DE1924352B - Ventileinrichtung für ein druckmittelbetriebenes Werkzeug - Google Patents

Description

In Weiterbildung der Erfindung ist ein einstellba-50 res Drosselventil vorgesehen, das in einer Entlüf-

Die Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung für tungsleitung des Steuerdruckraumes angeordnet ist.
ein druckmittelbetriebenes Werkzeug, insbesondere Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist

für einen Druckluftschrauber, zum selbsttätigen Ab- das Einlaßventil ein druckgesteuertes Ventil, dessen schalten des Motors beim Erreichen eines bestimmten Steuerdruckraum über eine Steuerleitung und einen Arbeitsdruckes, bestehend aus einem mit einer Beta- 55 vom Steuerkolben überwachten Steuerkanal in der tigungseinrichtung betätigbaren Einlaßventil in der betätigten Stellung eines handbetätigten Hilfsventils Druckmittelzuleitung des Motors und einer dem zwi- an die Druckleitung anschließbar ist. In Weiterbilschen diesem Einlaßventil und dem Druckmittelmo- dung dieser Ausbildung der Erfindung ist ein den tor in der Druckmittelzuleitung herrschenden Druck überwachten Steuerkanal mit einem der ersten KoI-ausgesetzten Kolbenfläche eines Steuerkolbens. 60 benfläche benachbarten Druckraum verbindender

Bei einer bekannten Ventileinrichtung für ein Kanal zum Zuführen von Druckmittel zu dem besagdruckmittelbetriebenes Werkzeug dieser Art unter- ten Druckraum und zum Verbinden des Steuerdruckbricht ein durch die Kraft einer Feder in der geöffne- raumes mit einer Lüftungsleitung in Abhängigkeit ten Stellung gehaltenes Ventil die Druckmittelzulei- von der Bewegung des Steuerkolbens vorgesehen,
tung des Motors, wenn das das Ventil durchströ- 65 Die Erfindung wird nachstehend an Hand der mende Druckmittel einen Sollwert erreicht, dessen Zeichnung näher erläutert, die ein Ausführungsbei-Größe ausreicht, um die Kraft der Feder zu überwin- spiel einer erfindungsgemäßen Ventileinrichtung darden und das Ventil zu schließen. Diese bekannte stellt. In dieser Zeichnung zeigt

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F i g. 1 einen die Ventileinrioluung zum Abschalten Einsatz 28 eingeschraubt ist. Ein EntlUftungskanal 80

der Druckmittelzufuhr veranschaulichenden Schnitt führt vom Nadelventil 78 zu einem Ringraum 81, der

durch ein druckmittelbetriebenes Werkzeug, das Hilfsventil 56 umgibt, und der über einen Kanal

F i g. 2 eine schematische Darstellung der Ventil- mit einem Raum 84 in Verbindung steht. Der Raum einrichtung in der Stellung, in der Druckmittel in das 5 84 ist mit der Auspufföffnung des Motors oder mit Werkzeug eingeleitet wird, bevor die Betätigungsein- einer zur Atmosphäre entlüftenden Einrichtung verrichtung bewegt wird, bunden.

F i g. 3 eine der F i g. 2 entsprechende Darstellung, In der Nahe des Bodens der Bohrung 60 im Ein-

in der jedoch die Betätigungseinrichtung in die satz 28 befindet sich ein kleiner Kanal 85 mit einem

niedergedrückte Stellung bewegt worden ist, um das jo eingesetzten Kugelrückschlagventil 86, der den zwei-

Werkzeug in Gang setzen, und ten Druckraum 72 mit dem Raum 48 verbindet, um

F i g. 4 eine der F i g. 3 entsprechende Darstellung, die Überleitung des Druckmittels von der Motorein-

in der die Stellung des Steuerkolbens nach dem Errei- trittsöffnung 50 zum zweiten Druckraum 72 zu er-

chen eines bestimmten Arbeitsdruckes des Motors möglichen. Überschreitet der Druck im Druckraum

veranschaulicht ist, in der die Druckmittelzufuhr zum »s 72 denjenigen an der Motoreintrittsöffnung 50, wird

Motor abgeschaltet ist. das Rückschlagventil 86 geschlossen.

In F i g, 1 ist ein Teil eines druckmittelbetriebenen Innerhalb des Maschinengehäuses sind weitere Ka-Werkzeuges 10, insbesondere eines Druckluftschrau- näle und Leitwege für das Druckmittel zum Hilfsvenbers, dargestellt. Das Gehäuse des Werkzeuges um- til 56 und zum Steuerkolben 64 hin und von diesem faßt einen Mantel 12, einen Griff 14 und einen im ao zurück vorgesehen, die jedoch zur Vereinfachung in Mantel 12 angeordneten Rotationsmotor 16, der in F i g. 2 bis 4 schematisch dargestellt sind. Diese Dareiner Motorabschlußscheibe 20 in Lagern 18 drehbar Stellungen zeigen gleichzeitig die Arbeitsstellungen gelagert ist. Dem Werkzeug wird Druckluft über der Ventile. Ein Kanal 88 führt zum Steuerdruckeinen Schlauch zugeführt. Der Anschluß an den Man- raum 68 und zu einer Abzweigung 90. Der Kanal 88 icl 12 erfolgt über ein Verbindungsstück, das einen as steht ferner mit dem zwischen dem Einlaßventil und hohlen Innenraum 24 aufweist, um Druckmittel in der Druckmittelquelle liegenden Bereich 26 in Verden Innenbereich 26 des Werkzeugmantels einzulei- bindung, so daß bei Anschluß des Werkzeuges 10 an ten. Ein in den Mantel 12 dicht eingebrachter zylin- eine Druckmittelquelle Druckmittel ständig zum drischer Einsatz 28 bildet eine Kammer 30, die ein Steuerdruckraum 68 geleitet wird. Ein Steuerkanal 92 Einlaßventil 32 verschiebbar lagert, das einen Kopf 30 ist in F i g. 2 bis 4 ebenfalls schematisch dargestellt. 34 und eine elastische Dichtung 36 aufweist, um in Dieser führt von einer durch das Hilfsventil 56 gebilder in F i g. 1 gezeigten geschlossenen Stellung abzu- deten Kammer 94 zum Ringkanal 74 hin. Über eine dichten. Das entgegengesetzte Ende des Ventils 32 Abzweigung 96 kann in Abhängigkeit von der Stelumfaßt einen Kolben 38, der mit dem Einsatz 28 eine lung des Steuerkolbens 64 auch der zweite Druck-Kammer 40 bildet, die mit einer noch zu beschreiben- 35 raum 72 mit der Kammer 94 verbunden werden,
den Druckmittelquelle über einen Kanal 42 in Ver- Der Steuerkolben 64 kann aus der in F i g. 2 gebindung steht. Der Kolben 38 und die Kammer 40 zeigten Stellung in Abhängigkeit von dem an der Mobilden ein Druckmittelstellglied, das auf die Zulei- toreintrittsöffnung herrschenden Druck, also beim tung von Druckluft in die Kammer 40 anspricht, um Überschreiten des im Steuerdruckraum 68 herrschendas Ventil 32 in eine geöffnete Stellung zu verschie- 40 den Druck, durch den sich im zweiten Druckraum 72 ben, in der Druckmittel vom Innenbereich 26 in die aufbauenden Druck in die in F i g. 4 gezeigte Stellung Kammer 30 und durch eine Öffnung 44 über einen bewegen. Da die wirksamen Flächen der Kolbenflä-Kanal 46 und in einem Raum 48 durch eine Motor- chen 67 und 70 gleich sind, führen die unterschiedlieintrittsöffnung 50 zum Motor 16 strömen kann. Der chen Drücke zu einer Verstellkraft, die den Steuer-Kanal 46 befindet sich im Mantel 12, ist jedoch zur 45 kolben 64 verlagern. Die Verlagerung des Steuerkol-Vereinfachung der Darstellung in F i g. 1 schematisch bens 64 aus der in F i g. 2 gezeigten Stellung in die in veranschaulicht. Auf den Kolben 38 wirkt eine die F i g. 4 veranschaulichte hinein bewirkt ein Absper-Öffnungsbewegung des Ventils 32 unterstützende Fe- ren der Druckmittelzufuhr zum Motor. Ein Steuern der 52. des an der Motoreintrittsöffnung herrschenden Ab-

Das Werkzeug 10 wird durch Handbetätigung 50 Sperrdruckes läßt sich dadurch erreichen, daß durch

eines Drückers 54 eingeschaltet, der über ein Ge- das Nadelventil 78 der Druck im Steuerdruckraum 68

winde mit einem Hilfsventil 56 verbunden ist, das in geregelt wird. Die Größe des Kanals 98 ist so be-

einem Zylindergehäuse 28 verschiebbar gelagert ist. messen, daß sie kleiner als die Entlüftungskanäle 76,

Das Gehäuse sitzt in einer Querbohrung 60 im Ein- 80 und 82 ist, so daß das vom Werkzeugeintritt kom-

satz 28 und ist durch einen Sprengring 62 gesichert. 55 mende und in den Steuerdruckraum 68 einströmende

Das quer angeordnete Zylindergehäuse 58 dient Druckmittel geregelt werden kann, in dem das Nadelzur Lagerung eines als Schieber ausgebildeten Steuer- ventil 78 so verstellt wird, daß aus dem Steuerdruckkolbens 64 in einer Bohrung 66. Der Steuerkolben 64 raum 68 mehr Druckmittel abfließen kann, als einumfaßt eine becherförmige Kolbenfläche 67, die mit tritt, wodurch der Druck in der Steuerdruckkammer dem Gehäuse 58 einen Steuerdruckraum 68 bildet. 60 regelbar ist.

Die andere Kolbenfläche 70 des Steuerkolbens 64 Der Druck im Steuerdruckraum 68 ist vorzugs-

wirkt mit dem Zylindergehäuse 58 und dem Griff 14 weise auf einen Sollwert eingestellt, der etwas unter

zusammen, um einen zweiten Druckraum 72 zu bil- dem an der Motoreintrittsöffnung 50 und im zweiten

den. Der Zwischenbereich kleineren Durchmessers Druckraum 72 herrschenden Druck liegt, der wie-

des Steuerkolbens 64 bildet mit dem Gehäuse 58 6_S derum einem Wert entspricht, der etwas unterhalb

einen Ringkanal 74. Mit dem Steuerdruckraum 68 des Arbeitsdruckes des Werkzeuges liegt. Auf diese

steht ein Kanal 76 in Verbindung, der zu einem Weise wirkt der Steuerkolben 64 dahingehend, daß

riruckreeulierenden Nadelventil 78 führt, das in den die Druckmittelzufuhr zum Motor unter einem Soll-

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druck sofort abgesperrt wird, um zu vermeiden, daß Motor 16 mit einer Drehzahl um, bei der ein relativ das Werkzeug Rückdrehkräfte auf die Bedienungs- großer Druckmitteldurchfluß ermöglicht wird, so daß person überträgt. Dieses Absperren erfolgt darüber der Druck an der Eintrittsöffnung 50 und im Raum hinaus unabhängig vom Zuleitungsdruck des dem 48 wesentlich unter dem Zuleitungsdruck im Bereich Werkzeug zugeführten Druckmittels. Auf diese Weise 5 26 liegt. Folglich liegt der im zweiten Druckraum 72 wird unabhängig vom Zuleitungsdruck und damit herrschende Druck unter dem Regeldruck, der durch vom Druck im Steuerdruckraum 68 ein Kräftediffe- das Nadelventil 78 eingestellt ist. Über das Nadelvenrential auf den Ventilkolben 64 ausgeübt, und zwar til strömt bei der in F i g. 3 gezeigten Stellung Luft etwas früher, als der Motor des Werkzeuges abge- aus dem Steuerdruckraum 68 über den Kanal 76, am bremst wird. Dies hat zur Folge, daß der Steuerkol- io Ventil 78 vorbei, durch den Kanal 80, den Raum 81, ben 64 sehr früh verschoben wird, um die Druckmit- den Kanal 82 und schließlich zur Auspufföffnung des telzufuhr zum Motor abzusperren. Es wurde festge- Motors ab. Mit dem Abbremsen des Werkzeugmotors stellt, daß durch eine solche Einstellung des Nadel- in Abhängigkeit vom Torsionswiderstand des festgeventils 78, bei der der Steuerkolben 64 einwandfrei zogenen Befestigungselementes steigt der Druck des bei einem Zuleitungsdruck von 4,2 atü arbeitet, eine 15 Druckmittels infolge des geringeren Durchflusses praktisch lineare Proportionalität zwischen dem Zu- durch den Motor, um den gewünschten Absperrsollleitungsdruck und dem im Steuerdruckraum 68 herr- druck zu erreichen an, der, wie bereits erwähnt sehenden Druck bei Zuleitungsdrücken von 0,7 atü wurde, zweckmäßigerweise auf einen Splittwert einbis hinauf zu 7,7 atü aufrechterhalten werden kann. gestellt ist, der unter dem Arbeitsdruck des abge-Auf diese Weise ist eine Präzisionssteuerung des 20 bremsten Motors liegt. Dieser Absperrsolldruck wirkt Werkzeuges innerhalb dieser Grenzwerte des Zulei- sich im zweiten Druckraum 72 aus, und da er größer tungsdruckes möglich. als der Regeldruck ist, der im Steuerdruckraum 68

Wird das Werkzeug 10 an eine in der Zeichnung herrscht, beaufschlagt er die Kolbenfläche 70, um nicht dargestellte Druckmittelquelle angeschlossen, den Steuerkolben 64 aus der in F i g. 3 gezeigten Stelströmt Druckmittel in den Bereich 26 und beauf- as lung in die in F i g. 4 veranschaulichte zu bewegen, schlagt den Kopf 34 des Ventils 32 und überwindet Die Kolbenfläche 70 des Steuerkolbens ist unregeldie Vorspannung der Feder 52, um das Ventil zu mäßig genug ausgebildet, um eine volle Flächenbeschließen, so daß kein Druckmittel zum Motor 16 ge- aufschlagung durch das Druckmittel zu ermöglichen, langt. Fließt Druckmittel aus dem Bereich 26 über Mit der Bewegung des Steuerkolbens 64 am Abzweiden Kanal 88 in den Steuerdruckraum 68 ein, wird 30 gungskanal 96 vorbei, kann Druckmittel im wesentlider Steuerkolben in die in F i g. 2 gezeigte Stellung chen unter Zuleitungsdruck in den zweiten Druckbewegt, und der im Steuerdruckraum 68 herrschende raum 72 einströmen, um die Bewegung des Steuer-Druck beaufschlagt einen Flansch 100 des Hilfsven- kolbens 64 in die in F i g. 4 gezeigte Stellung hinein tils 56, um dieses in die dargestellte Lage zu drücken, zu beschleunigen und den Steuerkolben in dieser Stelbei der die Entlüftungskanäle 80 und 82 geschlossen 35 lung zu halten, solange der Drücker 54 niederge- und die Verbindung der Abzweigung 90 mit dem drückt ist. In der in Fig. 4 veranschaulichten Stel-Steuerkanal 92 über die Kammer 94 unterbrochen ist. lung sperrt der Steuerkolben 64 die hinter dem KoI-Bei der in F i g. 2 gezeigten Stellung des Steuerkol- ben 38 des Einlaßventils 32 liegende Stellgliedkambens ist die Kammer 40 vor dem Kolben 38 des Ven- mer 40 von der Zuleitung von Druckmittel über den tils 32 über den Kanal 42, den Ringkanal 74, den 40 Steuerkanal 92 nicht nur ab, sondern entlüftet die Steuerkanal 92, die Kammer 94 und die Entlüftungs- Stellgliedkammer 40 über den Kanal 42, den Ringkaabzweigung 102 zum Entlüftungskanal 82 entlüftet. nal 74 und die Entlüftungsabzweigung 104 zum Mit dem Niederdrücken des Drückers 54 durch eine Hauptentlüftungskanal 82. Das Ventil 32 schließt so-Bedienungsperson des Werkzeuges 10 in die in fort infolge des auf seinen Kopf 34 wirkenden Druk-F i g. 3 gezeigte Stellung unter Überwinden des auf 45 kes, um die Druckmittelzuleitung zum Werkzeug abden Flansch 100 wirkenden Druckes wird über die zusperren. Der Werkzeugmotor kann nicht wieder in Abzweigung 90 Druckmittel unter Zuleitungsdruck Umdrehung versetzt werden, bis der Drücker 54 wieüber die Kammer 94, den Steuerkanal 92 und den der freigegeben worden ist. Die Freigabe des Drük-Ringkanal 74 sowie den Kanal 42 zur Kammer 40 ge- kers 54 führt dazu, daß das im Steuerdruckraum 68 leitet. In dieser Kammer wird der Kolben 38 beauf- 50 befindliche Druckmittel den Drücker in die in Fig. 1 schlagt, der, unterstützt durch die Feder 52, das Ven- gezeigte Stellung zurückbewegt, wodurch der zweite til 32 für die Druckmittelzufuhr öffnet Das Druck- Druckraum 72 über den Abzweigungskanal 96, den mittel kann damit vom Innenbereich 26 über die öff- Steuerkanal 92, die Kammer 94 und die Entlüftungsnung 44 in der Ventilkammer 30 und über den Kanal abzweigung 102 zum Entlüftungskanal 82 entlüftei 46 zur Motoreintrittsöffnung 50 strömen. Während 55 werden kann. Ein Überströmen um den Teil 106 des des relativ freien Umlaufens einer durch den Druck- Steuerkolbens ermöglicht die völlige Rückführung it luftschrauber einzuschraubenden Schraube läuft der die in Fig. 2 veranschaulichte Stellung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Ventileinrichtung spricht jedoch nicht an, wenn der D.(.n(on,n,iini,., Druck des Druckmittels nicht ausreicht, um die vor- i atemanspruciie. gegebene Kraft der Feder zu überwinden, so daß das Werkzeug unter Last zum Stillstand gebracht wird,

1. Ventileinrichtung für ein druckmittelbetrie- 5 ohne daß eine Absperrung der Druckmittelzuleitung benes Werkzeug, insbesondere für einen Druck- erfolgt. Auf diese Weise kann das gesamte Werkzeug luftschrauber, zum selbsttätigen Abschalten des In Umdrehung versetzt werden, was zu Verletzungen Motors beim Erreichen eines bestimmten Arbeite- der Bedienungsperson des Werkzeuges führen kann, druckes, bestehend aus einem mit einer Betäti- Selbst bei geringem Drücken des zugeführten Druckgungseinrichtung betätigbaren Einlaßventil in der jo mittels können bei Werkzeugen höherer Leistung Druckmittelzuleitung des Motors und einer dem Rückstellkräfte auftreten, die größer sind, als daß sie zwischen diesem Einlaßventil und dem Druckmit- von einer Bedienungsperson überwunden werden telmotor in der Druckmittelzuleitung herrschen- können. Es wurde jedoch festgestellt, daß augenblickden Druck ausgesetzten Kolbenfläche eines Steu- liehe Spitzendrehmomente, die größer sind, als sie erkolbens, dadurchgekennzeichnet, daß 15 eine Bedienungsperson normalerweise auffangen dieser Kolbenfläche (70) eine zweite Kolben- kann, kurzfristig sicher aufgenommen werden könfläche (67) entgegengesetzt und einem Steuer- nen, vorausgesetzt, daß ein sehr schnell ansprechendruckraum (68) zugewandt zugordnet ist, der des Ventil die Druckmittelzuleitung zum Motor abiiber eine Druckleitung (88) mit einem zwischen sperrt, so daß die Trägheit des Werkzeuges selbst der dem Einlaßventil (32) und der Druckmittelquelle _ao Rückstellkraft einen Widerstand entgegensetzt und liegenden Bereich (26) der Druckmittelzuleitung diese aufnimmt.

(24) verbunden ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

2. Ventileinrichtung nach Anspruch 1, gekenn- Ventileinrichtung der eingangs beschriebenen Art zu zeichnet, durch ein einstellbares Drosselventil schaffen, die beim Erreichen eines bestimmten Ar-(78), das in einer Entlüftungsleitung (76, 80) des a₅ beitsdruckes ein sofortiges Abschalten des Motors Steuerdruckraumes (68) angeordnet ist. unabhängig vom absoluten Druck in der Druckmittel-

3. Ventileinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, zuleitung bewirkt, um das Werkzeug sofort von der dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßventil Druckmittelzuleitung abzutrennen und damit das (32) ein druckgesteuertes Ventil ist, dessen Steu- Auswirken der Rückstellkraft zu verhindern,
erdruckraum (40) über eine Steuerleitung (42) 30 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- und einen vom Steuerkolben (64) überwachten löst, daß der Kolbenfläche des Steuerkolbens eine Steuerkanal (92) in der betätigten Stellung eines zweite Kolbenfläche entgegengesetzt und einem Steuhandbetätigten Hilfsventils (56) an die Drucklei- erdruckraum z"2ewandt zugeordnet ist, der über eine tung (88) anschließbar ist. Liuckleitung mit einem zwischen dem Einlaßventil

4. Ventileinrichtung nach Anspruch 3, gekenn- 35 und der Druckmittelquelle liegenden Bereich der zeichnet, durch einen den überwachten Steuerka- Druckmittelzuleitung verbunden ist.

nal (92) mit einem der Kolbenfläche (70) benach- Es ist zwar an sich bekannt, einer Kolbenfläche

barten Druckraum verbindenden Zweigkanal (96) eine zweite entgegengesetzt gerichtete zuzuordnen, zum zusätzlichen Zuführen von das Verstellen die einem Druckraum zugewandt ist. Dieser Druckdes Steuerkolbens (64) beschleunigenden Druck- 40 raum steht jedoch über eine Leitung mit einer Kammittels zum Druckraum (72) und durch eine nach mer in Verbindung, die durch mechanische Mittel der Verstellung des Steuerkolbens den Steuer- beim Erreichen eines vorbestimmten Drehmomentes druckraum entlüftenden Entlüftungsleitung (104). zur Atmosphäre hin geöffnet wird, so daß sich der im

Druckraum herrschende l/iuck abbaut und über ein 45 Sekundärventil das Absperren der Druckmittelzuleitung des Motors bewirkt. Eine solche Abschaltung ist

im Vergleich zum Gegenstand der Erfindung umständlich.