DE2039178B2 - Pufferausfallsicherung an einem Druckluftnagler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Pufferausfallsicherung an einem Druckluftnagler, bestehend aus einem Doppelkolben mit zwei im Abstand zueinander fest angeordneten Kolbenscheiben größeren und kleineren Durchmessers, einem nachgiebigen Puffer zum Abfangen des Doppelkolbens am Ende seines Arbeitshubes und mit mindestens einer Einströmöffnung, die im Betriebszustand — d. h. bei nicht zerstörtem Puffer — eip.en Druckluftvorratsraum mit einem zwischen den Kolbenscheiben liegenden Teil des Zylinderraumes verbindet.

Bei einer bekannten Pufferausfallsicherung (US-PS 051 135) dieser Art ist ein Eintreibkolben und ein kleiner Rückführkolben vorgesehen, wobei letzterer in einer Büchse verschiebbar ist. Durch diesen kleineren Rückführkolben werden bei zerstörtem Puffer die Luftzufuhröffnungen abgesperrt. Bei dieser bekannten Pufferausfallsicherung wird ein Nachteil darin gesehen, daß bei gesperrten Luftzufuhröffnungen, d. h. wenn der Eintreibkolben in seiner unteren Endlage verbleibt, Druckluft aus der Druckkammer über den Zylinderraum sowie eine Bohrung im Zylinderschaft und ins Freie führende Kammern ausströmen können. Dieses Ausströmen der Druckluft hält so lange an, bis die Zufuhr der Druckluft über einen Druckschlauch abgesperrt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pufferausfallsicherung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der beim Ansprechen dieser Sicherung keine Druckverluste vom Vorratsraum her auftreten können.

ίο Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dieser Teil des Zylinderraumes in Längsrichtung unmittelbar von den beiden Kolbenscheiben begrenzt und die Kolbenscheibe größeren Durchmessers dem oberen Totpunkt zugewandt ist. wobei bei über-

mäßig abgenutztem oder zerstörtem Puffer gegen Ende des Arbeitshubes durch die Kolbenscheibe kleineren Durchmessers mindestens eine Entlüftungsleitung für den Zylinderraum zwischen den Kolbenscheiben freilegbar ist.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 4 gekennzeichnet.

Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht eines pneumatischen Ein-

trcibwerkzeugs mit einer Pufferausfallsicherung,

Γ i g. 2 eine vergrößerte Teilansicht des Eintreibwerkzeugs gemäß F i g. 1 im Schnitt, der den Eintreibkolben in der Ausgangsposition zeigt,

F i g. 3, 4 und 5 schematische Teilansichten der Puf-

ferausfallsicherung gemäß F i g. 2 im Schnitt, die den Eintreibkolben in drei verschiedenen Positionen zeigen. Fig.6, 7 und 8 eine weitere Ausführungsform der Pufferausfallsicherung in einer schematischen Schnittdarstellung entsprechend den F i g. 3 bis 5,

F ig.9, 10 und U eine dritte Ausführungsform der Pufferausfallsicherung in einer Schnittdarstellung entsprechend der Darstellung gemäß den F i g. 3 bis 5,

F i g. 12, 13 und 14 eine vierte Ausführungsform der Pufferausfallsicherung in einer Schnittdarstellung entsprechend den F i g. 3 bis 5.

Gemäß den F i g. I und 2 umfaßt ein pneumatisches Eintreibwerkzeug 20 eine Pufferausfallsicherung 21, die in einem an einem hohlen Handgriff 22 angeordneten Gehäuse 23 untergebracht ist, das sich am vorderen Ende des Eintreibwerkzeugs befindet. Am unteren Teil des Handgriffes befindet sich ein Magazin 24 für die Befestigungselemente, das am vorderen Ende in einen Zuführungsteil 25 übergeht, der sich unterhalb des Gehäuses 23 befindet und aus welchem die Befestigungselemente in rascher Folge ausgestoßen werden können. Am hinteren Ende des Handgriffes 22 ist ein Nippel 27 zum Anschluß einer Druckluftleitung vorgesehen, und ferner befindet sich am Handgriff 22 ein Abzugshebel 28 zur Betätigung des Werkzeuges.

Die vergrößerte Schnittdarstellung gemäß F i g. 2 zeigt den Mechanismus der Pufferausfallsicherung 21 innerhalb des Gehäuses 23, das aus einer Ummantelung 23a, einem abnehmbaren Deckel 23b am oberen Ende und einem am unteren Ende abnehmbar befestigten Boden 23c besteht.

Innerhalb der Ummantelung 23a ist ein langgestreckter Zylinder 30 angeordnet, der sich oben bis zum Dekkel 23b erstreckt. In einer Ausnehmung des Deckels 23b ist ein Tellerventil 31 angeordnet, das nachgiebig am oberen Ende des Zylinders 30 anliegt. Mit Hilfe eines auf dem Tellerventil 31 angeordneten Dichtringes 32 wird in der Schließposition des Ventils der Zylinder 30 nach oben abgedichtet. Das Tellerventil 31 wird mit

Hilfe einer Schraubenfeder 33 in Schließposition gehalten. Das obere Ende der Schraubenfeder 33 liegt am Deckel 23b und das untere Ende auf der Oberseite des Vcntiltellersan.

Der Ventilteller des Tellerventils 31 ist im Zentrumsbereich mit einem hohlzylindrisch ausgebildeten Ansatz 34 versehen, der teleskopartig in einer entsprechenden Ausnehmung 35 im Deckel 23b gehalten ist. Der Ansät/ 34 und die Ausnehmung 35 sind von der Schraubenfeder 33 umgeben. Ferner sitzt der Ansatz 34 in der Ausnehmung 35 mit Gleitsitz, wobei ein Dichtring 36 den Ansatz 34 umgibt.

Nach oben ist die Ausnehmung 35 mit einer Dichtscheibe 37 versehen, die am oberen Ende des Ansatzes 34 anliegt, wenn das Tellerventil in seine oberste Position und damit in eine völlig geöffnete Lage verschoben ist. In dieser Position wird die zentrale Bohrung 34;.' im Ansatz 34 verschlossen.

Wie aus F i g. 2 zu entnehmen ist. steht der Rand 31a des Tellerventils 31 über den äußeren Unifangsbereich des Zylinders 30 hinaus und endet in einem Hohlraum 38. Dieser Hohlraum 38 umgibt das obere Ende des Zylinders und mündet in einen zweiten Hohlraum 40, der im Handgriff 22 ausgebildet ist und in welchem sich der Luftdruck aufbaut.

Diis Tellerventil 31 trägt einen weiteren Dichtring 41 entlang dem Rand 31a, der an der Wand einer im Dekkel 23b ausgebildeten Ringkammer 42 anliegt. In die Ringkammer 42 mündet eine Leitung 43, di«. zum Teil im Deckel 236 und im übrigen im Gehäuse 23 verlauft. Diese Leitung 43 verbindet den Hohlraum 40 mit der Ringkammer 42. Zwischen den Hohlraum 40 und die Leitung 43 ist der Betätigungsmechanismus mit dem Abzugshebel 28 geschaltet. Dieser Betätigungsmechanismus umfaßt einen hohlen Stift 44, der innerhalb einer Hülse 45 dicht gleitend angeordnet ist. Die Hülse 45 ist mit dem Handgriff 22 fest verbunden und besitzt eine querverlaufende Bohrung 45a, über welche eine Kommunikation zwischen dem unteren Ausgang 43a der Leitung 43 und der Zentrumsbohrung 456 nur dann hergestellt werden kann, wenn der Stift 44 sich in seiner in Fig. 2 dargestellten unteren Ruhelage befindet. Das obere Ende der Zentrumsbohrung 45b ist mit einem eingezogenen Rand 45c versehen, an dem eine Schraubenfeder 46 anliegt, welche den Stift 44 in die Ruhelage nach unten drückt.

Der Stift 44 ist mit einer Zentrumsbohrung 44b versehen, die am unteren Ende 44a in die Außenatmosphäre mündet. Das entgegengesetzte Ende der Zentrumsbohrung 44b mündet in eine querverlaufende Bohrung 44c, die im oberen Teil des Stiftes 44 angebracht ist. Wenn der Stift 44 mit Hilfe des handbetätigten, um einen Drehpunkt 48 schwenkbaren Hebels 47 nach oben verschoben wird, kommt die querverlaufende Bohrung 44c in Kommunikation mit dem Ausgang 43a der Leitung 43. Der Stift 44 ist oberhalb und unterhalb der querverlaufenden Bohrung 44c mit Dichtringen 50a und 50b versehen, welche dafür sorgen, daß während der gleitenden Verschiebung des Stiftes innerhalb der Hülse 45 kein Luftverlust auftritt. f ^

In Ruhelage wirkt der Luftdruck sowohl auf die untere als auch auf die obere Fläche des Tellerventils 31 und hält dieses in Anlage am oberen Ende des Zylinders 30, da die Oberfläche des Tellerventils 31 flächenmäßig größer ist als die untere Fläche. Die Schraubenfeder 33 sorgt überdies dafür, daß das Tellerventil in dieser Lage auch dann verbleibt, wenn das Werkzeug nicht an Druckluft angeschlossen ist. Wenn der Stift 44 mit Hilfe des Hebels 47 nach oben verschoben wird, übersteigt der auf die untere Fläche des Ventiltel'ers wirksame Druck die Federkraft der Schraubenfeder 33, da nunmehr die Ringkammer 42 über die Leitung 43, die Bohrung 44c und die Zentrumsbohrung 44i> mit der Außenatmosphäre in Verbindung steht.

Das obere Ende des Zylinders 30 ist ebenfalls mit einer nach innen verlautenden Ringsehulter 30a versehen, deren Unterseite geringfügig abgeschrägt ist. Die Funktion dieser Ringsehulter 30a wird nachfolgend ausführlich erläutert.

Innerhalb des Zylinders 30 ist ein spulenförmig gestalteter Doppelkolben 51 angeordnet, der aus einer oberen und einer unteren Kolbenscheibe 52 bzw. 54 besieht. Der Durchmesser der oberen Kolbenscheibe 52 ist geringfügig kleiner als der Innendurchmesser der Ringschulter 30a. Entlang dem Rand ist die Kolbenscheibe 52 mit einer Ausnehmung 52a versehen, in welcher ein Dichtring 53 angeordnet ist. Im nicht zusammengedrückten Zustand ist der Außendurchmesser des Dichtringes etwas größer als der Innendurchmesser de.-Ringsehulter 30a, so daß in der obersten Lage und damit in der in den F i g. 2 und 3 dargestellten Ausgangsposition I der Kolbenscheibe 52 der Dichtring 53 geringfügig zusammengequetscht an der abgeschrägten Oberfläche der Ringsehulter anliegt. Auf Grund dieses Zusammendrückens des Dichtringes ergibt sich nach dem Öffnen des Tellerventils 31 eine geringfügige Verzögerung, bevor der auf der Oberseite der Kolbenscheibe 52 druckbeaufschlagte Doppelkolben seine abwärts gerichtete Bewegung im Zylinder 30 beginnt. Diese Verzögerung bewirkt, daß die von der Druckluft auf den Doppelkolben ausgeübte Kraft wirkungsvoller und kraftintensiver einwirkt. Ein weiterer Vorteil, der sich aus dem Zusammendrücken des Dichtringes zwischen der oberen Kolbenscheibe und der Ringsehulter 30 ergibt, besteht darin, daß der Kolben nicht zufällig in die Position Il fällt und damit möglicherweise ein Befestigungselement in dem Eintreibwerkzeug verklemmt.

In einem gewissen Abstand unterhalb der Kolbenschcibe 52 befindet sich die zweite Kolbenscheibe 54, die mit der ersten Kolbenscheibe über einen Schaft 55 verbunden ist. Der Durchmesser der Kolbenscheibe 54 ist kleiner als der Durchmesser der Kolbenscheibe 52, jedoch befindet sich auch entlang dem Rand der zweiten Kolbenscheibe 54 eine Ausnehmung 54a, in welcher ein Dichtring 56 liegt. Dieser Dichtring liegt an der Innenwand des unteren Teils des Zylinders 30 an und bewirkt eine Abdichtung. Der untere Teil des Zylir.ders besitzt ebenfalls einen gegenüber dem oberen Teil kleineren Durchmesser.

Im Bereich des Zylinders, in welchem die Durchmesserverkleinerung erfolgt, befinden sich eine Vielzahl kleiner Öffnungen 57, die sich über den Zylinderumfang erstrecken. Über diese öffnungen 57 steht das Zylinderinnere mit einem Teil des Hohlraumes 38 in Verbindung, der den Außenraum des Zylinders im wesentlichen umgibt. Wenn sich der Doppelkolben 51 in der Ausgangsposition 1 befindet, liegt die obere Fläche der Kolbenscheibe 54 gerade unterhalb der Vielzahl der Öffnungen 57. Wenn sich somit im Hohlraum 38 ein Luftdruck aufbaut, dringt ein Teil der Druckluft in das Innere des Zylinders zwischen die beiden Kolbenscheiben 52 und 54. Diese abgezweigte Druckluft dient während des Normalbetriebes des Kolbens 51 einem doppelten Zweck und bewirkt a) eine zusätzliche Kraft für den Eintreibhub des Zylinders und unterstützt b) die rasche Zurückverschiebung des Kolbens in die Aus-

gangsposition, nachdem dieser die untere Position Il des Eintreibhubes gemäß F i g. 4 erreicht hat.

Zur Dämpfung der Aufschlagkraft des Doppelkolbens 51 am Ende des Eintreibhubes ist unterhalb des Zylinders 30 ein Puffer 58 vorgesehen. Dieser Stoßdämpfer kann üblicherweise ringförmig aufgebaut sein und aus Gummi oder einem sonstigen nachgiebigen synthetischen Material bestehen. Der Stoßdämpfer ist in einer Ausnehmung 60 im Boden des Gehäuses 23 angeordnet und befindet sich in einem gewissen Abstand vom unteren Ende des Zylinders 30. Eine Bohrung 58a durchsetzt den Puffer 58 in axialer Richtung und bietet eine Öffnung, durch welche der Eintreibstift 61 verläuft. Der Eintreibstift 61 ist an der Unterseite der Kolbenscheibe 54 befestigt. Mit seinem untersten Ende gleitet der Eintreibstift 61 innerhalb einer stationären Führung 25a, die ein Teil des Zuführungsveiles 25 ist.

Das untere Ende des Zylinders 30 liegt auf einer Schulter 62 an der Innenwand des Gehäuses 23 auf. ao Wie aus F i g. 2 erkennbar, ist der Abstand zwischen dem unteren Rand des Zylinders und dem Gehäuseboden 23c von einer solchen Größe, daß sich eine ringförmige Kammer 63 ausbildet, die das obere Ende des Puffers 58 umgibt. Die Kammer 63 steht mit der Außenat- »5 mosphäre über Öffnungen 64 und 65 in Verbindung, wobei die letztere Öffnung 65 sich in der Verlängerung der Bohrung 58a des Puffers befindet.

Wenn der Puffer 58 richtig arbeitet, wird der Doppelkolben 51 am Ende des unteren Eintreibhubes derart gedämpft, daß der Dichtring 56 an der Kolbenscheibe 54 in Anlage an der inneren Oberfläche des Zylinders 30 bleibt und damit den Zylinder nach unten abdichtet. Dadurch wird verhindert, daß komprimierte Luft an der Kolbenscheibe 54 vorbei in die Kammer 63 und von da durch die Öffnung 64 zur Außenatmosphäre ausströmt. Wenn der Puffer durch Kavitation oder durch Wärmebeanspruchung auf Grund einer großen Schlagfolge des Doppelkolbens abgenutzt wird, wird der Doppelkolben nicht mehr länger in der unteren Endposition Il gedämpft, sondern verschiebt sich bis in die Fehlposition III gemäß F i g. 5. Sobald die Fehlposition 111 eingenommen wird, geht die Abdichtung durch den Dichtring 56 auf der Kolbenscheibe 54 verloren, da dieser über die untere Begrenzung des Zylinders 30 in die Kammer 63 verschoben wird. Sobald der Dichtring 56 eine Lage innerhalb der Kammer 63 einnimmt, tritt Druckluft in die Kammer 63 ein und über die Öffnungen 64 zur Außenatmosphäre aus. Mit dem Abbau der Druckluft bleibt der Doppelkolben in der Fehlposition III infolge der durch die Öffnungen 57 auf die obere Kolbenscheibe 52 gemäß F i g. 5 wirkenden Druckluft liegen. Somit wird, sobald der Doppelkolben die Fehlposition III einnimmt, das Werkzeug in einer Betriebsstellung festgehalten, in der es nicht mehr weiterbe- nutzt werden kann und in der keine Gefahr für eine Beschädigung des Kolbens, des Zylinders oder des Gehäuses besteht. In dieser Fehlposition des Kolbens weiß die Bedienungsperson sofort, daß lediglich der Puffer unbrauchbar geworden ist und daß dieser erneuert werden muß.

In den F i g. 6 bis 8 ist ein weiteres Eintreibwerkzeug 120 dargestellt, bei welchem der Puffer 158 mit einer Vielzahl radial verlaufender Ausnehmungen 158Z> auf seiner Oberseite versehen ist, über welche die Kammer 163 mit der Zentrumsbohrung 158 kommuniziert. Wenn somit der Kolben 151 des Eintreibwerkzeugs 120 die Fehlposition III erreicht, tritt die zwischen den Kolbenscheiben 152 und 154 komprimierte Luft über die Kammer 163, die Ausnehmungen 1586 und die Zenlrumsbohrung 158a zur Außenatmosphäre aus. Unabhängig von der Abnutzung des Puffers 159 bleiben die auf seiner Oberfläche ausgebildeten Ausnehmungen 158 ausreichend groß, um die notwendige Verbindung zwischen der Kammer 163 über die Zentrumsbohrung 158a zur Außenatmosphäre herzustellen. Das Eintreibwerkzeug 120 kann von der abweichenden Gestaltung der vorausstehend beschriebenen Teile abgesehen in derselben Weise aufgebaut sein wie das Eintreibwerkzeug 20.

In den Fig.9 bis 11 ist eine weitere Ausführungsform eines Eintreibwerkzeugs 220 dargestellt, bei dem lediglich der Puffer 258 und der dazu gehörige Gehäuseteil gegenüber dem Eintreibwerkzeug 120 abgeändert ist. Der Puffer ist auf seiner Oberseite mit einem kugelsegmentförmigen Teil versehen, welcher eine oder mehrere radial verlaufende Ausnehmungen 25Sb aufweist. Das Gehäuse, in welchem der Doppelkolben und der Puffer angeordnet sind, unterscheidet sich ebenfalls geringfügig von dem Gehäuse des Eintreibwerkzeugs 120. Jedoch ist die Ausfallsicherung im wesentlichen in derselben Weise ausgebildet und wirksam.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besitzt das Eintreibwerkzeug gemäß den F i g. 12 bis 14 einen anderen konstruktiven Aufbau und unterscheidet sich gegenüber den vorausstehend beschriebenen Werkzeugen in der Weise, daß keine Öffnungen in der Zylinderwand vorgesehen sind, durch welche die Druckluft einerseits in den Zylinder einströmt und andererseits zwischen den Kolbenscheiben 352 und 354 des Kolbens 351 ausströmt. An Stelle der Öffnungen in der Zylinderwand ist der Kolbenschaft hohl ausgebildet und besitzt eine Öffnung auf der Oberseite der Kolbenscheibe 152. Weitere querverlaufende Bohrungen 355a sind zwischen den Kolbenscheiben vorgesehen und verbinden die Zentrumsbohrung 355b mit dem Raum zwischen den beiden Kolbenscheiben. Mit den Bohrungen 355a wirkt ein Einwegventil 355c zusammen, das lediglich ein Einströmen der Luft in den Zwischenraum zwischen den Kolbenscheiben durch die Bohrungen 355a zuläßt.

Im Normalbetrieb des Kolbens 351 zwischen der Ausgangsposition I und der Eintreibposition II fließt Druckluft über die Zentrumsbohrung 3556 und die Bohrungen 355a in den Zwischenraum zwischen den Kolbenscheiben und wird darin festgehalten. Durch den Druckaufbau im Raum zwischen den· Kolbenscheiben erfolgt die Zurückverschiebung des Kolbens in die Ausgangsposition I. Wie das Eintreibwerkzeug 20 ist die abgeänderte Ausführungsform mit einer Kammer 363 versehen, in welche die gespannte Druckluft ausströmt sobald der Kolben 251 eine Fehlposition IH auf Grunc einer Abnützung des Puffers 358 einnimmt Im Gehäuse 323 ist eine Öffnung 364 vorgesehen, die ihrerseits wie der ein Ausströmen der Luft aus der Kammer 363 π die Außenatmosphäre zuläßt.

Aus der vorausgehenden Beschreibung geht hervoi daß die Pufferausfallsicherung gemäß der Erfindung fü alle Eintreibwerkzeuge 20,120, 220 und 320 im Prinzi gleich aufgebaut ist und einen wirksamen Schutz fü wesentliche Konstruktionsteile des Werkzeugs dadurc bietet, daß der Bedienungsperson sofort auffällt, da eine vom Normalbetrieb abweichende Betriebsbedin gung herrscht. Die Pufferausfallsicherung bietet ferne den Vorteil, daß man sofort und ohne das Werkzeu auseinanderzunehmen, feststellen kann, daß der Puffe

beschädigt ist. Auf diese Weise ist es möglich, eine Beschädigung des Puffers einwandfrei festzustellen, so daß ein Auswechseln nur dann erfolgen muß, wenn dies durch die Ausfallsicherung der Bedienungsperson erkennbar gemacht wird. Die spezielle Gestaltung des Eintreibwerkzeugs ermöglicht zusammen mit der erfindungsgemäßen Ausfallsicherung, die Betriebszeiten, während welcher das Eintreibwerkzeug nicht in Benutzung sein kann, erheblich zu verkürzen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (4)

Patentansprüche:

1. Pufferausfallsicherung an einem Druckluftnagler, bestehend aus einem Doppelkolben mit zwei im Abstand zueinander fest angeordneten Koibenscheiben größeren und kleineren Durchmessers, einem nachgiebigen Puffer zum Abfangen des Doppelkolbens am Ende seines Arbeitshubes und mit mindestens einer Einströmöffnung, die im Betriebszustand — d. h. bei nicht zerstörtem Puffer — einen Druckluftvorratsraum mit einem zwischen den Kolbenscheiben liegenden Teil des Zylinderraumes verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Teil des Zylinderraumes in Längsrichtung unmittelbar von den beiden Kolbenscheiben begrenzt und die Kolbenscheibe größeren Durchmessers (52; J52,- 252; 352) dem oberen Totpunkt zugewandt ist, wobei bei übermäßig abgenutztem oder zerstörtem Puffer (58; 158; 258; 358) gegen Ende des Arbeitshubes durch die Kolbenscheibe kleineren Durchmessers (54; 154; 254; 354) mindestens eine Entlüftungsleitung (64; 158a, b; 258a, b; 364) für den Zylinderraum zwischen den Kolbenscheiben freilegbar ist.

2. Pufferausfalisicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsleitung durch eine ringförmige Kammer (63; 163; 263; 363) und mindestens einen von ihr ausgehenden, ins Freie führenden Kanal (64; 158a; 258a; 364) dadurch gebildet wird, daß die Kolbenscheibe kleineren Durchmessers bei übermäßig abgenutztem oder zerstörtem Puffer mit Spiel zwischen Kammerwand und Kolbenscheibe in die ringförmige Kammer eintaucht.

3. Pufferausfallsicherung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Kammer (63; 363) über eine Bohrung (64; 364) in der Gehäusewand mit dem Freien in Verbindung steht.

4. Pufferausfallsicherung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Kammer (163; 263) über Ausnehmungen (158b; 258t) und die Zentrumsbohrung (158a; 258a) des Puffers mit dem Freien in Verbindung stehen.