. Diese Lösung funktioniert jedoch nur bei höherem Netzdruck einwandfrei. Bei zu geringem Netzdruck, d.h. bei Drücken von etwa 3 bis 5 bar erfolgt die Rückführung des Treibkolbens nur teilweise oder dauert zu lange, so dass sich eine hohe Taktzeit und damit eine geringe Setzfolge ergibt. Für bei geringerem Netzdruck arbeitende Geräte ist es weiterhin bekannt, das Luftpolster durch Zufuhr von Netzdruckluft zu unterstützen. Dabei entstehen jedoch wiederum Druckluftverluste. Die bisher bekannten Geräte sind somit jeweils nur für einen engen Druckbereich geeignet. Für unterschiedliche Druckbereiche sind bisher auch unterschiedliche Gerätekonstruktionen erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckluftnagler zu schaffen, der für einen weiten Druckbereich geeignet ist, keine unnötigen Druckluftverluste aufweist und insbesondere auch bei niedrigem Netzdruck hohe Setzfolgen ermöglicht.

Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass ein die Ventileinheit beim Überschreiten eines vorbestimmten Netzdruckes ausser Funktion setzendes Schaltorgan vorgesehen ist.

Während bisher für verschiedene Netzdrücke unterschiedliche Gerätegattungen erforderlich waren, kann das erfindungsgemäss ausgebildete Gerät über den gesamten für Druckluftnagler in Frage kommenden Druckbereich eingesetzt werden. Dabei arbeitet der Druckluftnagler stets optimal, d.h. im niedrigen Druckbereich von ca. 3—5 bar wird die durch das Vortreiben des Treibkolbens komprimierte Luft mit Netzdruckluft ergänzt und dadurch ein sehr rasches Zurückführen des Treibkolbens, bzw. eine kurze Taktzeit erreicht. Die kurze Taktzeit ermöglicht wiederum eine hohe Setzfolge, d.h. eine hohe Anzahl Befestigungen pro Zeiteinheit. Bei höherem Netzdruck, d.h. im Bereich von etwa 8 bar, ist die zustätzliche Einspeisung von Netzdruckluft zum Zurückführen des Treibkolbens überflüssig und ergäbe einen hohen Druckluftverlust. Durch das erfindungsgemässe Schaltorgan wird deshalb bei Überschreiten eines vorbestimmten Netzdruckes die der Steuerung der Zuleitung von Netzdruckluft in die Speicherkammer dienende Ventileinheit ausser Funktion gesetzt. Dieses Ausser-Funktion-Setzen der Ventileinheit kann auf verschiedene Weise erfolgen. Eine Möglichkeit besteht beispielsweise darin, die Ventileinheit durch einen ausrückbaren Anschlag zu blockieren.

Das Schaltorgan kann unterschiedlich ausgebildet werden. Eine zweckmässige Ausführung besteht darin, dass das Schaltorgan nach Art eines Druckbegrenzungsventils ausgebildet ist. Durch das Druckbegrenzungsventil wird der Netzdruck abgetastet. Wenn der Netzdruck einen vorbestimmten Wert überschreitet, schaltet das Druckbegrenzungsventil. Dabei wird in den meisten Fällen die Zufuhr von Druckluft unterbrochen. Sinkt der Netzdruck wieder unter den vorbestimmten Wert, so öffnet das Druckbegrenzungsventil und setzt die Ventileinheit wiederum in Funktion.

Das Schaltorgan kann an verschiedenen Stellen angeordnet werden. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn das Schaltorgan zwischen der Ventileinheit und der Zuleitung für die Netzdruckluft angeordnet ist. Durch diese Anordnung wird der effektiv an der Ventileinheit anstehende Netzdruck abgetastet. Sich auf die Ventileinheit auswirkende Schwankungen des Netzdruckes werden dabei berücksichtigt.

Das Schaltorgan kann auf verschiedene Weise die Ausserfunktionssetzung der Ventileinheit bewirken. Beispielsweise kann das Schaltorgan die Zufuhr von Netzdruckluft von der Ventileinheit zur Speicherkammer unterbrechen. Aus Vereinfachungsgründen ist es jedoch zweckmässig, dass der Ausserfunktionssetzung der Ventileinheit die vom Schaltorgan abströmende Druckluft dient. Bei Betätigung des Schaltorgans wird somit die Zufuhr der Netzdruckluft zur Ventileinheit unterbrochen. Bei Erreichen des vorbestimmten Netzdruckes wird die Ventileinheit stillgelegt. Dadurch entsteht auch keine Abnutzung der beweglichen Teile sowie der Dichtungen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel eines Druckluftnaglers im Längsschnitt wiedergibt, näher erläutert.

Der Druckluftnagler weist einen Arbeitszylinder 1 mit einem verschieblich gelagerten Treibkolben 2 auf. Letzterer setzt sich aus einem Stössel 3 und einem gegenüber dem Arbeitszylinder 1 abgedichteten Kopf 4 zusammen. Der Arbeitszylinder 1 ist in einem Gehäuse 5 unverschieblich gelagert, wobei der axialen Festlegung treibrichtungsseitig ein

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Boden 6 und entgegen der Treibrichtung ein Stützring 7 dient, der sich seinerseits an einer gehäuseseitigen Kappe 8 abschultert. In der Kappe 8 ist ein Ventilteller 9 in Achserstreckung des Treibkolbens 2 verschieblich gelagert. Eine Druckfeder 11 beaufschlagt den Ventilteller 9 zur hinteren Stirnseite des Arbeitszylinders 1 hin. Am Boden 6 stützt sich ein Puffer 12 aus elastischem Material ab.

An das Gehäuse 5 ist ein Griffteil 13 angeflanscht, dessen Hohlraum 14 dem Zuleiten von Netzdruckluft zum Gerät dient. Im Griffteil 13 ist ein Auslöser 15 sowie ein Steuerschieber 16 einer Anpressicherung verschieblich gelagert.

In das Gerät konstruktiv integriert ist ferner eine aus Vereinfachungsgründen separiert dargestellte, insgesamt mit 17 bezeichnete Ventileinheit. Diese besteht aus einem Steuerkolben 18 und einer Führungsbüchse 19, die am einen Ende durch einen Schraubdeckel 21 verschlossen ist.

Auf die diversen in der Zeichnung dargestellten Dichtungsringe wird aus Vereinfachungsgründen weiter nicht eingegangen.

Die Zeichnung zeigt den Druckluftnagler in Ruhestellung. Der im Hohlraum 14 herrschende Netzdruck wirkt auf die in Treibrichtung weisende Stirnseite 22 des Ventiltellers 9. Ferner steht auch die entgegengesetzte Stirnseite 23 des Ventiltellers 9 über eine Bohrung 24 des Auslösers 15 und einen Verbindungskanal 25 unter Netzdruck.

Vom Hohlraum 14 führt ein Verbindungskanal 26 über ein insgesamt mit 20 bezeichnetes Schaltorgan in den Endbereich einer Aufnahmebohrung 27 für den Steuerkolben 18, dessen benachbarte Stirnseite somit unter Netzdruck steht.

Mit dem Hohlraum 14 ist ferner ein den Stützring 7 um-schliessender Ringkanal 28 verbunden. Aus diesem erstreckt sich eine Verbindungsbohrung 29 in einen Ringspalt 31. Von hier mündet eine Bohrung 32 in den Arbeitsraum des Arbeitszylinders 1. In den Ringspalt 31 mündet aber auch ein Verbindungskanal 33, dessen anderes Ende, gegenüberliegend zum Eintritt des Verbindungskanals 26, in die Aufnahmebohrung 27 eintritt. Hier steht also auch Netzdruck an. Aufgrund der grösseren Stirnfläche des Kolbenkopfes 34 im Vergleich zur gegenüberliegenden Stirnseite des Steuerkolbens 18 wird dieser vom Netzdruck in der gezeigten Stellung, also zur Mündung des Verbindungskanals 26 hin, gehalten. In dieser Stellung ist die Verbindung der Mündung des Verbindungskanals 26 zur Mündung eines weiteren Verbindungskanals 35 durch den Steuerkolben 18 unterbrochen. Der Verbindungskanal 35 tritt in eine den Arbeitszylinder 1 in Form eines Ringraumes umgebende Speicherkammer 36 ein. Die Speicherkammer 36 ihrerseits steht über Öffnungen 37, die im treibrichtungsseitigen Endbereich des Arbeitszylinders 1 angeordnet sind, mit dem Arbeitsraum desselben in Verbindung.

Zum Auslösen des Setzvorganges wird der Druckluftnagler gegen ein Werkstück gepresst. Dabei verschiebt sich der Steuerschieber 16 in dessen Aufnahmebohrung 38 nach innen. Ein mit dem Auslöser 15 zusammenwirkender Verbindungskanal 39 wird dabei vom Schieberkopf 41 überfahren, so dass der Verbindungskanal 39 durch axiale Hohlkehlen im Steuerschieber 16 zur Atmosphäre offen ist. Anschliessendes Drücken des Auslösers 15 bewirkt einerseits das Unterbrechen der Zufuhr von Netzdruckluft über die Bohrung 24 und den Verbindungskanal 25 auf die Stirnseite 23 und andererseits werden hierdurch die Verbindungskanäle 25 und 39 zusammengeschlossen. Über den zur Atmosphäre offenen Verbindungskanal 39 entweicht somit die zuvor auf die Stirnseite 23 wirkende Netzdruckluft. Da die Stirnseite 22 nach wie vor unter Netzdruck steht, hebt der Ventilteller 9 entgegen der Kraft der Druckfeder 11 an, wobei eine Abströmöffnung 42 in der Kappe 8 geschlossen wird. Durch das Anheben des Ventiltellers 9 gelangt der Netzdruck auf die hintere Stirnseite des Kopfes 4, wodurch der Treibkolben 2 zum Setzen eines (hier nicht gezeigten) Nagels vorgetrieben wird bis der Kopf 4 am Puffer 12 aufläuft.

Während dieses Arbeitshubes wird die in Treibrichtung vor dem Kopf 4 im Arbeitszylinder 1 vorhandene Luft durch die Öffnungen 37 in die Speicherkammer 36 eingeleitet, wobei es gegen Ende des Arbeitshubes zu einem Komprimieren dieser Luft in der Speicherkammer 36 kommt.

Sobald der Kopf 4 am Puffer 12 aufgelaufen ist, bewirkt die komprimierte Luft in der Speicherkammer 36 die Einleitung der Rückführung des Treibkolbens 2. Durch Abheben des Naglers vom Werkstück kann der im Hohlraum 14 vorhandene Netzdruck über einen Verbindungskanal 40 den Schieberkopf 41 und damit den Steuerschieber 16 in die gezeigte Ruhestellung rückversetzen. Bei noch gedrücktem Auslöser 15 gelangt nun Netzdruck über die Verbindungskanäle 39,40 und 25 wieder in den Raum zwischen der Kappe 8 und dem Ventilteller 9. Der auf die Stirnseite 23 wirkende Netzdruck bringt den Ventilteller 9 durch Unterstützung der Druckfeder 11 wieder in die gezeigte Ruhestellung zurück. Der Raum zwischen dem Kopf 4 des teilweise zurückgeführten Treibkolbens 2 und dem Ventilteller 9 wird über die nun wieder offene Abströmöffnung 42 entlüftet. Dadurch sinkt der Druck im Ringspalt 31, der über die Bohrung 32 mit dem genannten Raum verbunden ist, ab. Der entsprechende Druck liegt nunmehr über den Verbindungskanal 33 am Kolbenkopf 34 an, während durch den Verbindungskanal 26 die andere Stirnseite des Steuerkolbens 18 unter Netzdruck steht. Dies führt zu einem Verschieben des Steuerkolbens 18 zum Schraubdeckel 21 hin. Damit werden die Verbindungskanäle 26 und 35 zusammengeschaltet, so dass Netzdruckluft in die Speicherkammer 36 und von hier über die Öffnungen 37 in den vor dem Kopf 4 liegenden Arbeitsraum gelangt und die Rückführung des Treibkolbens 2 vollendet. Nach Erlangen der dargestellten Ruhestellung schliesst der Kopf 4 die Bohrung 32, worauf im Ringspalt 31 wieder Netzdruck herrscht. Dies führt zur Rücksteuerung der Ventileinheit 17 in die gezeigte Stellung.

Das Schaltorgan 20 besteht aus einem in einer Führungsbohrung 43 gegen die Kraft einer Feder 44 axial verschiebbar gelagerten Ventilkolben 45. Die Führungsbohrung

43 wird durch einen Schraubdeckel 46 verschlossen. In der dargestellten Ruhelage mündet der Verbindungskanal 26 in eine Ringnut 47 des Ventilkolbens 45. Die Ringnut 47 steht über einen Kanal 48 mit der dem Schraubdeckel 46 benachbarten Stirnseite des Ventilkolbens 45 in Verbindung. Der über den Verbindungskanal 26 zugeführte Netzdruck wirkt somit entgegen der Kraft der Feder 44 auf den Ventilkolben 45.

Das Schaltorgan 20 funktioniert im wesentlichen nach Art eines Druckbegrenzungsventils. Bei Überschreiten eines durch die Federkonstante und die Vorspannung der Feder

44 vorbestimmten Netzdruckes wird der Ventilkolben 45 in Richtung der Feder 44 verschoben. Dabei wird der Verbindungskanal 26 und damit die Zufuhr von Netzdruckluft zur Ventileinheit 17 unterbrochen. Die Ventileinheit 17 wird dadurch ausser Funktion gesetzt. Die Rückführung des Treibkolbens 2 erfolgt somit allein durch die in die Speicherkammer 36 verdrängte, teilweise komprimierte Luft. Die bei höheren Betriebsdrücken unnötigen Druckluftverluste durch zusätzliches Zuführen von Netzdruckluft werden somit vermieden.

Sinkt der Betriebsdruck aus irgendeinem Grunde unter den vorbestimmten Wert, so wird der Ventilkolben 45 durch die Feder 44 wieder in die dargestellte Ausgangslage zurückgebracht. Dadurch tritt die Ventileinheit 17 wiederum in die oben geschilderte Funktion.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

659 031 PATENTANSPRÜCHE

1. Druckluftnagler mit in einem Arbeitszylinder gelagertem Treibkolben, einer den Arbeitszylinder umgebenden, über wenigstens eine im treibrichtungsseitigen Endbereich angeordnete Öffnung mit dem Arbeitszylinder verbundenen Speicherkammer für die beim Eintreibvorgang vor dem Treibkolben verdichtete Luft sowie einer der Steuerung der Zuleitung von Netzdruckluft in die Speicherkammer dienenden Ventileinheit, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Ventileinheit (17) beim Überschreiten eines vorbestimmten Netzdruckes ausser Funktion setzendes Schaltorgan (20) vorgesehen ist.

2. Druckluftnagler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltorgan (20) nach Art eines Druckbegrenzungsventils ausgebildet ist.

3. Druckluftnagler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltorgan (20) zwischen der Ventileinheit (17) und der Zuleitung für die Netzdruckluft angeordnet ist.

4. Druckluftnagler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausserfunktionssetzung der Ventileinheit (17) die vom Schaltorgan (20) abströmende Netzdruckluft dient.