-
Die
Erfindung betrifft ein Werkzeug mit Druckluftantrieb, vorzugsweise
ein Schlagschraubergerät
zum Ein- und Ausdrehen von Schrauben oder Muttern, mit einem innerhalb
des Werkzeuggehäuses
angeordneten, über
eine Handhabe bedienbaren Einlassventil für Druckluft.
-
Eine
Vielzahl von Werkzeugen wird pneumatisch angetrieben, wozu diese
an eine Druckluftversorgung angeschlossen werden müssen. Dabei
handelt es sich z. B. um Bohrmaschinen, Ratschen, Schleifer, Meißelhämmer, Drehschrauber
oder Nadelentroster. Die Druckluft gelangt über ein Einlassventil in das
Werkzeuggehäuse,
um dann den entsprechenden Antrieb zu gewährleisten. Im Falle etwa von
Schlagschraubern wird ein Dreh- und/oder Schlagwerk auf diese Weise
angetrieben, um die entsprechenden Momente zum Fixieren oder Lösen von Schrauben,
Muttern etc. auszuüben.
Dabei können sich
erhebliche Probleme ergeben, wenn der über die Zuleitung anstehende
und in das Gehäuseinnere
gelangende Luftdruck einen Maximalwert überschreitet, was zu Beschädigungen
des Gerätes
bis hin zu seiner Zerstörung
führen
kann.
-
Der
vorliegenden Erfindung stellt sich damit die Aufgabe, einen Mechanismus
für ein
pneumatisch angetriebenes Gerät
zu schaffen, der ein Einströmen
der Druckluft in das Gerätegehäuse bei Überschreiten
eines vorgegebenen Maximaldrucks verhindert oder nur in einem Maße ermöglicht,
das die Funktion des Gerätes
nicht beeinträchtigt.
-
Diese
Aufgabe wird dadurch gelöst,
dass die Handhabe mit einer Federung versehen ist, welche in Abhängigkeit
von einem vorgegebenen, von außen anstehenden
Luftdruck den Öffnungsgrad
des Einlassventils beeinflussend ausgebildet ist.
-
Die
Steuerung und/oder Regelung des Einlassventils über die geräteseitige Handhabe ist dank der
Federung nur möglich,
wenn ein die Funktion des Gerätes
ggf. beeinträchtigender
Maximalwert nicht überschritten
ist. Es ist auf diese Weise wirksam verhindert, dass Überdruck
in dem Gehäuseinneren
mit der Gefahr von Beschädigungen
entsteht. Sofern der entsprechende Maximaldruck überschritten ist, öffnet sich
aufgrund der Ausbildung und/oder Anordnung der Federung das Einlassventil
in Abhängigkeit
von dem den Maximaldruck übersteigenden
Wert. Die Federung beeinflusst auf diese Weise den Öffnungszustand
bzw. -grad des Ventils. Das Einlassventil wird dank der Federung
stets in einem Maße
geöffnet,
dass der in dem Gehäuseinneren
zulässige Druck
nicht überschritten
wird. Je stärker
der Maximalwert überschritten
ist, desto weniger öffnet
sich, geregelt durch die Federung, in entsprechender Weise das Ventil.
Dieses als besonders vorteilhaft anzusehende Zusammenspiel zwischen
der Feder und dem jeweils herrschenden Luftdruck ermöglicht eine stetige
automatische Anpassung an die äußeren Gegebenheiten.
-
Auf
besonders effektive Weise kann dies erreicht werden, wenn die Federung
zwischen Handhabe und Einlassventil angeordnet ist. Die vom Bediener
auf die Handhabe ausgeübte
Kraft wird dabei durch die Feder aufgenommen, eine Öffnung des Einlassventils
erfolgt aber bei Überschreiten
des Maximaldrucks nur teilweise. Damit ist eine besonders zuverlässige Lösung gefunden,
durch die ausgeschlossen ist, dass Geräte durch zu starken Druck beschädigt oder
gar dauerhaft zerstört
werden. Die Lösung
ist dabei denkbar zuverlässig
und zugleich manipulationssicher, denn eine Beeinflussung durch das
Personal ist dank der Positionierung der Federung ausgeschlossen.
Die Feder als für
das Zusammenspiel von Handhabe und Einlassventil in besonderer Weise
verantwortliches Bauteil befindet sich im Inneren des Gerätes und
ist damit manipulationssicher versteckt, es sei denn eine später noch
vorzustellende Variante der Erfindung mit einer zusätzlichen
Einstellmöglichkeit
ist verwirklicht.
-
In
Hinblick auf die Ausbildung der Federung wird vorgeschlagen, dass
als Federung eine Druckfeder dient, welche zwischen Handhabe und
Einlassventil, positioniert ist.
-
Konkret
bedeutet dies, dass die Handhabe einem Stößel zugeordnet ist, der an
einem Ende eine korrespondierend zu einem oder mehreren menschlichen
Fingern ausgebildeten Abzughahn aufweist und an seinem anderen Ende
auf das Einlassventil einwirkt. Bei der Betätigung der Handhabe durch Ziehen
des Hahns verschiebt sich also der Stößel in Richtung Einlassventil,
stets in dem Maß,
das die Feder zulässt,
weil der anstehende Druck unter dem vorgegebenen Maximalwert liegt
und Beschädigungen
oder Zerstörungen
des Gerätes
damit praktisch ausgeschlossen sind. Dabei wirkt der Stößel dahingehend
auf das Einlassventil ein, dass der Ventildurchlass freigegeben
wird und das Einströmen
der Druckluft aus der externen Zuleitung in das Werkzeuggehäuse ermöglicht ist.
Anstatt der angesprochenen Verschiebung des Stößels nimmt die Feder die vom
Bediener auf den Abzughahn ausgeübte
zumindest teilweise Kraft auf, wenn der Druck zu hoch sein sollte.
-
Daher
ist daran gedacht, dass die Feder zwischen dem Abzughahn und dem
Stößel positioniert ist,
um die angesprochene Wirkung auf besonders effektive Weise zu gewährleisten.
Die auf den Abzughahn ausgeübte
Kraft geht dabei direkt in die unmittelbar hinter diesem angeordnete
Feder.
-
Eine
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung sieht vor, dass die Feder zumindest teilweise in einer
Ausnehmung an der Rückseite
des Abzughahns angeordnet ist. Die Feder ist auf diese Weise in
den Abzughahn integriert, um die zuvor angesprochenen Wirkungen
in zuverlässiger
und manipulationssicherer Weise zu gewährleisten.
-
Ergänzend hierzu
ist vorgesehen, dass die Feder eine Führung aufweist, um dieser ausreichende
Stabilität
verleihen zu können.
-
Im
Besonderen ist dabei daran gedacht, dass als Führung eine Hülse dient,
welche die Feder umgibt und damit eine besonders sichere Führung zwischen
Abzughahn und Stößel bzw.
Einlassventil gewährleistet.
-
Eine
zusätzliche
Variante der Erfindung sieht vor, dass die Feder mit einem Mechanismus
zur variablen Einstellung der Federkonstante ausgerüstet ist.
Diese Lösung
ermöglicht
es, das Gerät
bestimmten Drücken
anzupassen, sei es für
den kurzfristigen oder auch langfristigen Betrieb. Die Federkonstante kann
dabei durch diesen Mechanismus variiert werden.
-
Eine
besonders einfache Lösung
hierzu sieht vor, dass als Mechanismus zur Verstellung der Federkonstante
eine Schraube, vorzugsweise eine Madenschraube dient. Die Verstellung
der Madenschraube bewirkt ein Zusammendrücken bzw. auseinander ziehen
der Federung und damit eine entsprechende Änderung der Federkonstante
mit einer damit einhergehenden Verstellung des Gerätes in Hinblick
auf den vorgegebenen Maximalwert.
-
Eine
besonders einfache Ausführungsform dieser
Verstellmöglichkeit
ist dabei die, bei der die Madenschraube an der Vorderseite des
Abzughahns angeordnet ist. Die Madenschraube dabei gut zugänglich und
in denkbar einfacher Weise verstellbar.
-
Noch
weiter gedacht ist die Lösung,
bei der das Gerät
mit einem Mechanismus zum Blockieren der Funktion der Feder ausgerüstet ist.
Damit lässt sich
das erfindungsgemäße Gerät in einer
weiteren Ausführungsform
gewissermaßen
auf den dem Stand der Technik entsprechenden Zustand zurückstellen.
Die Funktion der Feder ist blockiert und eine Betätigung der
Handhabe löst
in bekannter Weise direkt die Betätigung des Einlassventils und
den Druckluftantrieb aus.
-
Eine
bevorzugte Variante sieht dabei vor, dass der Mechanismus zum Blockieren
der Funktion der Feder diese in der Blockadeposition überbrückt. Gedacht
ist an einen die Druckfeder durchschreitenden Stift, der diese in
seiner der Blockadeposition entsprechenden hinteren Stellung überbrückt und damit
unmittelbar, d. h. ohne Einfluss der Federung auf den Stößel einwirkt.
-
Dies
kann beispielsweise bewerkstelligt werden, indem als Mechanismus
zum Blockieren der Funktion der Feder eine Madenschraube dient.
Ist die Madenschraube in ihrer vorderen Stellung, entfaltet die
Federung ihrer volle, oben beschriebene Wirkung. Befindet sich die
Madenschraube in einer Zwischenstellung, wird der Öffnungswinkel
des Luftdurchlassventils nach Überbrückung der
Federkraft entsprechend in Abhängigkeit
von der Stellung der Schraube beeinflusst.
-
Eine
weitere Ausführungsform
der Erfindung sieht vor, dass die Feder mit einem Mechanismus zur variablen
Einstellung der Federkonstante und zum Blockieren der Funktion der
Feder ausgerüstet
ist. Dabei werden die beiden angesprochenen Lösungen in Hinblick auf die
Verstellung der Federkonstante und die komplette Blockade der Federwirkung
miteinander kombiniert. Bewerkstelligt werden kann dies durch ein
gemeinsames Aggregat für
beide Funktionen oder auch zwei separate Vorrichtungen, von denen
eine für
die variable Einstellbarkeit und die andere für die Blockade der Feder verantwortlich
ist.
-
Zusätzlich ist
vorgesehen, dass der Stößel der
Handhabe bei deren Betätigung
mit dem Ventilschaft in Kontakt tritt und sich dieser den Ventilkopf freigebend
verschiebt, so dass der Ventildurchlass für die anstehende Druckluft
freigegeben ist. Hierdurch wird das angesprochene Zusammenspiel
verwirklicht. Bedient eine Person die Handhabe in Form des Abzughahns,
verschiebt sich der dahinter positionierte Stößel in Richtung Ventil. Dies
geschieht freilich nur unter der Voraussetzung, dass die Feder diese
Verschiebung in entsprechendem Maße ermöglicht. Dabei treten Stößel und
Ventilschaft miteinander in Kontakt, der Ventilschaft wird zur Seite
verschoben, sodass sich der Ventilkopf teilweise aus dem Ventildurchlass
heraushebt- bwz. -dreht; die Druckluft kann in das Gerät einströmen und
es antreiben.
-
Die
Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass ein Werkzeug
mit Druckluftantrieb, vorzugsweise ein Schlagschraubergerät geschaffen
ist, bei dem Beschädigungen
oder Zerstörungen
des Gehäuseinneren
durch Überdruck
in der Druckluftzuleitung ausgeschlossen sind. Eine Feder gewährleistet
dabei, dass eine Übertragung
der auf die Handhabe ausgeübten
Kraft auf das Einlassventil nur in dem Maße möglich ist, wie es ggf. dem
von außen
in der Zuleitung anstehenden Maximaldruck entspricht. Die Federkonstante
ist dabei werkseitig so eingestellt oder kann von dem Bediener so
eingestellt werden, dass die auf die Handhabe ausgeübte Kraft teilweise
von der Feder aufgenommen wird. Zweckmäßigerweise ist die Feder einerseits
direkt zwischen Abzugshahn und dem dahinter befindlichen Stößel, der
auf das Einlassventil einwirken soll, angeordnet. Andererseits ist
die Feder zumindest teilweise auch in den Abzugshahn und dort zusätzlich durch
eine Führung
in Form einer Hülse
stabilisiert. Zusätzlich ist
dabei eine Anordnung geschaffen, welche, sofern beabsichtigt, von
außen
nicht zugänglich
ist. Damit ist auch ein Optimum an Manipulationssicherheit geschaffen.
-
Weitere
Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt
ist. Es zeigen Handhabe und Ventil jeweils in schematischer Darstellung:
-
1 in
Null-Stellung mit normaler Feder,
-
2 in
geöffneter
Stellung mit normaler Feder,
-
3 in
Null-Stellung mit einstellbarer Feder,
-
4 in
geöffneter
Stellung mit einstellbarer Feder,
-
5 in
Null-Stellung mit blockierbarer Feder,
-
6 geöffneter
Stellung mit blockierbarer Feder,
-
7 eine
Handhabe und eine Feder in Null-Stellung und
-
8 eine
Handhabe und eine Feder in Blockadestellung.
-
1 zeigt
das Zusammenspiel von Handhabe 3 und Stößel 4 einerseits und
Einlassventil 2 andererseits in Null-Stellung, ohne dass
also eine Kraft auf die Handhabe 3 ausgeübt wird.
Folglich ist die Federung 1 in Form der zwischen Handhabe 3 und
Stößel 4 angeordneten
Druckfeder 8 im entspannten Zustand. Die Druckfeder 8 ist
teilweise, mit ihrem vorderen Ende 19 in die Handhabe 3 in
Form des Abzughahns 7 integriert, indem sie teilweise in der
Ausnehmung 9 an der Rückseite 11 des
Abzughahns 7 positioniert und an ihrem hinteren Ende 20 in der
Hülse 12 geführt ist.
Symbolisiert durch die Pfeile 22, 23, 24 und
den Wert P1 steht der Druck von außen auf das Einlassventil 2 an.
Mit dem Bezugszeichen 25 ist das Anschlussbauteil bezeichnet,
das über
die Druckfeder 26 mit dem Einlassventil 2 verbunden
ist.
-
Symbolisiert
durch den Pfeil 21, wird in der Darstellung gemäß 2 eine
Kraft auf Handhabe 3 bzw. Abzughahn 7 ausgeübt, so dass
sich das Gerät in
geöffneter
Stellung befindet. Der Stößel 4 weist
an einem Ende 5 den korrespondierend zu einem oder mehreren
menschlichen Fingern ausgebildeten Abzughahn 7 auf und
wirkt an seinem anderen Ende 6 auf das Einlassventil 2,
genauer gesagt auf den Ventilschaft 16 ein. Zu der entsprechenden
Verschiebung des Stößels 4 mit
Einwirkung auf den Ventilschaft 16 kommt es aber nur unter
der Voraussetzung, dass die zwischen Handhabe 3 und Stößel 4 positionierte
Feder 1, 8 dies zulässt. In diesem Fall öffnet sich
das Einlassventil 2, sein Ventilkopf 17 und Ventilschaft 16 verschieben
sich und geben damit den Ventildurchlass 18 frei; sie verschieben
sich dabei in einem Winkel α2
von ca. 20°.
Folglich kann die Druckluft durch den Ventildurchlass 18 strömen; das
pneumatische Gerät
setzt sich in Folge der Betätigung
der Handhabe 3 in Funktion. Der durch die Pfeile 22, 23, 24 symbolisierte
Druck P1 entspricht dem in dem Gehäuseinneren herrschenden und
mit P2 bezeichneten Druck. Dies entspricht einer beispielhaften
Größenordnung
von P1 = 6 bis 7 Bar. Sollte der von außen anstehende Druck P1 hingegen
einen Referenzwert von z. B. 7 Bar überschreiten, was durch zu
starken Druck einer Beeinträchtigung
der Funktion des pneumatischen Gerätes entsprechen könnte, lässt sich die
Handhabe 3 nur in eingeschränkter Form betätigen. Der
Winkel α2
ist folglich kleiner, liegt unter den beispielhaften 20° und in entsprechender
Weise ist der innerhalb des Gerätegehäuses herrschende, noch
zulässige
Druck P2 kleiner als der äußere Druck
P1.
-
Die
Darstellung gemäß 3 entspricht
der in 1, es wird keine Kraft auf die Handhabe 3 ausgeübt. Diese
Variante der Erfindung umfasst einen Mechanismus 13 in
Form einer Madenschraube 14 zur variablen Einstellung der
Federkonstante der Feder 1. Diese Madenschraube 14 befindet
sich an der Vorderseite 10 des Abzughahns 7 bzw.
der Handhabe 3, sodass sie gleichzeitig gut zugänglich und
geschützt
angeordnet ist. Über
diese Madenschraube 13 kann die Federkonstante der Feder 1, 8 variiert werden.
-
Hierzu
lässt 4 erkennen,
dass durch eine Veränderung
der Vorspannung der Feder 1, 8 nunmehr ein vom
Wert P2 abweichender Druck P3 als Innendruck im Gehäuse des
Gerätes
herrscht. Der Öffnungswinkel α3 des Einlassventils 2 ist
wiederum kleiner als 20°.
Der Wert P3 ist kleiner als der Wert P1, sofern P1 einen bestimmten
Maximalwert überschreiten
sollte.
-
In 5 ist
der Blockademechanismus 15 gezeigt, der primär dazu dienen
soll, die Funktion der Feder 1, 8 komplett zu
unterbinden. Auch dieser Mechanismus 5 befindet sich an
der Vorderseite 10 der Handhabe 3. In der Darstellung
gemäß 5 ist
diese nicht betätigt.
-
Anders
in 6, wo wiederum durch den Pfeil 21 symbolisiert
wird, dass der Abzugshahn 7 betätigt ist. Das Einlassventil 2 hat
sich geöffnet,
Ventilschaft 16 und Ventilkopf 17 haben sich verschoben und
den Ventildurchlass 18 freigegeben. Der Öffnungswinkel α4 entspricht
den beispielhaften 20° beim
Blockieren des Mechanismus. Der nicht blockierte Zustand entspricht
im Wesentlichen der in 2 gezeigten Stellung.
-
Ergänzend hierzu
zeigen 7 und 8 den Blockademechanismus 15 in
Form der Madenschraube 27. In 7 befindet
sich die Madenschraube 27 in der vorderen Stellung, in
der die Feder 1 bei entsprechender Betätigung der Handhabe 3 in
Funktion treten würde,
da die Feder 1 sich zwischen Madenschraube 27 und
Stößel 4 befindet.
-
Im
Gegensatz dazu ist die Feder in der Darstellung gemäß 8 blockiert
und eine Betätigung der
Handhabe löst
in bekannter Weise direkt die Betätigung des Einlassventils 2 und
den Druckluftantrieb aus. Dies liegt an der Madenschraube 27 in
ihrer hinteren Positionierung. Dabei ist die Feder 1 überbrückt. Die
Madenschraube 27 liegt an dem Stößel 4 an und würde bei
entsprechender Betätigung
der Handhabe 3 direkt auf den Stößel 4 einwirken; durch das
Einlassventil 2 würde
die Druckluft einströmen. Befindet
sich die Madenschraube 27 in einer möglichen, hier nicht dargestellten
Zwischenstellung, wird der Öffnungswinkel
des Einlassventils 2 nach Überbrückung der Federkraft entsprechend
in Abhängigkeit
von der Stellung der Schraube 27 beeinflusst.