DE1728624C3 - Steuereinrichtung für ein pneumatisch betriebenes Eintreibwerkzeug für Nägel, Klammern o.dgl - Google Patents

Description

Eine Steuereinrichtung gemäß Gattungsbegriff ist bereits aus der USPS 32 53 760 bekannt. Sie setzt fur die Kolbenrückführung Voraus, daß das Vorsteuerventil zunächst freigegeben wird, wodurch das Hauptventil schließt und den Arbeitshubraüm entlüftet, so daß der im Rückhubraum entstandeile Drück den Arbeilskolben zurücktreibt, Damit aber sind rasch aufeinanderfolgende Betätigungen des betreffenden Werkzeugs nicht möglich, indem vor jeder erneuten Betätigung des Vorsleuefventils zunächst die Rückkehr des Arbcitsköl-

bens abgewartet werden muß.

Zwar ist aus der US-PS 32 78 104 auch bereits eine automatisch wirkende Kolbenrückführeinrichtung bekannt, bei der dem Hauptventil ein Kolbenrückführventil vorgeschaltet ist, das durch den Druck des für die Kolbenrückführung in einer Rückführkammer gespeicherten Druckmittels in einen Zustand umsteuerbar ist, in dem das Hauptventil den Arbeitshubraum entlüftet, doch findet dieses Kolbenrückführventil .iur bei

ίο sogenanntem Dauerbetrieb Anwendung, d.h. bei einer Betriebsart, bei der mit einer einmaligen Betätigung des Steuerventils fortlaufende Arbeitsoperationen erfolgen.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe

zugrunde, ein Werkzeug nach Gattungsbegriff für Einzelbetätigung entsprechend auszurüsten, um eine automatische Kolbenrückführung zu erzielen.

Diese Aufgabe ist durch die im Patentanspruch 1 bezeichnete Erfindung gelöst. Die Unterensprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten dieser Erfindung an.

Nachfolgend wird ein entsprechendes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Hiervon zeigt

Fig. 1 einen teilweisen Querschnitt durch ein pneumatisches Eintreibwerkzeug nach der Erfindung,
F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 in F i g. 1,
F i g. 3 einen Teil·, chnitt in größerem Maßstab in der Ebene der Linie 3-3 in Fig. 2, wobei die Teile in der Ruhestellung des Werkzeuges gezeigt sind,

F i g. 4 einen ebensolchen Querschnitt, wobei die Teile in der Stellung gezeigt sind, die sie während des Arbeitshubes einnehmen, und

F i g. 5 einen gleichen Querschnitt, der die Teile in der Stellung zeigt, die sie nach der Rückkehr des

J5 Arbeitskolbens in dessen Ausgangsstellung einnehmen, bevor der Auslösemechanismus freigegeben und das Werkzeug von dem Werkstück abgehoben wird.

Zunächst sei das in den F i g. 1 bis 5 dargestellte Eintreibwerkzeug 10 so weit beschrieben, wie dies zum

•ίο Verständnis der Erfindung zweckmäßig erscheint. Es hat ein Gehäuse 12 mit einem vertikal angeordneten Kopfteil I2a und einem hinten daran anschließenden, hohlen Griffteil 126. dessen Innenraum einen Druckmittelbehälter 16 bildet. Diesem Behälter wird das

■»"· Druckmittel, vorzugsweise Druckluft, über einen Schlauch zugeführt. Der Kopfteil 12a enthält einen Arbeitszylinder 18. dessen oberes Ende zur Auslösung eines Arbeitshubes mit dem Behälter 16 verbunden wird Der Zutritt des Druckmittels zu dem oberen,

V) offenen Ende 18a des Zylinders 18 (Arbeitshubraüm) wird durch ein Hauptventil 20 gesteuert, das seinerseits pneumatisch durch ein Vorsteuerventil 22 gesteuert wird. Der Antrieb 24 des Werkzeugs weist einen in dem Zylinder 18 gleitfähig angeordneten Arbeitskolben 26

'>> auf. mit dem cm Stößel 28 verbunden ist. In der Ruhestellung des Werkzeugs befindet der Kolben sich in seinem oberen Totpunkt, wie in Fig. I ddrgestellt Das Hauptventil 20 entnält ein Auslaßventil 32. das den Arbeitshubraum in der Ruhcsielliing mit der Außenluft

«> verbindet.

Wenn ein Arbcilshub ausgeführt werden soll, wird Druckluft aus dem Behälter 16 in den Arbeilshubraum eingeleitet, wodurch der Kolben 26 nach unten getrieben wird. Hierbei ergreift der Stößel einen Nagel

M oder eine Klammer, die aus einem Magazin in ein Mundstück 38 vorgeschoben wird, und treibt diesesTeil in das Werkstück ein. Das Hauptventil 20 enthält in dem beschriebenen Beispiel eine Membran 40, deren Rand

zwischen einem Deckel 42 und dem Kopfteil 12a des Gehäuses festgeklemmt ist, und die sich gegen das obere Ende 18a des Zylinders 18 legt. Sie wird durch eine Feder 44 nach unten gedrückt, die zwischen dem Deckel 42 und der Membran angeordnet ist. Eine den Zylinder 18 umgebende Ringfläche auf der Unterseite der Membran 40 steht über einen weiten Kanal 46 dauernd in Verbindung mit dem Behälter 16, so daß Druckmittel auf die Unterseite der Membran einwirkt und sie von der Oberkante des Zylinders 18 abzuheben sucht Das gleiche Druckmittel gelangt jedoch über einen Kanal 48 auch in den Raum zwischen der Membran und dem Deckel 42, wenn die Teile des Werkzeugs sich in der Ruhestellung befinden. Du hierdurch die Membran mit einer stärkeren Kraft nach unten gedruckt wird als durch das auf ihre Unterseile einwirkende Druckmittel nach oben, wird das Hauptventil normalerweise in der Schließstellung (Fig. 1) gehalten. Wird jedoch der Raum über der Membran mit der Außenluft verbunden, so wird die Membran von der Oberkante des Zylinders 18 abgehoben, worauf das DrucKmittel in den Arbeitshubraum eintritt und den Kolben 26 n---h unten treibt

In der Ruhestellung sowie während der Aufwärtsbewegung des Kolbens steht der Arbeitshubraum über das Auslaßventil 32 mit der Außenluft in Verbindung. In dem dargestellten Beispiel hat das Auslaßventil einen hohlen Ventilschaft 50, der mit der Membran 40 verbunden ist und den Arbeitshubraum über einen Auslaßkanal 52 mit der Außenluft verbindet. Um während des Arbeitshubes den Arbeitshubraum nach außen hin zu verschließen, ist ein Ventilsitz 54 gegenüber dem oberen Ende des Ventilschaftes 50 angeordnet, der mit dem Ventilschaft in F.ingriff kommt, sobald die Membran 40 zur Einleitung eines Arbeitshubes angehoben wird.

Um den Kolben 26 nach Beendigung des Arbeitshubes in seine Ausgangsstellung zurückzuführen, ist eine Rückführkammer 60 vorgesehen, die über eine Mehrzahl Bohrung :n 62 mit dem Zylinderraum unterhalb des Kolbens 26 in Verbindung steht. Darüberhinaus enthält der Kolben 26 eine Art Rückschlagventil 63. über das Druckluft in die Rückführkammer 60 eintreten kann. Genauer gesagt weist der Kolben 26 zwei im Abstand voneinander angeordnete Ringnuien 64 und 66 auf. In der oberen >iut. 64. ist ein Dichtungsi .ng 68 angeordnet, der den Kolben gegenüber der Innenwand des Zylinders 18 abdichtet. Um diese Dichtung /u umgehen, enthält der Kulbeti eine Mehrzahl von radialen Bohrungen 70. die mit einer oberseitigei; Höhlung 26a des Kolbens in Verbindung stehen und in die untere Nut, 66. münden. In dieser Nut M ein elastisch Jehnbarer Dichtungsring 62 angeordnet, der sich normalerweise gegen den Grund der Nut 66 legt, so dal) er die Bohrungen 70 verschließt. Beim Auftreten eines besiimmien Überdruckes in dem Arbeitshubraum jedoch wird der Dichtungsring 72 von der Mündung ilcr Bohrungen 70 abgehoben, so daß nun Druckmittel in den unteren /ylinderraum und damit in die Ruckfuhrkammer 60 übertreten kann.

Um den Kolben 26 am Fnde seines Arbeitshubes elastisch aufzufangen, ist am unteren Ende des Zylinders 18 ein elastischer Puffer 74 vorgesehen. Wird nach Beendigung eines Arbeitshubes der Arbeitshubraum mit der Außenluft verbunden, so strömt das Druckmittel aus der Rückführkamnicr 60 in den unteren Zylinderraum zurück, wodurch der Kolben 26 nach oben in seine Ausgangsstellung zurückgeführt wird.

Zur Betätigung des Vorsteucrventils 22 ist es erforderlich, sowohl den Auslösehebel 78 als auch ein schieberföi-miges Sicherheitsglied 80 zu betätigen. Wird nur der Auslösehebel oder das Sicherheitsglied betätigi, so wird kein Arbeitshub ausgelöst.
Das Vorsteuerventil 22 weist einen in dem Gehäuse 12 fest angeordneten Ventilzylinder 82 auf, in dem ein Ventilkolben 84 längsverschiebbar angeordnet ist. Dieser hat an seinem Außenende eine stangenförmige Verlängerung 86, die mit dem Sicherheitsglied 80 in Eingriff steht. Genauer gesagt besitzt das Sicherheitsglied 80 ein gegabeltes Ende 80a, welches die Verlängerung 86 derart umgreift, daß zwischen Sicherheitsgiied und Ventilkolben 84 eine Verbindung mit totem Gang erzielt wird.

Der Ventilkolben 84 hat eine Bohrung, die unten, bei 84a, geschlossen ist und eine sog. Ventilkammer 88 bildet. Am oberen Ende besitzt die Ventilkammer 88 eine Auslaßöffnung 846, die über den Ventilzylinder 82 und eine Auslaßbohrung 90 (F i g. 2) mit der Außenluft in Verbindung steht Die Mündung die'^r Auslaßöffnung ist im Inneren der Ventilkammc» 88 von einem Dichtungsring 92 umgeben, der einen Ventilsitz für ein Ventilglied 94 bildet. Dieses Ventilglied 94 hat einen Ventilteller 94a, der sich normalerweise gege·¹ den

>5 Dichtungsring 92 legt und nur dann von ihm abgehoben ist, wenn beide Betätigungsorgane, d. h. sowohl der Auslösehebel 78 als auch das Sicherheitsgiied 80. ihre Betätigungsstellung einnehmen. Zu diesem Zweck hat das Ventilglied 94 einen Schaft 96. tier mit Spiel durch

JO die öffnung 84b hindurch- und nach oben aus dem Ventilzylinder 84 herausragt. Eine Feder 97 sucht das Ventilglied 94 nach oben und damit den Ventilteller 94;/ gegen den Dichtungsring 92 zu drücken. Entgegen dieser Federkraft kann das Ventilglied 94 durch den Auslösehebel 78 über eine Verbindungsstange 98 und einen Kipphebel 100 verschoben werden. Eine weitere Feder. 102. sucht die Verbindungsstange 98 und den Auslösehebel 78 in ihre Ausgangsstellung gemäß F i g. J zurückzudrücken.

Der Ventilkolben 84 hat an seinem Umfang eine Mehrzahl von Einschnürungen, die durch Dichtungsringe 104, 106, 108 und 110 voneinander getrennt sind und eine erste Ringkammer 112. eine zweite Ringkammer 114 und eine dritte Ringkammer 116 bilden. Die erste und oberste Ringkammer. 112. steht über den Kanal 48 stets in Verbindung mit dem Raum oberhalb der Membran 40 des Hauptventils, die zweite Ringkammer. 114. ist über eine Bohrung 118 stets mit dem Druckmittelbehälter 16 verbunden. Die dritte Ringkam·

ίο mer, 116. erhält ein Druckluftsignal in Abhängigkeit von der Stellung des ArLeitskolbens 26. indem sie über einen Kanal (20 in ständiger Verbindung mit der Riickfüh,-kammer 60 steht.

Zum /weck der automatischen Rückführung des

Vi Arbeitskolbens in seine Ausgangsstellung, ohne dal! erst der Auslosehebel 78 oder das Sicherheusghed 80 freigegeben werden muß. enthält das Steuerventil 22 ein Umsteuerventil mit einem Umsteuerkolben 122. das in der Ventilkammer 88 längsverschiebbar angeordnet ist

w) Dieses Ventilglied besteht aus einem Kolben mit einer mittleren Einschnürung 124 sowie zwei Köpfen 126 und 128, Der Untere Kopf, 128, enthält einen Dichtungsring 130, der eine Abdichtung gegenüber der Wand der Ventilkammer 88 bewirkt. Der obere Kopf, 126, ist hingegen nicht abgedichtet und im Durchmesser etwas kleiner als die Ventilkammer, so daß Druckmittel über einen Spalt an ihm vorbeiströmen kann. Darüber hinaus besitzt der Ventilkolben 84 eine erste Gruppe radialer

Bohrungen, 132, die milder Ringkammer 112 und daher, über den Kanal 48, stets mit dem Raum oberhalb der Membran 40 des llauplvcntils in Verbindung steht, eine zweite Gruppe radialer Bohrungen, 134, die mit der Ringkammer i 14 und daher über die Bohrung 118 stets mit dem Druckmittelbehälter 16 verbunden ist, sowie eine dritte Gruppe radialer Bohrungen, 136, die mit der Ringkammer 116 und daher, über den Kanal 120, stets mit der Rückführkamrner 60 in Verbindung steht. Der obere Kopf, 126, des Ümsteuerkolbens 122 bewegt sich m Während dessen Verschiebung an den öffnungen 132 vorbei, während der untere Kopf, 128, stets zwischen den Bohrungen 134 und 136 liegt.

Wenn der Arbcitskolbcn sich in seiner Ausgangsstellung gemäß F i g. I und 3 befindet, tritt Druckmittel aus dem Behälter 16 über den Kanal 118 und die Ringkammer 114 in die Bohrungen 134 ein und strömt langsam an dem Kopf 126 des UmsteUcrkolbcnS 122 vorbei durch die Bohrungen 132 in die Ringkammer 112 und von dort über den Kanal 48 in den Raum über der in Membran 40 des Hauplvenlils, wodurch dieses geschlossen gehallen wird.

Wenn ein Arbeitshub ausgelöst werden soll, ist es, wie gesagt, erforderlich, sowohl das Sicherheitsglied 80 als auch den Auslöschebcl 78 zu betätigen, um dadurch den Ventilteller 94a von dem Dichtungsring 92 abzuheben (Fig.4). Dann entweicht Druckmittel aus dem Raum oberhalb der Membran 40 des Hauptventils über den Kanal 48, die Ringkammer 112, die Bohrungen 132, am Ventilteller 94,-? vorbei, und durch die Auslaßbohrung 90 m (Fig.2) hindurch nach außen. Zwar strömt dabei nach wie vor eine geringe Menge Druckmittel am Kopf 126 des IJmsleucrkolbens 122 vorbei, doch ist diese zu gering, um die Entlüftung des Raumes über der Membran 40 zu beeinträchtigen.

Sobald der Arbeitskolbcn 26 seinen unleren Totpunkt erreicht hat, steigt der Druck in der Rückführkammer 60 an, da nun infolge des sich in dem Arbeitshubfaurri dann erst aufbauenden Druckes der Dichtungsring 72 von der Mündung der Bohrungen 70 zum Abheben kommt und Druckmittel aus dem Arbeitshubraum übertritt. Ein Teil des so in die Rückführkammer einströmenden Druckmittels tritt über den Kanal 120 in die Riiigkammer 116 über. Von dort gelangt das Druckmittel über die Bohrungen 136 in den Raum unterhalb des Kolbens 124, Wodurch der Umsleucrkolben 122 eiriporgehoben Und in die Stellung gemäß Fig.5 gebracht wird. Bei dieser Stellung strömt Druckmittel aus dem Behälter 16 über den Kanal 118, die Ringkammer 114, die Bohrungen 134, an der Einschnürung 124 des Ümsteuerkolbens 122 vorbei, über die Bohrungen 132, die Ringkammer 112 und den Kanal 48 in den Raum oberhalb der Membran 40 ein, so daß das Hauptventil 20 schließt und das Auslaßventil 32 öffnet. Dies hat zur Folge, daß der Arbeitskolben unter der Einwirkung des Druckmittels aus der Rückführkammcr 60 nunmehr in seine Ausgangsstellung zurückkehrt. Der Umsteuerkolbcn 122 verbleibt dabei in der Stellung nach Fig.5, bis entweder der Auslösehebel 78 oder das Sicherheitsglied 80 freigegeben wird. Ist dies der Fall, so kehrt mit den Ventilg'iedern 84 und 94 auch der Umstcuerkolben 122 in seine Ausgangsstellung (Fig.3) zurück, da dann Druckmittel aus dem Druckmittelbehälter 16 mit seinem vollen Druck auf die Oberseite des Kopfes 126 einwirkt, während der Druck in der Rückführkammer 60 abgebaut wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 7 Ο« ROA Patentansprüche:

1. Steuereinrichtung für den Arbeits- und den Rückhub des Arbeitskolbens eines pneumatisch betriebenen Eintreibwerkzeugs für Nägel, Klammern oderdergl., mit einem einen Druckmittelbehälter und einen Arbeitszylinder für den Arbeitskolben enthaltenden Gehäuse, einem den Druckmittelzu- und -austritt für den Arbeitshubraum des Arbeitszylinders steuernden Hauptventil und einem das Hauptventil zur Auslösung eines Arbeitshubes des Arbeitskolbens steuernden Vorsteuerventil, das selbst durch einen Auslöse- und/oder Sicherheitsmechanismus betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Überströmkanal (70) zwischen dem Arbeitshubraum (Arbeitszylinderraum über dem Arbeitskolben 26) und dem Ruckhubraum (Arbeitszylinderraum unter dem Arbcitskolbeu 26) oder einer an diesen angeschlossenen !Rückführkarrsmer (60) vorgesehen ist und daß von dem Rückhubraum oder der Rückführkammer mindestens eine Sleuerleitung (120) mit dem Sieuerraum (88) eines auf die Steuerleitung (48) des Hauptventils (20) einwirkenden Umsteuerkolbens (122) verbunden ist, der bei ansteigendem Druck innerhalb des Rückhubraumes in eine Position gelangt, in welcher er das Hauptventil veranlaßt, den Arbeitshubrauni /u entlüften, während er mit der Freigabe des Vorsteuerveniils in eine Ausgangsstellung /urückb -ingbar ist.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß eier Umsteuerkolben (122) an einem Ende einen gegen-iber einer umgebenden Zylinderbohrung abgedichteten Kopf (128) und am anderen Ende einen gegenüber der Bohrung einen Spalt lassenden Kopf (126) aufweist und daß in die Bohrung durch den letztgenannten Kopf (126) im wesentlichen von einander trennbare bzw. verbindbare seitliche Kanäle (132, 134) münden, die beständig mit dem Druckmittelbehälter (16) b/w. mit der Steuerleitung (48) des Hauptventils (20) ιί Verbindung stehen, wahrend der Steuerraum (88) des llmsteuerkolbens in der Bohrung außerhalb des abgedichteten Kopfes liegt.

3 Steuereinrichtung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß der llmsteuerkolben (122) im wesentlichen koaxial im Inneren eines Ventilkolbens (84) des Vorsteuerventils (22) angeordnet ist und daß die in die Zylinderbohrung des Umsteuerkolbens mundenden Kanäle (132, 134, 136) über gegenüber einer äußeren Ventilbohning abgedichtete Ring kümmern (112, 114, 116) mit entsprechenden anschließenden Kanälen (48, 118, 120) in dem Gehäuse (12) in Verbindung stehen.