DE1908150B2 - Steuerventileinrichtung an einem Druckluftnagler - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerventileinrichtung an einem Druckluftnagler zum Steuern von einzelnen oder fortlaufenden Arbeitsspielen (ein Arbeitsspiel besteht aus einem einzigen Arbeitshub zum Eintreiben eines Nagels oder einer Klammer, an den sich jeweils ein Rückhub anschließt) mit einem in einer Druck- und Entlüftupgsleitung für den Arbeitshubraum angeordneten, druckgesteuerten stufenförmigen Hauptventilschieber — dessen kleinere Kolbenfläche einem Druckluftvorratsraum und dessen größere Kolbenfläche einem Steuerraum zugewandt ist, der zum Steuern von fortlaufenden Arbeitsspielen be- und entlüftbar ist —, der Hauptventilschieber auf einem rohrförmigen Teil gelagert ist, das zugleich einen Hilfsventilschieber trägt, dessen dem Hauptventilschieber zugewandtes Schieberende während der Betriebsstellung »fortlaufende Arbeitsspiele« mit einer Ventilgehäuseöffnung zusammenwirkt und dessen dem Hauptventilschieber abgewandtes Schieberende einem weiteren Steuerraum zugewandt ist, der über ein gleichachsig zum Haupt- und Hilfsventilschieber angeordnete., von Hand betätigbares Vorsteuerventil be- und entlüftbar ist.

Es ist bereits eine Steuerventileinrichtung aus der US-PS 32 78 104 bekanntgeworden, nach welcher zum wahlweisen Einzel- oder Dauerbetrieb des Druckluft-

«agiere im Deckel des Arbeitszylinder* quer zu dessen Achse zwei Ventile angeordnet sind, von denen eines die Druckluftzufuhr für Einzelschlag und das andere für Dänierschlag steuert Außer dem manuell betätigten Vorsteuervenlil ist am oberen Ende des Arbeitszylinders ein mit diesem gleichachsiges, von dem Druckluftanlaßventil umschlossenes Steuerglied eingebaut, geger. das der Arbeitskolben in seiner oberen Endlage schlägt Durch starke mechanische Beanspruchung ist das Steuerglied einem hohen Verschleiß ausgesetzt.

Die Einstellung von Einzelbetrieb auf Dauerbetrieb sowie die hierbei gewünschte Schlagfolge wird mittels einer in Höhe der beiden Ventile vorgesehenen Drosselstelle vorgenommen. Diese bekannte Steuerventileinrichtung hat wegen der großen Anzahl der benötigten Ventile einen aufwendigen, verwickelten Aufbau, der zur Störanfälligkeit neigt, zumal derartige Geräte besonders rauhen Betriebsbedingungen unterworfen sind.

Es ist ferner eine Steuerventileinrichtung nach der DTPS 16 03 839 vorgeschlagen worden, die die eingangs erwähnten Merkmale aufweist.

Das rohrförmige Teil wird hier von einem hohlen Vorsteuerventilstößel gebildet, der in seiner Auslösestellung den weiteren Steuerraum entlüftet und in der nicht ausgelösten Stellung den weiteren Steuerraum an den Druckluftvorratsraum anschließt. Der dem Hauptsteuerventilschieber zugekehrte Steuerraum ist über ein auf Druck ansprechendes zusätzliches Ventil mit der Kolbenrückholkammer des Druckluftnaglers ver· bindbar, wobei diese Verbindung durch den Hilfsventilschieber gesteuert ist. Da die Druckverhältnisse in der Kolbenrückholkammer von vielen verschiedenen Faktoren abhängen, beispielsweise Reibung des Arbeitskolbens, von Dichtungen usw., werden nicht immer re- produzierbare Drücke für die Umsteuerung des Hilfsventils erhalten, so daß keine präzise Kopplung der Betätigung des Hilfsventil und damit des Hauptventils an den Arbeitskolbenrückhub gewährleistet ist. Schließlich wird durch das zusätzliche Ventil die Baugröße der Steuerventileinrichtung heraufgesetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stcierventileinrichtung der eingangs beschriebenen Ar /u schaffen, deren Bauteile, einschließlich der Steuereinrichtung für fortlaufende Arbc ^spiele, in einer in sich geschlossenen Baueinheit zusammengefaßt sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Hilfsventilschieber in einer abgesetzten Bohrung des rohrförmigen Teiles angeordnet und gleichfalls stufenkolbenförmig ausgebildet ist sowie mit einer Kolbenstufe eines zum Hauptventilschiebei hin liegenden eigenen Steuerraum aufweist, der über eine vom Hauptventilschieber steuerbare Leitung in der geöffneten Ventilstellung mit der Druckleitung und in der geschlossenen Ventilstellung mit der Entlüftungsleitung verbindbar ist, und daß ferner das rohrförmige Teil das Hauptventilgehäuse bildet, in dem die Ventilgehäuseöffnung das Rohrinnere mit dem Steuerraum des Hauptventilschiebers verbindet, wobei das dem Hauptventilschieber zugewandte Schieberende den Steuerraum des Hauptventilschiebers be- und entlüftet. Diese erfindungsgemäße Steuerventileinrichtung zeichnet sich durch eine äußerst kompakte Bauweise aus. Außer einem Hauptventilschieber und einem Hilfsventilschieber sind keine weiteren beweglichen Teile erforderlich, um den eingeleiteten Dauerbetrieb des Druckluftnagler aufrechtzuerhalten; denn der Hauptventilschieber hat nicht nur die Aufgabe, den Druckluftvorratsraum periodisch mit dem Hubraum de, Arbeitszylinders zu verbinden bzw. den letzteren mit der Atmosphäre, sondern steuert darüber hinaus die Druckbeaufschlagung des weiteren Steuerraumes und damit des Hilfsventilschiebers. Ferner werden bei der erfindungsgemäßen Steuerventileinrichtung der Hauptventil- und Hilfsventilschieber von einem einzigen Teil, dem rohrförmigen Teil, geführt, das auch das Hauptventilgehäuse bildet Durch einfachen Austausch des rohrförmigen Teils läßt sich die Steuerventileinrichtung auch für einfachen Einzelschußbetrieb umbauen. Der konstruktive Aufbau der erfindungsgemäßen Steuerventileinrichtung hat ferner einen äußerst geringen Mittenversatz der einzelnen Teile zur Folge, was für die Gleichmäßigkeit der Schußfolge, insbesondere bei hohen Schlagzahlen, von außerordentlicher Bedeutung ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Hauptventilschieber eine Querbohrung aufweist, die nur bei vollständig in die Öffnungsstellung gefahrenem Hauptventilschieber mit der steuerbaren Leitung verbunden ist und diese über die Bohrung des Hauptventilschiebers und einem zwischen rohrförmigem Teil und Hauptventilschieber verlaufenden Kanal an die Druckleitung anschließt, wobei der Kanal in anderen Stellungen des Hauptventilschiebers von einer Dichtung zwischen rohrförmigen! Teil und Hauptvenitlschieber abgesperrt ist. Mit Hilfe dieser Maßnahme wird die Betätigung der Steuerventileinrichtung an die Tätigkeit des Arbeitskolbens gekoppelt. Erst wenn der Hauptventilschieber vollständig in seine Öffnungsstellung gefahren ist, wird der weitere Steuerraum mit Druckluft aufgefüllt, um die Umsteuerung des Hauptventilschiebers in seine Schließstellung einzuleiten. Dadurch ist sichergestellt, daß der Arbeitskolben seinen vollen Hub ausführt und nicht vorzeitig den Rückhub beginnt, was zu einer verminderten Schlagenergie führen würde. In den übrigen Stellungen des Hauptventilschiebers ist die steuerbare Leitung an die Entlüftungsleitung angeschlossen. Dies bedingt, daß dem Arbeitskolben durch öffnen des Hauptventilschiebers Druckluft erst dann zugeführt wird, wenn der Arbeitskolben den vollen Rückhub ausgeführt hat. Die durch die aus dem Arbeitszylinder während des Kolbenrückhubs ausströmende Luft verhindert, daß die steuerbare Leitung den weiteren Steuerraum vorzeitig entlüftet. Erst wenn nahezu samtliche Luft aus dem Arbeitszylinder entwichen ist, wird die erneute Umsteuerung des Hauptventilschiebers in seine Öffnungsstellung eingeleitet.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen aufgeführt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand von Zeichnungen näher beschrieben.

F i g. 1 zeigt einen Schnitt durch einen Teil eines Druckluftnaglers mit einer erfindungsgemäßen Steuerventileinrichtung in Ruhestellung;

F i g. 2 zeigt einen Schnitt ähnlich wie F 1 g. 1, wobei die Steuerventileinrichtung betätigt ist und der Arbeitskolben sich in der unteren Totpunktlage befindet;

F i g.3 zeigt einen Schnitt ähnlich wie Fi g. !,mit.betätigter Steuerventileinrichtung, dem Arbeitskolben während des Rückhubes und einem geschlossenen Hauptventil.

Der Druckluftnagler besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 1 mit einem Arbeitszylinder 2, in dem ein Arbeitskolben 5 angeordnet ist. Das Gehäuse 1 besitzt einen Handgriff 3, in dem ein Druckluftvorratsraum vorgesehen ist, der über einen Schlauch od. dgl.

mil einer Druckluftquelle in Verbindung steht.

Der Arbeitskolben 5 treibt auf bekannte Weise einen F.intreibstößel 6, der zum Eintreiben von Klammern, Nägeln od. dgl. in ein nicht gezeigtes Werkstück dient. Die Klammern oder Nägel sind in einem Magazin angeordnet und werden einem Stößelzuführungskanal zugeführt. Diese Teile sind nicht bezeichnet.

Der Zylinder 2 wird nach außen durch eine Schraubkappe 8 unter Zwischenschaltung eines Puffers 83 und eines querpolarisierten permanenten Magneten 7 von hoher Koerzitivfeldstärke abgeschlossen. Der Magnet 7 hält den Arbeitskolben 5 so lange fest, bis sich die Druckluft im wesentlichen in voller Höhe über die ganze Fläche des Arbeitskolbens aufgebaut hat. Der Handgriff 3 dient zur Aufnahme einer Steuervcntileinrich tung. die allgemein mit 4 bezeichnet und in eine Aufnahmebohrung 9 des Gehäuses 1 von unten her eingeschoben ist. Diese Aufnahmebohrung 9 ist an ihrem unteren Ende mit einem Gewinde versehen, das zum Em schrauben eines entsprechend ausgebildeten Gewindes eines Ventilgehäuses 11 der Steuerventileinrichtung 4 dient, das sich rohrförmig über fast die gesamte SteuervenMleinrichtung erstreckt und zur Aufnahme sämtlicher Teile der Ventileinrichtung dient.

Das Ventilgehäuse 11 ist derart in die Gehäusebohrung 9 eingesetzt daß eine Schulter 12 gegen die Stirnfläche 13 einer Führungshülse 14 gedrückt ist. Die gegenüberliegende Stirnfläche der Führungshülse 14 stützt sich gegen eine Schulter 78 der Gehäusebohrung 9 ab. Die Führungshülse 14 ist mittels einer Dichtung 15 gegenüber dem Gehäuse 3 abgedichtet.

Die Gehäusebohrung 9 ist einerseits über eine durch einen Druckluftvorratsraum 30 hindurchgeführte Entlüftungsleitung 17 mit Atmosphäre verbunden. Die Leitung 17 mündet in einer Ringnut 84 der Gehäuseboh rung 9.

Andererseits ist die Gehäusebohrung 9 über enne Druckleitung 29 mit dem Arbeitshubraum des Arbeitszylinders 2 verbunden, wobei der Zylinder 2 mit entsprechenden Durchtrittsöffnungen versehen ist. Die Leitung 29 dient der Zuführung von Druckluft zum Arbeitshubraum und zur Entlüftung.

Radiale, in der Führungshülse 14 vorgesehene Durchgangskanäle 16 verbinden die Entlüftungsleitung 17 bzw. die Ringnut 84 mit einem Raum 19, der unter der oberen Schulter 85 der Führungshülse 14 vorgesehen ist. Dieser Raum 19 steht wiederum über einen ringförmigen Kanal 20 mit einem Raum 18 in Verbindung, der mit der Druckleitung 29 verbunden ist. Der Ringkanal 20 ist zwischen der Bohrung, dem oberen Abschnitt 85 der Führungshülse 14 und einem Haupt ventilschieber 25 gebildet, auf dem eine aus einem plastisch-elastischen Werkstoff gefertigte Ventildichtung 28 befestigt ist.

In der Führungshülse 14 sind außerdem eine Radial bohrung 21 und eine Axialbohrung 22 vorgesehen, die den Ringkanal 20 mit einem ringförmigen Raum 23 verbinden, der zwischen der Schulter 12 des Ventilgehäuse* 11 und der Stirnfläche 13 der Führungshülse 14 vorgesehen ist.

In dem von der Führungshülse 14 und einem Hals 24 des Ventilgehäuse* 11 eingeschlossenen Raum ist der Haupt vcntilschieber 25 axial verschiebbar gelagert. Dieser Vcntilschieber 25 ist als Differentialkolbcn aus jH-biMiM. wobei eine Wirkungsfläche 26 wesentlich grö IWr als die cntpcpcngcset/te Wirkungsfläche 27 ist Der Haiipivx-ntiischieher 28 nimmt zwei tiren/stcllunpcn ein. <Ιιι· clitt<li AiiMhlapc einerseits am (ichausi- 1 und andererseits an der Führungshülse 14 bestimmt sind. In der geschlossenen Stellung legt sich die Ventildichtung 28 gegen den Anschlag 86 und in Öffnungsstellung gegen eine Stirnfläche 77 der Führungshülse 14. In der Öffnungsstellung des Hauplventilschiebers 28 (s. F i g. 2) ist die zum Arbeitshubraum des Zylinders 2 führende Druckleitung 29 über die jetzt offenliegende öffnung 87 mit dem Vorratsraum 30 verbunden. Die Verbindung zwischen dem Raum 18 und der Entlüftungsleitung 17 ist gesperrt,, da sich die Ventildichtung

28 abdichtend auf die Schulterfläche 77 der Führungshülse 14 legt.

Der Ventilschieber 25 ist dichtend auf dem Hals 24 des Ventilgehäuses 11 geführt. Innerhalb von zwei Dichtungen 31, 32, die im Abstand voneinander auf der Außenfläche des Halses 24 des Ventilgehäuses 11 vorgesehen sind, ist ein Ringraum 36 angeordnet, der mit einem radial verlaufenden, im Ventilschieber 25 vorgesehenen Steuerkanal 34 in Verbindung sieht.

Die Bohrung des Ventilschiebers 25. die den Hals 24 des Ventilgehäuses 11 umgibt, weist nach oben zu einen Absatz 89 auf, von dem sie in einen erweiterten Abschnitt 90 übergeht. In der in F i g. 2 dargestellten unteren Grenzlage des Ventilschiebers 25 liegt die obere Dichtung 31 oberhalb des ringförmigen Absatzes 89. so daß zwischen dieser Dichtung 31 und dem Außenumfang des Halses 24 ein freier Ringraum entsteht. Demgemäß ist der Ringraum 36 in freier Verbindung mit dem Vorratsraum 30. Über den Ringraum 36. den Steuerkanal 34. die Radialbohrung 21 und die Axialbohrung 22 steht die Druckluftquelle mit einem Ringraum 23 in Verbindung, der zwischen der Stirnfläche 12 des Ventilgehäuses 11 und der Stirnfläche 13 der Führungshülse 14 vorgesehen ist.

Der Ringraum 20 ist gegenüber Atmosphäre mittels eines auf dem Ventilschieber 25 vorgesehenen O-Ringes 35 abgeschlossen {F i g. 2).

In der oberen Grenzlage des Hauptventilschiebers 25 (s. insbesondere F i g. 1, aber auch F i g. 3) wird der obere Arbeitshubraum des Zylinders 2 über die Leitung

29 an die Entlüftungsleitung 17 angeschlossen, während die Verbindung zum Vorratsraum 30 gesperrt ist. Die Verbindung zwischen der Leitung 29 und der Entlüftungsleitung 17 erfolgt über den Raum 18. den Rigraum 20, den Raum 19, die radialen Durchgangskanäle 16 in der Führungshülse 14 und die Ringnut 84. Außerdem sind in der oberen Grenzstellung des Ventilschiebers 25 der Ringraum 36 und damit auch der Steuerkanal 34 von der Druckluftquelle abgesperrt, indem sich dct obere O-Ring 31 innerhalb der Bohrung des Ventil Schiebers 25 befindet Die Radialbohrung 21 ist jet?i jedoch über den Ringkanal 20. den Raum 19, die Ra dialbohrungen 16 und die Ringnut 84 an die Entlüf tungsleitung 17 angeschlossen. Ein Steuerraum 37 un terhalb der großen Räche des Ventilschiebers 25 stehi jetzt über Radialbohrungen 48. radiale Erweiterung 93 und eine Axialbohrung 39 mit dem Vorratsraum 30 ir Verbindung, wobei dieser Raum gegenüber Atmosphä rc mittels eines O-Ringes 38 am Ventilschieber 25 ab

**> geschlossen ist.

Auf diese Weise kann die Druckluft den Ventilschic ber 25 in die in den F i g. 1 und 3 gezeigte Schließstel lung bewegen.

Das Ventilgehäuse 11 ist mit einer sich über die gc

*"> samtc Irrige erstreckenden gcMuftcn Zcntralbohrunj versehen. Die obere bereits erwähnte Bohrung W steh ständig in Verbindung mn dem Vorratsraum 10 Dm unirren Rührungen 40 und 41 sind absatzweise

und dienen zur Aufnahme eines gestuften Hilfsvenlilschiebers 42, der axial verschiebbar in diesen Bohrungen 40, 41 geführt ist. Er besitzt einen axial verlaufenden Kolbenschaft von geringerem Durchmesser, an dessen Außenumfang Dichtungen 44, 45 und 46 vorgesehen sind. Zwischen den O-Ringen 45 und 46 ist der Kolbenschaft mit einem eingeschnürten Ringabschniti 92 versehen. ^;

Der untere Abschnitt des Hilfsventilschiebers 42 ist im Durchmesser größer als der obere Abschnitt und in der Bohrung 41 des Ventilgehäuses 11 verschiebbar ge führt. Ein Steuerraum 47 wird von dem Absatz der grö ßeren Kolbenstufe gebildet. Ein weiterer Steuerraum unterhalb des Hilfsventilschiebers 42 trägt das Bezugszeichen 55. Die Dichtung 46 sperrt den Steuerraum 47 gegenüber der Atmosphäre ab, die über eine in dem Ventilgehäuse 11 vorgesehene Bohrung 49 mit der Einschnürung 92 des oberen Kolbenabschnitts des Hilfsventilschiebers 42 verbunden ist.

Die Dichtringe 44. 45 steuern die Be- und Entlüftung des Steuerraumes 37. Die bereits obenerwähnten, mit dem Steuerraum 37 in Verbindung stehenden Radialbohrungen des Ventilgehäuses 11 treten nicht unmittelbar in die Gehäusebohrung 40 ein, sondern über eine Ringnut 93. In der oberen Stellung des Ventilschiebers 25 befindet sich der Dichtring 44 im Bereich der Ringnut 93 und verbindet somit die mit der Betriebsdruckluft verbundene Bohrung 39 über die Bohrung 40 und die Radialbohrungen 48 mit dem Steuerraum 37.

Hierbei dichtet der Dichtring 45 die Verbindung zwisehen diesem Steuerraum 37 und der Bohrung 49 ab, die mit der Atmosphäre in Verbindung steht.

In der in F i g. 2 gezeigten unteren Stellung des Ventilschiebers 25 befindet sich der Dichtungsring 45 im Bereich der Ringnut 93 der Bohrung 40. Der Steuerraum 37 steht demgemäß jetzt über die Radialbohrungen 48, die Ringnut 93, den Ringraum zwischen der Hilfsventilschiebereinschnürung 92 und der Bohrung 40 und der Bohrung 49 mit der Atmosphäre in Verbindung. Die Dichtung 44 dichtet die Ringnut 93 gegenüber der Betriebsdruckluft ab. Der Abstand zwischen den Dichtringen 44 und 45 ist so gewählt, daß keine Überschneidung von Belüftung und Entlüftung des Steuerraumes 37 stattfindet, wodurch schnelle Schaltgeschwindigkeiten des Hauptventilschiebers 25 und damit des Hauptventils 28 erreicht werden.

Im Bereich der dem Abzugshebel 50 zugewandten Seite ist die zentrale Bohrung 41 des Ventilgehäuses durch einen Schraubstopfen 51 abgeschlossen, der ebenfalls mit einer zentralen gestuften Bohrung versehen ist, in der ein als Ventilkörper ausgebildeter Vor Steuerventilstift 53 axial verschiebbar gelagert ist. Der Schraubstopfen 51 begrenzt die Bewegung des Hilfs ventilschiebers 42 nach unten. Der sich unterhalb des Hilfsventilschiebers 42 befindliche Steuerraum 55 wird 5* mittels des Vorsteuerventilstifts gesteuert. Bei Belüf tung wird der Steuerraum 55 auf weiter unten beschrie bene Weise mit der Druckluftquelle in Verbindung ge setzt. Die Druckluft wirkt dann über die Stirnfläche 56 auf den Hilfsventilschieber 42. Diese Stirnfläche ist gro ßer al« die Stirnfläche 57 am oberen Abschnitt des Hilfsventilschiebers 42. Die zentrale Bohrung in dem Schraubstopfen 51 weist einen engeren Abschnitt 60. einen mittleren Abschnitt 52 und einen größeren Ab schnitt 98 auf. An dem oberen EwIe der Bohrung 60 ist *>s ein Ventilsitz 97 vorgesehen, während zwischen den beiden Bohrungen 52 und 98 ein Ventilsitz 96 angeord net ist Der Ventilsitz 96 arbeitet mit einem auf dem Vorsteuerventilstift 53 angeordneten O-Ring 62 zusammen. In entsprechender Weise arbeitet der Ventilsitz 97 mit einem O-Ring 99 zusammen. Um den Steuerraum 55 mit Druckluft zu beaufschlagen, wird der Vorsteuerventilstift 53 mittels des Auslösehebels 50 in den Darstellungen der F i g. 2 und 3 nach oben bewegt. In dieser Stellung steht der Steuerraum 55 über in dem Schraubstopfen 51 vorgesehene Bohrungen 58, einem Raum 59, einen axial, längs der Bohrung 60 verlaufenden Kanal 64 mil der Bohrung 39 in Verbindung. In dieser Stellung legt sich der O-Ring 62 gegen den Ventilsitz % und schließt damit die Verbindung mit der Atmosphäre ab. Gleichzeitig hat sich der O-Ring 99 von der Ventilsitzfläche 97 wegbewegt und diese Verbindung geöffnet.

Wenn sich jedoch der Vorsteuerventilstift 53 in der unterer, in F i g. 1 gezeigten Stellung befindet, ist der Steuerraum 55 mit der Atmosphäe verbunden, indem sich der Dichtungsring 62 von dem Ventilsitz % entfernt hat.

Die Verbindung mit der Druckluftquelle ist gleichzeitig unterbrochen, indem sich der O-Ring 99 an den Ventilsitz 97 legt.

Ein Teilbereich des Ventilgehäuses 11 ist von einer konzentrischen Schraubhülse 65 umgeben. Diese Schraubhülse 65 ist mit einem auf der Außenseite des Ventilgehäuses befindlichen Feingewinde verschraubt und begrenzt axial verstellbar. In der oberen Stellung wird die Bohrung 67 von der Dichtung 68 abgesperrt. In dieser Stellung ist das Gerät auf Einzelschuß eingestellt, und eine repetierende Schußfolge ist nicht möglich. In der unteren Stellung ist die Bohrung 67 freigelegt. Das Gerät kann jetzt mit repetierender Schußfolge betrieben werden, wobei nur der Auslösehebel 50 ständig niedergedrückt zu werden braucht. In Zwischenstellungen der Schraubhülse 65 kann die Bewegungsfolge des Hauptventilschiebers 25 beeinflußt werden.

Wie bereits oben auseinandergesetzt, zeigt die F i g. 1 das Gerät in Ruhestellung. Der Arbeitskolben 5 befindet sich in seiner oberen Endlage. Der Hauptventilschieber 25 sperrt die Verbindung zwischen dem Arbeitshubraum und dem Vorratsraum 30 ab, indem sich die elastische Ventildichtung 28 mit der oberen Stirnfläche 72 gegen die Sitzfläche 86 des Gehäuses 1 legt.

Der Arbeitshubraum des Arbeitszylinders 2 steh) über die Leitung 29, den Raum 18, den Ringkanal 20 den Raum 19. die Durchgangskanäle 16. die Ringnut 84 und die Entlüftungsleitung 17 mit der Atmosphäre ir Verbindung. Die Bohrung 39 des Ventilschiebers 25 sowie die Bohrung 61 des Hilfsschiebers 42 sind ständig mit dem Vorratsraum 30 verbunden, so daß die Stirnfläche 57 des Ventilschiebers 42 mit Druckluft beaufschlagt und letztere axial in die untere Grenzlage geschoben ist. Der Dichtring 44 befindet sich dabei in der Ringnut 93 und ist somit außer Eingriff, so daß der Steuerraum 37 über die Bohrung 48. die Ringnut 93. die Bohrung 61 und die Bohrung 39 mit der Betriebsdruck luft in Verbindung steht. Die Dichtung 46 ist im Eingnfl und sperrt die Verbindung des Steuerraumes 37 mit der Atmosphäre (über die Leitung 49) ab. Im Steuerraum 37 wird die große fläche 26 des Ventilschiebers beauf schlagt, die entgegen seiner kleineren Wirkfläche 23 wirkt. Auf diese Weise wird die Hauptventildichtung 2t mit der oberen Fläche gegen die Sitzfläche 86 des Ge häuscs 3 gedrückt.

Die in der Bohrung 61 des Hilfsventilschieber?, 4; stehende Betriebsdruckluft wirkt gegen die Stirnfläch«

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des Vorsieuerventilstiftes 53 und preßt die Dichtung 99 gegen den oberen Sitz 97 des Schraubstopfens 51.

Die Dichtung 62 hat sich um einen gewissen Betrag von der Ventilsitzfläche 96 des Schraubstopfens 51 entfernt, so daß der Steuerraum 55 über die Bohrung 58, den Raum 59 und den Ringraum zwischen der Bohrung 98 des Schraubstopfens 51 und dem Vorsteuerventilstift 53 mit der Atmosphäre in Verbindung steht.

Bei Einstellung »Einzelschuß« steht die Schraubhülse 65 in ihrer oberen Stellung, wobei der Dichtring 68 die ι ο Bohrung 67 abdeckt.

Bei Einstellung »Automatik« ist die Bohrung 67 freigelegt, wodurch der Steuerraum 47 bei der in F i g. 1 dargestellten Stellung mit der Atmosphäre auf nunmehr zu beschreibende Weise in Verbindung steht. Der weiter oben bereits genannte Raum 23 ist zu diesem Zwecke mit einer Axialbohrung 69 verbunden, die in die Bohrung 67 übergeht, die wiederum über die von dem Dichtungsring 68 gesteuerte Bohrung 67 mit Kanälen 100 in Verbindung steht, die in einen Ver/ögerungsraum 70 von vergrößertem Volumen übergehen. Dieser Verzögerungsraum 70 steht über eine Bohrung 71 mit dem Steuerraum 47 in Verbindung.

Falls der Dichtungsring 68 mittels der Schraubhülse 65 in in »Automatik«-Stellung bewegt worden ist, steht bei der in F i g. I gezeigten Stellung der Steuerraum 47 mit der Atmosphäre in Verbindung, und zwar über die Bohrung 71. den Verzögerungsraum 70, die Kanäle 100, die Radialbohrung 67, die Axialbohrung'69, den Ringraum 23, die Axialbohrung 22, die Radialbohrung 21, den Ringraum 20, die Leitung 17 und den Raum 19.

Gemäß F i g. 2 ist der Vorsteuerventilstift 53 mittels des Auslösehebels 50 entgegen seiner nach unten gerichteten Axialkraft angehoben und die Dichtung 62 gegen die Sitzfläche % des Schraubstopfens 51 gepreßt worden. Dadurch ist die Verbindung des Steuerraumes 55 zur Atmosphäre abgesperrt und eine Verbindung mit dem Vorratsraum 30 hergestellt, und zwar über den Kanal 64, die geöffnete Dichtung 99, die Bohrung 61 und die Bohrung 39.

Die Stirnfläche 56 des Hilfsventilschiebers 42 wird von dem Steuerraum 55 her mit Druckluft beaufschlagt. Sobald der in diesem Räume sich aufbauende Druck einen Wert erreicht hat, daß die auf die Fläche 56 wirkende Kraft größer ist als die auf die obere Fläche 57 wirkende Kraft, erfährt der Hilfsventilschieber 42 eine Axialverschiebung nach oben. Diese Verschiebung wird so lange fortgesetzt, bis sich die obere Stirnfläche 57 gegen die entsprechende Stirnfläche des Ventilgehäu-. ses i 1 an'.egt In dieser Stellung sperrt die Dichtung 44 die Verbindung des Steuerraumes 37 mit der Bohrung 39 und damit mit der Betriebsdruckluft, indem gleichzeitig die Dichtung 45, die sich jetzt im Bereiche der Ringnut 93 befindet den Steuerraum 37 über die Ring nut 93, die radiale Einschnürung 92 und die Leitung 49 ss zur Atmosphäre freigibt. Der Druckabfall des in dem Steuerraum 37 vorhandenen Betriebsdruckes auf den atmosphärischen Druck erfolgt hierbei spontan. Das bedeutet daß die infolge Beaufschlagung der unteren Stirnfläche 26 des Servoventil 25 axial nach oben ge- ^⁰ richtete Kraft schnell auf Null abfällt indem gleichzeitig die ständig gegen die obere Stirnfläche des Ventilschiebers 25 axial nach unten gerichtete Kraft den Ven tilschieber 25 mit hoher Geschwindigkeit nach unten bewegt. ^h<

Der Ventilschieber 25 bewegt die Ventildichtung 28 von der Sitzfläche 86 des Gehäuses I weg und auf die Sitzfläche 77 der Führungshülse 14 zu. bis schließlich diese mit der unteren Fläche gegen die Fläche 77 dei Führungshülse 14 gedrückt wird. Dadurch wird der mil dem Arbeitshubraum des Arbeitszylinders 2 über die Leitung 29 in Verbindung stehende Raum 18 von dei Atmosphäre abgesperrt (s. F i g. 2). Gleichzeitig win der Arbeitshubraum des Arbeitszylinders 2 über die Leitung 29 und die öffnung 87 mit dem Druckluftvor ratsraum 30 verbunden. Die Druckluft beaufschlagi demgemäß den Arbeitskolben 5 von oben. Nachdem irr wesentlichen der volle Arbeitsdruck über die Fläche des Arbeitskolbens 5 aufgebaut worden ist, vermag die auf diese Weise erzeugte Kraft die Haltekraft des per manenten Magneten 7 zu überwinden. Der Arbeitskol ben 5 führt nunmehr mit großer Beschleunigung seinen Arbeitshub aus.

Um den Arbeitskolben 5 wieder in die in F i g. 1 dargestellte End- oder Ausgangslage zurückzubewegen muß das Hauptventil wieder geschlossen werden. Wie weiter oben auseinandergesetzt, wird bei Einstellung auf »Einzelschuß« die Schraubhülse 65 in den Zeich nungen nach oben gedreht, so daß die Dichtung 68 die Axialbohrung 67 verschließt. Auf diese Weise ist dei Steuerraum 47 weder mit der Druckluft, noch mit dei Atmosphäre verbunden. Wenn bei Einstellung auf Ein zelschuß der Auslösehebel 50 den Vorsteuerventilstifi 53 freigibt, wird dieser in seine in F i g. 1 gezeigte Aus gangslage zurückbewegt. Dies erfolgt durch die Einwir kung der Druckluft auf die ihr ausgesetzte Fläche 7i des Vorsteuerventilstiftes 53, indem sich gleichzeitig der Dichtungsring 62 von seinem Sitz % entfernt unc den zur Atmosphäre führenden Ringkanal 63 freigibt Indem sich hierbei der Dichtring 99 des Vorsteuerven tilstiftes 53 dichtend auf den Ventilsitz 97 legt, wird die Verbindung des Steuerraumes 55 mit dem Vorratsraurr 30 unterbrochen. Gleichzeitig wird die Verbindung die ses Steuerraumes 55 mit Amtosphäre über den jetz offengelegten Ringkanal hergestellt. Die in derr Steuerraum 55 befindliche Druckluft kann nunmehr zui Atmosphäre entweichen, was zur Folge hat, daß dei Hilfsveiitilschieber 42 nach unten in die in F i g. 1 ge zeigte Stellung bewegt wird. Der obere Dichtring Φ liegt jetzt innerhalb der Ringnut 93, so daß der Vorrats raum 30 über die Bohrung 39, die Ringnut 93 und die Bohrung 48 mit dem Steuerraum 37 verbunden wird Die Druckluft drückt jetzt gegen die untere größen Fläche des als Differentialkolben ausgebildeten Ventil Schiebers 25, so daß er wiederum in seine obere, ir F i g. 1 gezeigte Stellung zurückbewegt wird.

Bei Einstellung auf »Automatik« verbleibt also dei Vorsteuerventilstift 53 ständig in seiner in den Fig.: und 3 gezeigten oberen Stellung, so daß der Steuer raum 55 von dem Vorratsraum 30 her unter Betriebs druckluft steht die gegen die Räche 56 des Hilfsventil Schiebers 42 drückt der sich in der in F i g. 2 gezeigtei oberen Stellung befindet.

Die Umsteurung des Hilfsventilschiebers 42 aus die ser Stellung heraus in die in F i g. 1 gezeigte Stellung muß deshalb automatisch über einen Druckimpuls er folgen, der entgegen der Kraft, die von der Betriebs druckluft her auf die Fläche 56 ausgeübt wird, eine axia nach unten gerichtete Verschiebekraft ausübt. Zu die sem Zwecke wird der Steuerraum 47 mit Druckluft ge füllt, die auf die zugeordnete Wirkfläche wirkt. Dh Verbindung des Steuerraumes 47 einerseits mit de; Druckluft und andererseits mit der Atmosphäre win durch den Hauptventilschieber 25 gesteuert.

Krst wenn die Ventildichtung 28 voll geöffnet ist. d. h seine in F i g. 2 gezeigte untere Stellung erreicht hat

<f

wird der Steuerraum 47 mit dem Vorratsraum 30 verbunden, und zwar über die weite Bohrung 90, den Ringraum 36 «'.wischen den Dichtungen 31 und 32, den radialen Steuerkanal 34, die Radialbohrung 21 und die Axialbohrung 22, den Ringraum 23, die Axialbohrung 69, die Radialbohrung 67, die Kanäle 100, den Verzögerungsraum 70 und die Bohrung 71 (s. F i g. J).

Die in den Steuerraum 47 eingestuucrte Druckluft baut sich verzögert auf und erzeugt erst eine axial nach unten in F i g. 3 gerichtete Verschiebungskraft, nach- ι ο dem die Verzögerungskammer 70 mil Druckluft voll aufgefüllt worden ist und in dem Steuerraum 47 im wesentlichen der volle Druck herrscht.

Es ist außerdem zweckmäßig, die über den Verzögerungsraum 70 zum Steuerraum 47 führenden Leitungen mit verhältnismäßig engem Querschnitt auszuführen, so daß auch hier eine gewisse Drosselwirkung beim Aufbau des Druckes im Steuerraum 47 eintritt.

Die Verzögerungszeit ist so festgelegt, daß der Arbeitskolben 5 mit Sicherheit seinen vollen Arbeitshub und seinen vollen Rückhub zurückgelegt hat und eine Kolbenrückführkammer 76 aufgefüllt ist. Erst danach verschiebt sich der Hilfsventilschieber 42 aus der in F i g. 2 gezeigten in die in F i g. 3 gezeigte Stellung nach unten. Auf diese Weise verbindet der Hilfsventilschieber 42 wiederum den Steui;rraum 37 mit der Druckluft (s. F i g. 3). Die Druckluft wirkt vom Steuerraum 37 auf die Kolbenfläche 26 und drückt den Ventilschieber 25 in seine obere in F i g. 3 gezeigte Stellung, in der die Ventildichtung 28 den Arbeitshubraum von dem Druckluftvorratsraum 30 absperrt.

Die im Steuerraum 47 befindliche Druckluft kann aber in der in F i g. 3 gezeigten Stellung nur verzögert abströmen, weil sie auf die Abluft stößt, die mit Überdruck beim Rückhub des Arbeitskolbens 5 übt·r die Leitung 29 und die Leitung 17 in die Atmosphäre gestoßen wird. Die in dem Sieuerraum 47 befindliche Druckluft kann nur über die Bohrung 71. die Ver/ögerungskainmer 70, die Kanäle 100, die Bohrungen t>7 und 69, den Ringraum 23, die Bohrungen 22 und 21, den Ringkanal 20 und den Raum 19 unter der Schulter 85 abströmen. Hier trifft aber die abströmende Luft auf die aus dem Arbeitshubraum abströmende Luft.

Das Abströmen der Druckluft aus dem Steuerraum 47 wird also so lange verzögert, bis der Arbeitskolben 5 in seiner oberen Endlage keine Luft mehr austreibt. Erst jetzt vermag sich der Druck in dem Steuerraum 47 abzubauen. Als Folge hiervon wird der Hilfsventilschieber 42 in die in F i g. 2 gezeigte Stellung zurückbewegt. Es ist also auf diese Weise sichergestellt, daß der HiITs ventilschieber 42 bei Einstellung der Schraubhülse 65 auf »Automatik« erst in den Endlagen des Arbeitskol bens 5 umgeschaltet wird. Die Geschwindigkeit des Arbeitszyklus kann durch Verstellen der Ringdichtung 6i verändert werden, indem der Durchgang zwischen dei Bohrung 67 und den Kanälen 100 mehr oder wenigei gedrosselt wird. Aber auch bei einer Drosseleinstellung der Ringdichtung 68 wird der Hilfsventilschieber 42 erst in den Endlagen des Arbeitskolbens 5 umgesteuert weil durch die beschriebene Drosselung der Effekt de Verzögerungskammer 70 nicht beeinflußt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Sieuerventüeinrichtung an einem Druckluftnagler zum Steuern von einzelnen oder fortlaufenden Arbeitsspielen (ein Arbeitsspiel besteht aus einem einzigen Arbeitshub zum Eintreiben eines Nagels oder einer Klammer, dem sich jeweils ein Rückhub anschließt) mit einem in einer Druck- und Entlüftungsleitung für den Arbeitshubraum angeordneten, druckgesteuerten, stufenförmigen Hauptventilschieber — dessen kleinere Kolbenfläche einem Druckluftvorratsraum und dessen größere Kolbenfläche einem Steuerraum zugewandt ist, der zum Steuern von fortlaufenden Arbeitsspielen be- und entlüftbar ist —, der Hauptventilschieber «uf einem rohrförmigen Teil gelagert ist, das zugleich einen Hilfsventilschieber trägt, dessen dem Hauptventilschieber zugewandtes Schiebertnde während der Betriebsstellung »fortlaufende Arfeeitsspiele« mit einer Ventilgehäuseöffnung zusammenwirkt und dessen dem Hauptventilschieber abgewandtes Schieberende einem weiteren Steuerraum zugewandt ist, der über ein gleichachsig zum Haupt- und Hilfsventilschieber angeordnetes, von Hand betätigbares Vorsteuerventil be- und entlüftbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsventilschieber (42) in einer abgesetzten Bohrung (40) des rohrförmigen Teils (11) angeordnet und gleichfalls stufenkolbenförmig ausgebildet ist sowie mit einer Kolbenstufe einen zum Hauptventilschieber (25) hin liegenden eigenen Steuerraum |47) aufweist, der über eine vom Hauptventilschieber steuerbare Leitung (21, 23,69,100, 70,71) in der geöffneten Ventilstellung mit der Druckleitung (29. 30) und in der geschlossenen Ventilstellung mit der Entlüftungsleitung (29. 17) verbindbar ist, und daß ferner das rohrförmige Teil (11) das Hauptventilgetiäuse bildet, in dem die Ventilgehäuseöffnung (48) das Rohrinnere mit dem Steuerraum (37) des Hauptventilschiebers verbindet wobei das dem Hauptventilschieber zugewandte Schieberende (43) den Steuerraum (37) des Hauptventilschiebers be- und entlüftet.

2. Steuerventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptventilschieber (25) eine Querbohrung (34) aufweist, die nur bei vollständig in die Öffnungsstellung gefahrenem Hauptventilschieber (25) mit der steuerbaren Leitung (21. 23,69, 100, 70, 71) verbunden ist und diese so über die Bohrung (90) des Hauptventilschiebers (25) und einem zwischen rohrförmigem Teil (11) und Hauptventilschieber (25) verlaufenden Kanal (88) an die Druckleitung (29, 30) anschließt, wobei der Kanal (88) in anderen Stollungen des Hauptventilschiebers (25) von einer Dichtung (31) zwischen rohrförmigem Teil (11) und Hauptventilschieber abgesperrt ist.

3. Steuerventileinrichtung nach Anspruch 1 oder

2, dadurch gekennzeichnet, daß eine axial verstellbare Hülse (41) das rohrförmige Teil (11) umgibt und an der Innenseite eine Dichtung (68) aufweist, mittels der ein Abschnitt (67) der steuerbaren Leitung im Querschnitt abhängig von der Stellung der Hülse (41) veränderbar ist.

4. Steuerventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der steuerbaren Leitung ein Verzögerungsraum (70)

eingeschaltet ist.

5. Steuerventileinrichtung nach Anspruch 3 und 4. dadurch gekennzeichnet, daß der Verzögerungsraum von einer Ringausnehmung (70) der Hülse (41) gebildet ist

6. Steuerventileinrichtung »ach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf de>- dem Hauptventilschieber (25) abgekehrten Seite des Hilfsventilschiebers (42) ein Stopfen (65) in die Bohrung des rohrförmigen Teils (11) eingesetzt ist der in einer Bohrung (52. 98) einen Vorsteuer ventilstift (53) gleichachsig zum Hauptventilschieber (25) führt

7. Steuerventileinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß der Stopfen (65) auf der Außenseite mit dem Hilfsventilschieber (42) den weiteren Steuerraum (55) bildet daß zwischen der Bohrung des Stopfens (65) und dem Vorsteuerventilstift (53) ein Kanal (64) gebildet ist, der in Schließstellung des Vorsteuerventils abgesperrt und in dessen öffnungsstellung über die Bohrung des Hilfsventilschiebers (42) und des rohrförmigen Teils (11) mit der Druckleitung (29,30) verbunden ist, und daß der Kanal (64) über eine Bohrung (58) im Stopfen (65) mit dem weiteren Steuerraum (55) verbunden ist.

8. Steuerventileinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung des Stopfens (65) und der Vorsteuerventilstift (53) gestuft sind und eine Kammer (59) bilden, die mit der Bohrung (58) im Stopfen (65) mit dem Kanal (64) verbunden ist, daß zwischen Vorsteuerventilstift (53) und der Bohrung des Stopfens (65) eine Dichtung (62) wirkt, die in öffnungsstellung des Vorsteuerventils einen zwischen Bohrungswand und Vor Steuerventilstift (53) gebildeten, mit Atmosphäre und der Kammer (59) verbundenen Ringspalt absperrt.