DE1253196B - Mit Druckluft betriebenes Geraet zum Eintreiben von Befestigungsmitteln wie Klammern, Naegeln u. dgl. - Google Patents

Description

DEUTSCHES #Ä PATENTAMT

DeutscheKl.: 87 a-18

AUSLEGESCHRIFT

Nummer: 1253 196

Aktenzeichen: B63090Ic/87a

1253 196 Anmeldetag: 29.Junil961

Auslegetag: 26. Oktober 1967

Die Erfindung betrifft ein mit Druckluft betriebenes Gerät zum Eintreiben von Befestigungsmitteln, wie Klammern, Nägeln u. dgl., bei dem der Arbeitshub des mit einem Stößel versehenen Kolbens durch einen in oder auf dem Zylinderboden angeordneten, vorzugsweise als elastischer Puffer dienenden, eine Durchgangsöffnung für den Stößel aufweisenden Einsatz begrenzt wird, in dem mindestens ein Auslaßkanal für die vom Kolben beim Arbeitshub verdrängte Luft vorgesehen ist und durch den Kolben am Ende seines Arbeitshubes abgeschlossen wird, wobei ferner vorgesehen ist, daß Druckluft aus dem über dem Kolben befindlichen Zylinderraum durch mindestens eine vom Kolben gegen Ende seines Arbeitshubes freigelegte öffnung in der Zylinderwand in einen an den Zylinderraum seitlich angrenzenden Luftspeicherraum strömt, aus dem die gespeicherte Luft, sobald der über dem Kolben befindliche Zylinderraum entlüftet wird, durch mindestens einen im Bereich der Unterkante des in seiner unteren Endlage befindlichen Kolbens angeordneten Zuführkanal in den unteren Zylinderraum strömt und den Kolben in seine Ausgangslage zurückbewegt.

Bei einem bekannten Gerät dieser Art bleibt der Auslaßkanal während des gesamten Rückhubes des Kolbens offen, sobald sich der Kolben am Beginn seiner Rückhubbewegung von dem vorzugsweise als elastischer Puffer dienenden Einlaß entfernt hat. Auf diese Weise strömt während des Rückhubes des Kolbens die Druckluft aus dem Speicherraum teilweise auch ins Freie ab, wodurch sich eine erhebliche Verminderung des Druckes und eine Verzögerung der Rückbewegung des Kolbens ergeben. Diese Nachteile werden um so größer, je größer der Querschnitt des Auslaßkanals gemacht wird. Während es so mit Bezug auf den Rückhub erwünscht ist, den Querschnitt des Auslaßkanals möglichst klein zu machen, ist für den Arbeitshub des Kolbens ein möglichst großer Auslaßquerschnitt anzustreben, um die Klammer, den Nagel od. dgl. mit möglichst großer Energie eintreiben zu können. Die bekannte Vorrichtung vermag beiden Aufgaben nur in beschränktem Ausmaß gerecht zu werden.

Bei einer anderen Ausführungsform ist es auch bekannt, eine Steuerung des Auslaßkanals in der Weise vorzusehen, daß er nur bei Beginn des Arbeitshubes offensteht. Man erreicht auf diese Weise zwar einen schnelleren Rückhub, erkauft diesen Vorteil aber mit dem Nachteil, daß der Kolben während seines Arbeitshubes die unter ihm befindliche Luft verdichten muß und dadurch abgebremst wird.

Mit Druckluft betriebenes Gerät zum Eintreiben von Befestigungsmitteln wie Klammern,
Nägeln u. dgl.

Anmelder:

Fa. Joh. Friedrich Behrens,
Ahrensburg (Holst.), Bogenstr. 43/45

ίο Als Erfinder benannt:

Heinz Emil Bade, Hamburg-Garstedt

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, unter Vermeidung der beschriebenen Mängel ein mit Druckluft betriebenes Gerät der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei dem über einen Auslaßkanal von ausreichend großem Querschnitt praktisch

ao widerstandslos während des Arbeitshubes des Kolbens die Luft von seiner Rückseite in die Atmosphäre abzuströmen vermag, während beim Rückhub des Kolbens dieser Auslaßkanal selbsttätig abgeschlossen wird, so daß die in dem Speicherraum befindliche Druckluft ungeschwächt einen schnellen Rückhub des Arbeitskolbens zu bewirken vermag.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen der Unterseite des Kolbens und der Oberseite des in oder auf dem Zylinderboden angeordneten Einsatzes eine mit einer Durchführungsöffnung für den Stößel auf diesem gleitbare Ventilscheibe vorgesehen ist, die in ihrer Schließlage auf dem Einsatz aufliegend den in diesem angeordneten Luftdurchlaßkanal absperrt und somit den unteren Zylinderraum gegen die Außenluft abdichtet, die jedoch während des Arbeitshubes des Kolbens unter Wirkung der von seiner Unterseite verdrängten Luft in eine Öffnungslage angehoben wird, in der die Ventilscheibe der vom Kolben verdrängten Luft einen Ausschubweg durch einen zwischen dem Scheibenrand und der Zylinderwandung vorgesehenen Ringspalt und durch den im Einsatz angeordneten Luftdurchlaßkanal zur Außenluft freigibt, und zwar so lange, bis der Kolben auf die schwebende Ventilscheibe trifft, sie auf den Einsatz drückt und damit den unteren Zylinderraum wieder gegen die Außenluft abdichtet, so daß bei Entlüftung des oberen Zylinderraumes die aus dem Luftspeicherraum durch den Zuführkanal oberhalb der Ventilscheibe in den unteren Zylinderraum strömende Druckluft den Kolben in seine Ausgangslage zurückbewegen kann.

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Es ergibt sich auf diese Art eine völlig selbsttätige Steuerung des Luftdurchlaßkanals mittels der Ventilscheibe in der Weise, daß der Luftdurchlaßkanal während des Arbeitshubes voll geöffnet bleibt und unmittelbar am Ende des Arbeitshubes geschlossen wird und so lange geschlossen bleibt, bis sich der Arbeitskolben seinem oberen Totpunkt nähert. Ein besonderer Vorteil des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß die selbsttätige öffnungs- und Schließwirkung der Ventilscheibe in jeder Gebrauchslage des Gerätes erreicht wird, also auch dann, wenn man das Gerät über Kopf hält und die Ventilscheibe schon am Kolben liegt, bevor sich dieser zur Ausführung seines Arbeitshubes in Bewegung setzt.

Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung ist die Ventilscheibe dünn und elastisch biegsam, so daß sie während des ersten Teils des Arbeitshubes des Kolbens unter Wirkung der von seiner Unterseite verdrängten Luft zunächst auf dem Einsatz zu einer Kalotte mit Aufwerfung ao des Scheibenrandes verformt wird, bevor die ganze Ventilscheibe angehoben wird. Diese Ausbildung unterstützt nicht nur das Abheben der Ventilscheibe von dem Einsatz während des Arbeitshubes des Kolbens, sondern auch das Abheben der Ventil- as scheibe am Ende des Rückhubes des Kolbens. Sobald am Ende des Rückhubes des Kolbens die Scheibe wieder infolge Absenkung des Druckes der Luft auf der Rückseite des Kolbens sich in ihre planebene Stellung zurückbewegt, wird sie gleichzeitig unterstützt von dem sich ebenfalls zurückbewegenden Stößel, von dem Einsatz abgehoben, um so den Luftdurchlaßkanal freizugeben und damit ein Abströmen der Restluft aus dem Raum unter dem Arbeitskolben sicherzustellen.

Die Erfindung wird nunmehr an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. In ihr stellt dar

Fig. 1 einen Axialschnitt durch den Arbeitszylinder und die beweglichen Teile des Gerätes bei Rückzugsstellung des Arbeitskolbens,

F i g. 2 einen mittleren Axialschnitt zur Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung.

Bei dem Gerät nach F i g. 1 ist in an sich bekannter Weise im Gehäuse 1 ein als Führungsbüchse 2 für den Arbeitskolben 3 dienender Zylinder gelagert und durch einen Schraubkopf 4 befestigt. Im Kolben 3 ist der Eintreibstößel 5 gelagert, für den am Gerätegehäuse eine Führung 6 vorgesehen ist. Einem Raum 7 des Gehäuses 1 wird in an sich bekannter Weise durch einen Schlauchanschluß z. B. auf 5 atü gespannte Betriebsdruckluft zugeführt. Zwischen dem Raum 7 und einem zum Zylinder 2 führenden Kanal 8 ist im Gehäuse ein Steuerventil 9 angeordnet, das mit einem Abzugbügel 10 betätigt wird und den Kanal 8 entweder mit dem Raum 7 oder mit einem ins Freie führenden Ausschubkanal 11 verbinden oder aber auch beide Strömungswege sperren kann.

Oberhalb seines mit einer öffnung 13 versehenen Bodens 12 ist im Zylinder 2 ein Einsatz 14 gelagert. Als Werkstoff für den Einsatz 14 ist ein Kunststoff, z. B. Polyurethan, gewählt, der sich einerseits durch hohe Verschleißfestigkeit auszeichnet und andererseits eine gewisse elastische Zusammendrückbarkeit besitzt.

Der elastische Einsatz 14 ist mit einem ins Freie führenden weiten mittleren Luftdurchlaßkanal 17 versehen und arbeitet mit einer flachen Ventilscheibe

18 zusammen, die lose auf dem Einsatz liegt und eine Durchführungsöffnung 19 aufweist, durch die der Stößel 5 hindurchtritt. Zwischen dem Umfangsrand der Scheibe 18 und der Wandung der Führungsbuchse 2 ist ein Ringspalt 27 für den Durchtritt der Luft vorgesehen. Nach außen geht der Luftdurchlaßkanal 17 des Einsatzes 14 in eine öffnung 16 von geringem Austrittsquerschnitt über. Der Einsatz 14 ist außerdem längs des Luftdurchlaßkanals 17 mit zwei Nuten 15 versehen, die zur Führung des Stößels 5 dienen.

In ihrem mittleren Bereich ist die Zylinderbuchse 2 von einem Hohlraum 20 des Gehäuses 1 umgeben, der an einer Umfangsstelle zu einem Raum 21 ausgeweitet ist. Der Raum 20 steht mit dem Innenraum des Zylinders 2 durch eine enge Bohrung 22 der Zylinderwand in Verbindung; außerdem führt aus dem Raum 20,21 ein Kanal 23 in dem Raum des Zylinders 2, und zwar liegt seine Einmündung 24 in solcher Höhe der Zylinderwand, die der Lage der Oberkante der Ventilscheibe 18 bei seiner unbeaufschlagten Stellung gemäß F i g. 1 entspricht.

Der Schlaghub des Kolbens 3 wird in an sich bekannter Weise mittels des Steuerorgans 9 durch Anziehen des Abzuges 10 von der danach auf die Oberseite des Kolbens wirkenden Betriebsdruckluft durchgeführt. Bei dieser Bewegung treibt der Kolben 3 die an seiner Unterseite befindliche Luftmenge mit großer Geschwindigkeit in den unteren Teil des Zylinders; die dabei in diesem entstehende heftige Wirbelung bewirkt (nach der Kontinuitätsgleichung von Bernoulli) ein Abheben der Ventilscheibe 18 von ihrem Auflager auf dem Einsatz 14 und durch die Angriffsmöglichkeit der Luft an der Unterseite der Scheibe ein Emporschleudern der Scheibe 18, die damit der Luft vor dem Kolben den Ausschub durch den Ringspalt 27, den Luftdurchlaßkanal 17 und die Öffnung 16 freigibt, bis sie von dem Kolben getroffen und am Hubende auf den Einsatz 14 gedrückt wird.

Am Ende des Arbeitshubes hat demgemäß der Kolben 3 unter elastischer Verformung des Einsatzes 14 und der Ventilscheibe 18 den Raum des Zylinders 2 luftdicht gegen die Atmosphäre abgeschlossen. Sobald der Kolben 3 bei diesem Hub die Öffnung 22 überfahren hat, kann Betriebsdruckluft aus dem Raum 7 über den Kanal 8 durch den Zylinderraum oberhalb des Kolbens 3 in den Raum 20,21 eintreten. Durch die Drosselwirkung der engen öffnung 22 und durch die Volumenerweiterung durch den Raum 21 erfährt die Betriebsdruckluft eine gewisse Entspannung. Durch den Kanal 23 und dessen Mündung 24 gelangt sie in den Bereich der Unterfläche des Kolbens 3, und zwar gibt die Kolbenunterkante infolge der elastischen Rückdehnung des Einsatzes 14 nach Aufhören der Schlagbelastung die Mündung 24 frei, so daß der aus ihr austretenden Druckluft eine Angriffsfläche auf den Kolben mit der Wirkung geboten wird, daß der Kolben seinen Rückhub vollzieht. Die vorerwähnte Entspannung der Betriebsdruckluft für den Rückholhub wird derart bemessen, daß der Kolben 3 mit seinem kegeligen Vorsprung 25 mit derjenigen Haftkraft in dem zugehörigen Futter 26 des Zylinderkopfes 4 gehalten wird, die man für den Druckanstieg vor Beginn des Einschlaghubes wünscht. Diejenige Luftmenge, die der Kolben 3 bei seinem Rückholhub vor sich herschiebt, gelangt durch den Kanal 8 und das

Claims (2)

inzwischen durch Loslassen des Abzuges 10 in seine Anfangslage zurückgebrachte Steuerorgan 9 durch die Auspuffleitung 11 ins Freie. Etwa im Raum 21, 23 am Ende des Rückhubes noch verbliebene gespannte Luft kann aus dem Zylinder ins Freie über das Ventil 18 entweichen, das sich am Ende des Rückhubes infolge des dann geringeren Luftdruckes und der Reibung zwischen der Ventilscheibe 18 und dem sich nach oben bewegenden Stößel 5 von seinem Sitz auf dem Einsatz 14 kurzzeitig wieder abgehoben hat. Eine Abwandlung dieses Ausführungsbeispieles zeigt Fig.2 insoweit als hier auf dem Einsatz 14 eine dünne biegsame Scheibe 28 aufliegt. Überdies weist der Luftdurchlaßkanal 17 an seinem oberen Ende eine kegelige Erweiterung 29 auf. Die dünne biegsame Scheibe 28 hält den Luftdurchlaßkanal 17, 16 — abgesehen von dem engen Schlitz 19 — so lange geschlossen, bis der Druck der vom Kolben ausgeschobenen Luft so weit angestiegen ist, daß er ao die Scheibe 28 in die strichpunktierte Kalottenform durchbiegt, wobei ihr mittlerer Teil in die Ausnehmung 29 hinein ausweichen kann. Dabei wird sie in ihrem Randteil nach oben gebogen und von der Stirnfläche des Einsatzes 14 abgehoben; in den so entstehenden Ringschlitz 30 kann die Luft mit der Wirkung eindringen, daß sie die Scheibe 28 emporhebt (s. die obere strichpunktierte Stellung), worauf sich derselbe Vorgang abspielt, wie er oben zu F i g. 1 beschrieben ist. Patentansprüche:

1. Mit Druckluft betriebenes Gerät zum Eintreiben von Befestigungsmitteln, wie Klammern, Nägeln u. dgl., bei dem der Arbeitshub des mit einem Stößel versehenen Kolbens durch einen in oder auf dem Zylinderboden angeordneten, vorzugsweise als elastischer Puffer dienenden, eine Durchgangsöffnung für den Stößel aufweisenden Einsatz begrenzt wird, in dem mindestens ein Auslaßkanal für die vom Kolben beim Arbeitshub verdrängte Luft vorgesehen ist und durch den Kolben am Ende seines Arbeitshubes abgeschlossen wird, wobei ferner vorgesehen ist, daß Druckluft aus dem über dem Kolben befindlichen Zylinderraum durch mindestens eine vom Kolben gegen Ende seines Arbeitshubes freigelegte öffnung in der Zylinderwandung in einen an den

Zylinder seitlich angrenzenden Luftspeicherraum strömt, aus dem die gespeicherte Luft, sobald der über dem Kolben befindliche Zylinderraum entlüftet wird, durch mindestens einen im Bereich der Unterkante des in seiner unteren Endlage befindlichen Kolbens angeordneten Zuführkanal in den unteren Zylinderraum strömt und den Kolben in seine Ausgangslage zurückbewegt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Unterseite des Kolbens (3) und der Oberseite des in oder auf dem Zylinderboden (12) angeordneten Einsatzes (14) eine mit einer Durchführungsöffnung (19) für den Stößel (5) auf diesem gleitbare Ventilscheibe (18; 28) vorgesehen ist, die in ihrer Schließlage auf dem Einsatz (14) aufliegend den in diesem angeordneten Luftdurchlaßkanal (17) absperrt und somit den unteren Zylinderraum gegen die Außenluft abdichtet, die jedoch während des Arbeitshubes des Kolbens (3) unter Wirkung der von seiner Unterseite verdrängten Luft in eine Öffnungslage angehoben wird, in der die Ventilscheibe (18; 28) der vom Kolben verdrängten Luft einen Ausschubweg durch einen zwischen dem Scheibenrand und der Zylinderwandung vorgesehenen Ringspalt (27) und durch den im Einsatz (14) angeordneten Luftdurchlaßkanal (17) zur Außenluft freigibt, und zwar so lange, bis der Kolben (3) auf die schwebende Ventilscheibe (18; 28) trifft, sie auf den Einsatz (14) drückt und damit den unteren Zylinderraum wieder gegen die Außenluft abdichtet, so daß bei Entlüftung des oberen Zylinderraumes die aus dem Luftspeicherraum (20, 21) durch den Zuführkanal (24) oberhalb der Ventilscheibe (18; 28) in den unteren Zylinderraum strömende Druckluft den Kolben (3) in seine Ausgangslage zurückbewegen kann.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilscheibe (28) dünn und elastisch biegsam ist, so daß sie während des ersten Teiles des Arbeitshubes des Kolbens unter Wirkung der von seiner Unterseite verdrängten Luft zunächst auf dem Einsatz (14) zu einer Kalotte mit Aufwerfung des Scheibenrandes verformt wird, bevor die ganze Ventilscheibe angehoben wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 729 198, 2 983 922.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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