DE2131752A1

DE2131752A1 - Pneumatischer Nagler

Info

Publication number: DE2131752A1
Application number: DE19712131752
Authority: DE
Inventors: Ramspeck Howard Bob; Obergfell Allen Robert
Original assignee: Duo Fast Corp
Current assignee: Duo Fast Corp
Priority date: 1970-07-15
Filing date: 1971-06-25
Publication date: 1972-01-20
Also published as: DE2131752B2; JPS548473Y2; DE2131752C3; USRE29527E; US3677456A; CA932101A; GB1357748A; JPS5169975U

Description

25. Juni 1971

Dipl. - Ing. 6. «Κ. Schmidt 8000 München 5 Buttermilch««^ 19 _Mein _Zu. _{Ramspeck Case 108}

Fastener Corporation, Franklin Park, Illinois (V.St.A.)

Pneumatischer Nagler

Die Erfindung betrifft einen pneumatischen Nagler mit einem handbetätigbaren Vorsteuerventil, einer durch Aufsetzen des Naglers auf das Werkstück betätigbaren Sicherheitseinrichtung und einer von dem VorSteuerventil sowie der Sicherheitseinrichtung pneumatisch gesteuerten Ventilanordnung, die ihrerseits den Zutritt des Druckmittels zum Naglerantrieb steuert.

Pneumatische Nagler, insbes. solche, die zum Eintreiben großer Nägel oder dergl. dienen, enthalten seit langem Sicherheitseinrichtungen, die verhüten sollen, daß der Nagler vermittels des Auslösers betätigt wird, ohne daß oder bevor er auf ein Werkstück aufgesetzt ist. Diese Sicherheitseinrichtungen funktionieren entweder mechanisch oder pneumatisch. Dabei sind einige so ausgebildet, daß die Sicherheitseinrichtung und tier Auslöser in beliebiger Reihenfolge betätigt werden können, während andere die Betätigung der Sichürheit.-iüinrichtung vor derjenigen das Auslösers erfordern, Diejenigen Nagler, bei denen die Reihenfolge der Betätigung giüichijiiltig , sind geeignet für diü sogenannte Aufaetzbe tat Igung, d, ti, komiuu durch jedesmal igö»5 Aufsetzen auf das Werkstück be~

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trieben werden, während der Auslöser in seiner Auslösestellung festgehalten wird. Diese Aufsetzbetätigung ist vielfach recht erwünscht, da sie eine Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit gestattet.

Geräte mit mechanischen Sicherheitseinrichtungen, die eine Betätigung erst nach Aufsetzen durch den Auslöser gestatten, sind beispielsweise aus der USA-Patentschrift 3 198 412 sowie den Figuren 1 bis 5 der USA-Patentschrift 3 056 965 bekannt. Bei ihnen wird der Auslösehebel in seiner Ruhestellung durch eine mechanische Sperre festgehalten, solange der Nagler nicht auf ein werkstück aufgesetzt ist. Eine solche mechanische Sperre ist naturgemäß ungeeignet für eine Aufsetzbetätigung.

Indessen sind aus den Figuren 6 bis 11 der genannten USA-Patentschrift 3 056 965 sowie aus der USA-Patentschrift 3 194 324 pneumatische Nagler mit mechanischen Sicherheitseinrichtungen bekannt, die vermittels eines verschiebbaren Hebellagers bzw. eines Differentialhebels eine Aufsetzbetätigung gestatten. Bei diesen Geräten kann somit der Auslöser vor der Sicherheitseinrichtung betätigt werden. Nachteilig ist, daß die mechanische Sicherheitseinrichtung, insbes. infolge der außen zumeist freiliegenden mechanischen Verbindungsglieder, verhältnismäßig leicht "überlistet" werden kann oder daß es auf Grund des bei der Betätigung auftreten- * den Rückstoßes zu einer unerwünschten Mehrfachbetätigung kommt.

Desweiteren sind etwa aus den USA-Patentschriften 3 112 489 und 3 252 641 pneumatische Sicherheitseinrichtungen bekannt, bei denen der Nagler auf jeden Fall auf das Werkstück aufgesetzt werden muß, um betätigt werden zu können. Auch bei dieser Art geschieht die Betätigung indessen durch den letzten der beiden Vorgänge, Betätigung des Auslösers oder der Sicherheitseinrichtung, so daß auch hier eine Aufsetzbetätigung möglich ist.

bis ist nun eine wachsende Tendenz festzustellen, für pneumatische Nagler strengers iüehsrhoitsvorschriften zu erlassen, U₁)Li₁-¹J, i'ür solch*}, dl« -müi Eintreiben großer Nagel oder dergl,

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dienen und für eine industrielle Verwendung vorgesehen sind, so daß bei ihnen eine unbeabsichtigte Betätigung eine besonders große Verletzungsgefahr mit sich bringt. Diese Vorschriften sehen u. U. vor, daß nur zwei getrennte, eindeutige Betätigungsmöglichkeiten bestehen, oder aber, daß das Werkzeug nicht betätigt werden kann, sofern es nicht vor Betätigung des Auslösers auf ein Werkstück aufgesetzt ist, schließlich noch, daß das Werkzeug außer Funktion gesetzt wird, wenn es vom Werkstück abgehoben wird, wodurch sich eine Aufsetzbetätigung verbietet. Einige Vorschriften erlauben zwar eine anfängliche Aufsetzbetätigung, jedoch muß danach die weitere Betätigung auf andere Weise erfolgen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Nagler der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem sich all die unterschiedlichen Anforderungen auf besonders zuverlässige Weise und womöglich nur unter geringen Umstellungen beim Zusammenbau des Geräts erfüllen lassen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß im wesentlichen durch ein Steuerventil mit einem druckbeaufschlagbaren Kolbenschieber gelöst, welches das Vorsteuerventil mit der Sicherheitseinrichtung in der Weise verbindet, daß die Ventilanordnung nur dann betätigt werden kann, wenn die Betätigung der Sicherheitseinrichtung vor derjenigen des VorSteuerventils erfolgt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Kolbenschieber vermittels Druckbeaufschlagung über die Sicherheitseinrichtung bzw. das Vorsteuerventil zwischen zwei Positionen verschiebbar, in deren einer er den Zutritt des Druckmittels zum Naglerantrieb gestattet, während er ihn in der anderen Position sperrt. Dabei kann er normalerweise Druckmittel von beiden Seiten her gleichzeitig ausgesetzt sein, wobei ihn die resultierende Kraft in einer Stellung hält, welche die Auslösung des Geräts über das Vorsteuerventil ermöglicht. Wird in diesem Falle jedoch das Vorsteuerventil noch vor der Sicherheitseinrichtung betätigt, so verschwindet eine der beiden auf den Kolbenschieber einwirkenden Druckkräfte, wodurch der Kolbenschieber in eine Sperrlage gebracht wird. Das gleiche geschieht, wenn der Nagler während der Betätigung des Vorsteuerventils

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von dem Werkstück abgehoben wird.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung sind nachfolgend zwei Ausführungsbeispiele derselben an Hand der Figuren beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen abgebrochenen Längsschnitt durch den Nagler gemäß der ersten AusfUhrungsform;

Fig. 2 einen Detailschnitt gemäß der Linie 2-2 in Fig. 1; Fig. 3 einen solchen gemäß der Linie 3-3 in Fig. 1;

Fig. 4 einen etwas schematisierten Ausschnitt aus Fig. 1 mit der Übersichtlichkeit halber um 90 geschwenkt erscheinendem Steuerventil, wobei die Sicherheitseinrichtung in ihrer Ausgangsposition erscheint;

Fig. 5 eine ebensolche Darstellung jedoch mit betätigter Sicherheitseinrichtung;

Fig. 6 eine entsprechende Darstellung, bei der sowohl das Vorsteuerventil als auch die Sicherheitseinrichtung betätigt erscheinen;

Fig. 7 eine ähnliche Darstellung, bei welcher das Steuerventil eine Sperrposition einnimmt, die auf eine Betätigung des VorSteuerventils noch vor der Sicherheitseinrichtung zurückzuführen ist;

Fig. 8 in ebensolcher Darstellung eine andere AusfUhrungsform des Steuerventils, wobei die einzelnen Teile wiederum ihre Ausgangsstellung einnehmen;

Fig. 9 eine Darstellung, nach welcher die Sicherheitseinrichtung betätigt ist;

Fig. 10 eine Darstellung, wonach VorSteuerventil und Sicherheitseinrichtung betätigt sind, um einen Arbeitshub herbeizuführen, und

Fig. 11 eine Darstellung, nach welcher das Steuerventil auf Grund vorzeitiger Betätigung des Vorsteuerventils gesperrt hat.

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Der in Fig. 1 gezeigte Nagler 20 hat ein Gehäuse 22 Mit einem hohlen Griffteil 22A₁ der einen fortlaufend mit Druckmittel gespeisten·Speicherraum 24 bildet. Desweiteren enthält das Gehäuse 22 einen Arbeitszylinder 26, in dem sich gleitfähig ein Arbeitskolben 28 befindet. Der Kolben 28 ist mit dem oberen Ende eines Stößels 30 verbunden. Das untere Ende des Stößels 30 wird gleitfähig von einem Ausstoßkanal 32 innerhalb eines Hundstücks 34 aufgenommen, dem Nägel, Klammern oder dergl. 36 nacheinander aus einem Magazin 38 zugeführt werden. Das an sich offene obere Ende des Zylinders 26 ist normalerweise von einer Platte verschlossen, die das allgemein mit 40 bezeichnete Hauptventil bildet. Diese Platte steht mit einem Auslaßventil 42 in Verbindung. Das letztere weist eine Büchse auf, die in einer Bohrung eines das Gehäuse 22 verschließenden Deckels 44 gleitfähig geführt ist.

Die Arbeitsweise des Naglers 20 oder besser dessen Antriebes, der von dem Zylinder 26 in Verbindung mit de« Kolben 28 gebildet wird, wird gesteuert über eine als Ventil ausgebildete Sicherheitseinrichtung, die in ihrer Gesamtheit mit 46 bezeichnet ist, sowie ein Vorsteuerventil 48. Ein zusätzliches Steuerventil 50 im Anschluß an das Ventil der Sicherheitseinrichtung 46 und das VorSteuerventil 48 erlaubt eine Öffnung des Hauptventils 40 sowie ein Schließen des Auslaßventils 42 zum Eintritt von Druckmittel aus dem Speicherraua 24 in den Zylinder 26 zur Durchführung eines Arbeitshubes nur dann, wenn die Sicherheitseinrichtung 46 durch Aufsetzen des Mundstücks 34 auf ein Werkstück und erst anschließend das Vorsteuerventil 48 betätigt wird· Wird der Nagler 20 im Anschluß an den ersten Arbeitshub von dem Werkstück abgehoben, wodurch die Sicherheitseinrichtung 46 freigegeben wird, während das Vorsteuerventil 48 weiter betätigt bleibt, wie etwa um eine Aufsetzbetätigung herbeizuführen, so setzt das Steuerventil 50 den Nagler außer Funktion, bis das Vorsteuerventil 48 freigegeben wird, um nach Wiederaufsetzen des Hundstücks 34 auf das Werkstück erneut betätigt zu werden.

Der Aufbau und die Arbeitsweise des Naglers 20 abgesehen von

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der Sicherheitseinrichtung und dem Steuerventil 50 sei nachfolgend nur kurz beschrieben, da insoweit auch vielerlei andere, wohlbekannte Antriebssysteme Verwendung finden könnten.

Der Arbeitszylinder 26 hat einen als Kolben wirksamen Bund 26A, der gleitfähig von einem Zylindereinsatz 52 in dem Gehäuse 22 aufgenommen wird. Dabei ist die Oberseite des Bundes 26A fortwährend dem Druckmittel aus dem Speicherraum 24 ausgesetzt. Die Unterseite des Bundes 26A und ein Absatz am unteren Ende des Zylinders 26 befinden sich in einem Raum 54, dem im Ausgangszustand des Naglers Druckmittel durch einen Kanal 56 zugeführt wird, wodurch der Zylinder 26 eine resultierende Kraft erfährt, mit der er nach oben gegen eine elastische Scheibe der Platte des Hauptventils 40 gedrückt wird. Diese Platte selbst wird durch das von oben her auf ihr lastende Druckmittel nach unten gegen die Stirnfläche des Zylinders 26 gedrückt. Dabei bildet die Büchse des Auslaßventils 42 einen Anschlag, der die Abwärtsbewegung der Platte des Hauptventils begrenzt.

ν& den Nagler- bzw. Nagie^aatrieb zu betätigen, wird der Kanal 56 mit Hilfe des Ventils der Sicherheitseinrichtung 46 sowie der Ventile 48 und 50 mit der Atmosphäre verbunden, so daß das von oben her auf dem Bund 26A lastende Druckmittel den Zylinder 26 nach unten führen und seinen oberen Rand von der Platte des Hauptventils 40 trennen kann. Damit vermag Druckmittel nun auch unter die Platte des Hauptventils zu gelangen und diese infolge einer nach oben gerichteten resultierenden Kraft anzuheben, bis das obere Ende 58 der Büchse des Auslaßventils, die einen axialen Kanal 60 aufweist, an einer elastischen Dichtplatte 62 anstößt. Ist dies der Fall, so hat das Auslaßventil geschlossen, d, h. die normalerweise durch den Kanal 60 bestehende Verbindung des Zylinderinneren mit der Atmosphäre unterbunden, während das Hauptventil 40 weit geöffnet hat. Infolgedessen wird der Kolben 28 durch das in dett Zylinder 26 eintretende Druckmittel rasch nach unten getrieben. Bei der Abwärtsbewegung des Zylinders 26 tritt im übrigen eine darin vorgesehene Öffnung 64 mit einer

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Öffnung 66 des Gehäuses 22 in Verbindung, wodurch die unter dem Kolben 28 befindliche Luft entweichen kann. Während der Abwärtsbewegung des Kolbens trifft das untere Ende des Stößels 30 auf einen der Nägel oder dergl. 36 auf und treibt diesen durch den Ausstoßkanal 32 in das Werkstück ein.

Um den Kolben 28 in seine Ausgangsstellung zurückzuführen, lassen die Teile 46, 48 und 50 von neuem Druckmittel durch den Kanal 56 in den Raum 54 gelangen, wodurch der Zylinder 26 nach oben geführt wird. Die Aufwärtsbewegung des Zylinders erfolgt so weit, bis er an der Platte des Hauptventils 40 anstößte, die ihrerseits von dem Deckel 44 aufgefangen wird. Damit gerät die Öffnung 64 außer Verbindung mit der Öffnung 66, so daß der unter dem Kolben 28 liegende Zylinderrema abgeschlossen wird. Unterdessen ist der Zylinder 26 durch das Hauptventil 40 verschlossen, wobei allerdings Druckmittel zwischen der Oberseite des Kolbens 28 und der Platte des Hauptventils eingeschlossen ist. Dieses Druckmittel kann durch eine Anzahl kalibrierter öffnungen 67 zur Atmosphäre hin abfließen, um an der Platte des Hauptventils nunmehr eine überwiegend nach unten gerichtete Kraft hervorzurufen, die diese Platte mitsamt der Büchse des Auslaßventils 42 und dem Zylinder 26 nach unten in die Position nach Fig. 1 zurückführt.

Damit gerät eine weitere Öffnung, 68, am unteren Ende des Zylinders 26 zur Deckung mit einer Öffnung im Anschluß an einen Kanal 70 innerhalb des Gehäuses 22. Wird der Kolben 28 aus seiner Ausgangsstellung herausgeführt, so wird hierdurch ein Ventil 72 geöffnet, welches den Kanal 70 mit einem Kanal 74 verbindet, der ständig Druckmittel aus dem Speicherraum 24 erhält. Auf diese Weise gelangt nun unter Druck stehendes Druckmittel aus dem Speicherraum 24 unter den Kolben 28, der sich am Ende seines Arbeitehubes befindet. Indem der über dem Kolben liegende Teil des Zylinders 28 durch den Kanal 60 nunmehr erntlüftet wird, ist das durch die. Öffnung 68 unter den Kolben eintretende Druckmittel in der Lage, den Kolben in seine Ausgangsstellung zurückzuführen. Ist der Kolben dort angelangt, so kann das Ventilglied des Ventils 72, welches bislang durch den Stößel 30 in seine Öffnungsstellung gedrückt

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wurde, zurückkehren, wodurch kein weiteres Druckmittel durch die Öffnung 68 in den Zylinder 26 gelangen kann. Damit ist ein vollständiger Arbeite- und Rückhub beendet.

Das Steuerventil 50 in Verbindung mit der Sicherheitseinrichtung 46 sowie das Vorsteuerventil 48 steuern wahlweise die abwechselnde Verbindung des Kanals 56 mit der Atmosphäre und * mit dem Speicherraum 24 in Abhängigkeit von den Arbeitsbedingungen, unter denen der Nagler 20 arbeiten soll. Die Sicherheitseinrichtung 46 weist einen Ventilschieber 80 auf, der gleitfähig in einer Hülse 82 innerhalb des Gehäuses 22 geführt ist. Ein in etwa U-förmig gestaltetes Element 84, das mit dem Mittelteil des Ventilschiebers 80 verbunden ist, trägt einen Drahtbügel 86 als Betätigungselement der Sicherheitseinrichtung, der normalerweise etwas über das untere Ende des Mundstücks 34 hervorsteht und mit dem Ventilschieber 80 nach oben verschiebbar ist, indem der Nagler 20 auf ein Werkstück aufgesetzt wird. Diese Bewegung findet entgegen der Kraft einer Druckfeder 88 statt, die an einem Flansch des unteren Endes des Ventilschiebers 80 angreift.

In der Mormal- oder Ausgangsstellung der Sicherheitseinrichtung 46, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, gelangt Druckmittel aus dem Speicherraum 24 durch eine Bohrung 90 in Verbindung mit einer Öffnung 92 des Ventilschiebers 80 unmittelbar in den Kanal 56. Trifft der Drahtbügel 86 auf dem Werkstück auf, wodurch der Ventilschieber 80 entgegen der Kraft der Feder 88 angehoben wird (Fig. 5), so wird die Öffnung 92 von der Hülse 82 abgedeckt, während nun eine Ringnut 8OA des Ventilschiebers den Kanal 56 mit einem Kanal 94 des Gehäuses in Verbindung bringt. Jedesmal wenn der Nagler 20 das Werkstück verläßt, führt die Kraft der Feder in Verbindung mit der Druckbelastung, welcher das freiliegende obere Ende des Ventilschiebers 80 ausgesetzt ist, diesen aus der Betätigungsstellung nach Fig. 5 in seine Ausgangsstellung nach Fig. 1 zurück.

Das Vorsteuerventil 48 wird im dargestellten Fall von einem

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Kugelventil gebildet, dessen Ventilkugel 96 normalerweise auf einem Dichtungsring 98 innerhalb einer Kammer 100 des Gehäuses -22 aufruht. Die Kammer 100 steht oben über einen kurzen Kanal 102 mit dem Speicherraum 24 in Verbindung. In der Ausgangsstellung des Vorsteuerventils gelangt Druckmittel durch den Kanal 102 und die Kammer 100 in einen Kanal 104 (Figuren 1 und 2). Wird ein an dem Gehäuse 22 schwenkbar gelagerter Auslösehebel 106 betätigt, indem er nach der Zeichnung im Uhrzeigersinn verschwenkt wird, so wird hierdurch ein mit Längsrillen versehener Ventilstift 108 angehoben, der nun seinerseits die Kugel 96 anhebt und in die beispielsweise in Fig. 6 gezeigte Position bringt, in welcher der Kanal 102 verschlossen ist. In dieser Position liegt die Kugel nicht mehr auf dem Dichtungsring 98 auf, so daß die Kammer 100 und mit dieser der Kanal 104 durch die Rillen des Ventilstiftes 108 mit der Atmosphäre in Verbindung tritt. Wird der Auslösehebel 106 losgelassen, so bringt der aus dem Speicherraum 24 auf der Kugel 96 lastende Druck die Teile des Vorsteuerventils wieder in ihre Ausgangsstellung, in der sie in Fig. 1 dargestellt sind.

Ein Kolbenschieber 110 (Fig. 2) des Steuerventils 50 steuert das Hauptventil 40 in Abhängigkeit von der Reihenfolge der Betätigung der Sicherheitseinrichtung 46 und des Vorsteuerventils 48. Der Kolbenschieber 110 hat einen dünneren Abschnitt HOA und einen dickeren Abschnitt HOB, und beide Abschnitte werden gleitfähig von entsprechend bemessenen Abschnitten 112A und 112B einer Bohrung 112 des Gehäuses 22 aufgenommen. Die Bohrung 112 erstreckt sich quer durch das Gehäuse hindurch und ist am Ende ihres engeren Abschnittes 112A verschlossen, während am Ende ihres weiteren Abschnittes 112B ein Schraubnippel 114 einen Verschluß bildet. Der Schraubnippel 114 enthält einen Kanal 116, über den der Kanal 104 seitens des Vorsteuerventils 48 alt dem weiteren Abschnitt 112B der Bohrung 112 in Verbindung steht. Dieser weitere Abschnitt 112B ist weiterhin mit dem Kanal 94 verbunden, der zu dem Ventil der Sicherheitseinrichtung 46 führt. Der engere Abschnitt 112A der Bohrung 112 steht über zwei Kanäle 120 und 122 in Verbindung mit

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einer Öffnung 118 (Fig. 3) in der. Hülse 82. Die Öffnung 118 ist so in der Hülse 82 angeordnet, daß sie oberhalb eines Dichtungsringes 124 auf de« Ventilschieber 80 zu liegen kommt, wenn dieser Ventilschieber seine Ausgangsstellung (Figuren 1 und 3) einnimmt, jedoch unter dem Dichtungsring 124 liegt, wenn der Ventilschieber in seine Betätigungsstellung angehoben ist.

Die "richtige" und "unrichtige" Betätigung des Naglers 20 unter Steuerung durch das Ventil 50 ist schematisch in den Figuren 4 bis 7 angegeben. In diesen Figuren erscheint die Bohrung 112 mit dem Kolbenschieber 110 um 90° geschwenkt, so daß sie der besseren Darstellung wegen mit den übrigen Ventilen in einer Ebene liegt. Im normalen Zustand des Naglers 20 und des Ventils 50 tritt Druckmittel aus dem Speicherraum 24 durch die Bohrung 90, die Öffnung 92 und den Kanal 56 in den Baum 54 ein. Dieses Druckmittel wirkt auf den Zylinder 26 von unten ein, um das Hauptventil geschlossen und den Nagler in seiner Ausgangsstellung zu halten. Zusätzlich gelangt Druckmittel aus dem Speicherraum durch die Kanäle 102, 104 und 116 zum weiteren Abschnitt 112B der Bohrung 112. Dieses Druckmittel drückt den Kolbenschieber in die Position nach Figo 4. Weiterhin tritt das dem Abschnitt 112B der Bohrung zugeführte Druckmittel in den Kanal 94 ein und vereinigt sich mit solchem, das aus dem Speicherraum 24 in den Spalt zwischen dem Ventilschieber 80 und der Hülse 82 oberhalb des Dichtungsringes 124 leckt, um in die Kanäle 120 und 122 einzutreten. Dieses Druckmittel wirkt auf das in der Darstellung untere Ende, d. h. auf die Stirnfläche des dünneren Abschnittes des Kolbenschiebers 110 ein. Da jedoch Druckmittel ebenso in dem weiteren Abschnitt der Bohrung 112 auf die andere, größere Stirnfläche des Kolbenschiebers gelangt, wird dieser in der Position nach Fig. 4 gehalten.

Es sei nun angenommen, daß der Nagler 20 in der richtigen Weise betätigt wird, d. h. indem zunächst das Mundstück 34 auf das Werkstück aufgesetzt und danach das Vorsteuerventil betätigt wird. Beim Aufsetzen auf das Werkstück wird der Drahtbügel 86 (Fig. 1) alt dem damit verbundenen Ventilschieber 80 aus der in

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Fig. ö gestrichelt gezeichneten Position nach oben in die ausgezogen dargestellte Position geführt. In dieser Position ist die öffnung 92 durch die Hülse 82 verschlossen, womit der Zutritt des Druckmittels aus dem Speicherraum 84 in den Kanal 86 gesperrt ist. Stattdessen tritt jedoch die Ringnut 8OA des Ventilschiebers mit dem Kanal 56 in Verbindung, so daß dieser aus dem Speicherraum 24 weiterhin Druckmittel über die Kanäle 102, 104,116 und 94 erhält. Desweiteren ist bei der Aufwärtsbewegung des Ventilschiebers 80 in die Stellung nach Fig. 5 der Dichtungsring 124 über die Öffnung 118 in der Hülse 82 hinweggetreten. Auf diese Weise kann das zuvor in den weiteren Abschnitt 112A der Bohrung 112 gelangte Druckmittel über die Kanäle 120 und 122 und durch den Spalt zwischen dem Ventilschieber 80 und der Hülse 82 unterhalb des Dichtungsringes 124 ins Freie entweichen. Infolgedessen erlischt die pneumatische Druckkraft, die zunächst auf die Stirnfläche des dünneren Abschnittes HOA des Kolbenschiebers 110 eingewirkt hat. So wird zwar durch den Ventilschieber 80 der Sicherheitseinrichtung der Nagler 20 nicht betätigt, jedoch die Steuerung der Druckmittelzufuhr zum Raum 54 gleichsam auf das Vorsteuerventil 98 übertragen, wobei die bis dahin auf den Kolbenschieber 110 einwirkende Vorspannkraft erlischt.

Nunmehr kann der Nagler 20 durch Betätigung des Vorsteuerventils 48 unter Verschwenken des Auslösehebels 106 von der in Fig. 6 gestrichelt gezeichneten in die ausgezogen dargestellte Stellung in Betrieb gesetzt werden. In dieser letzten Position des Auslösehebels wird der Ventilstift 108 mitsamt der Kugel 96 angehoben, so daß diese den Kanal 102 verschließt. Bei Verlassen des Dichtungsringes 98 hat die Kugel 96 die Verbindung des Kanals 104 über die Rillen des Ventilstiftes 108 zur Atmosphäre freigegeben. Damit tritt auch der Raum 54 über den Kanal 56, die Ringnut 8OA, den Kanal 94, den weiteren Abschnitt der Bohrung 112 und den Kanal 116 mit der Atmosphäre in Verbindung. Somit wird der Zylinder 26 auf die beschriebene Weise nach unten geführt und leitet einen Arbeitshub ein. Die Stellung des Kolbenschiebers 110 ändert sich unterdessen nicht, obgleich der weitere Abschnitt der Bohrung 112 entlüftet wird, da ja inzwischen auch der enger· Abschnitt der Boh-

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rung nit der Atmosphäre in Verbindung steht. In diesem Zustand verbleiben die Teile, bis entweder die Sicherheitseinrichtung 46 oder das Vorsteuerventil 48 freigegeben wurde.

Nimmt man nun an, daß die Bedienungsperson des Naglers eine Aufsetzbetätigung herbeiführen möchte, wozu sie bei weiterhin niedergedrücktem Auslösehebel 106 das Mundstück 34 von dem Werkstück abheben muß, so kehrt die Sicherheitseinrichtung 46 nach Fig. 7 in ihre Ausgangsstellung zurück. D. h., daß sich der Ventilschieber 80 nach unten bewegt und Druckmittel aus dem Speicherraum 24 durch die Bohrung 90 und die Öffnung 92 erneut in den Kanal 56 eintreten kann. Dieses Druckmittel treibt den Zylinder 26 nach oben, so daß auch der Kolben 28 in seine Ausgangsstellung zurückkehrt. Gleichzeitig aber versperrt nun der Dichtungsring 124 die Verbindung der Öffnung 118 mit der Atmosphäre, während Druckmittel aus dem Speicherraum 24 durch den Spalt zwischen dem Ventilschieber 80 und der Hülse 82, durch die Öffnung 118 sowie die Kanäle 120 und 122 hindurch in den engeren AbschnittU2A der Bohrung 112 gelangt. Da das Vorsteuerventil 48 weiterhin betätigt bleibt, womit der Kanal 102 verschlossen ist, bleibt der weitere Abschnitt 112B der Bohrung 112 unter Atmosphärendruck, so daß der in dem engeren Abschnitt der Bohrung herrschende Druck den Kolbenschieber 110 in die in Fig. 7 gezeigte Stellung treibt. In dieser dichten die beiden Dichtungsringe auf dem dickeren Abschnitt des Kolbenschiebers einerseits die Kanäle 116 und 104 sowie andererseits den Kanal 94 ab.

Wird nun versucht, einen neuen Arbeitshub dadurch auszulösen, daß das Mundstück 34 erneut auf das Werkstück aufgesetzt wird, so wird über den Bügel 86 der Ventilschieber 80 in die Position gemäß Fig. 6 nach oben geführt. Hierdurch wird die Zufuhr von Druckmittel aus dem Speicherraum 24 durch die Öffnung 92 hindurch unterbunden, wobei gleichzeitig der Dichtungsring 124 wieder über die Öffnung 118 gelangt, so daß das in dem engeren Abschnitt 112A der Bohrung 112 vorhandene Druckmittel auf die beschriebene Weise in die Atmosphäre entweichen kann. Ob-

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gleich nun also die Ringnut 80Δ des Ventilschiebers 80 die Kanäle 56 und 94 erneut in Verbindung bringt, kann das Druckmittel aus dem Kaum 54 nicht entweichen, da der Kanal 94 durch den Kolbenschieber 110 nach Fig. 7 weiterhin verschlossen ist. So kann kein neuer Arbeitshub stattfinden.

Der Nagler 20 kann nur dadurch wieder betätigt werden, daß der Auslösehebel 106 und mit diesem das Vorsteuerventil 48 zwischenzeitlich freigegeben wird. Geschieht dies, so wird die Kugel 96 durch den auf ihr lastenden Druck wieder auf den Dichtungsring 98 gedrückt, wodurch sie den Austritt zur Atmosphäre verschließt, während gleichzeitig durch den Kanal 102 Druckluft in den Kanal 104 eintreten kann, um auf die größere Stirnfläche des Kolbenschiebers 110 einzuwirken. Damit wird der Kolbenschieber 110 nach unten in Fig. 6 in seine Ausgangsstellung zurückgeführt. Ist dies geschehen, so tritt Druckmittel über die Kanäle 104 und 116 in den Kanal 94 über. Da auch die Sicherheitseinrichtung 46 betätigt, d. h. der Ventilschieber 80 angehoben ist, gelangt dieses Druckmittel über die Ringnut 8OA auch in den Kanal 56 und hält den Nagler in Bereitschaft für einen erneuten Arbeitshub. Wird nun das Vorsteuerventil 48 betätigt, so nehmen die Teile ihre Stellung nach Fig. 6 ein, wodurch auch die entsprechende Arbeitsweise erfolgt.

Um die Vorgänge auf Grund der Betätigung der Sicherheitseinrichtung 46 und des Vorsteuerventils 48 in der richtigen Reihenfolge weiterlzu veranschaulichen, sei angenommen, daß sich die Teile zunächst in der Stellung nach Fig. 4 befinden. Wird das Vorsteuerventil 48 nunmehr betätigt, wobei es in die Position nach Fig. 7 gelangt, ohne daß die Sicherheitseinrichtung 46 vorher betätigt wird, die damit gleichfalls die Stellung nach Fig. 7 einnimmt, so geraten durch Betätigung des VorSteuerventils, bei welcher die Kugel 96 den Kanal 102 verschließt, die Kanäle 104 und 106 unter Atmosphärendruck. Da die Sicherheitseinrichtung 46 nicht betätigt ist, befindet sich auch der Dichtungsring 124 des Ventilschiebers 80 unterhalb der öffnung 118, so daß Druckmittel in den engeren Abschnitt 112A der Bohrung 112 gelangt. Damit wird

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der Kolbenschieber 110 in die Stellung gemäß Fig. 7 nach oben verschoben und verschließt die Kanäle 94 und 104. Auf diese Weise kann der Kanal 94 nicht nachträglich mit der Atmosphäre in Verbindung gebracht werden, und eine nachträgliche Betätigung der Sicherheitseinrichtung 46, wodurch diese in die Stellung nach Fig. 5 und 6 gerät, kann keinen Arbeitshub auslösen. Dies kann also nur dann geschehen, wenn zunächst das Mundstück 34 auf das Werkstück aufgesetzt und erst danach das Vorsteuerventil 48 betätigt wird.

In den Figuren 8 bis 11 ist ein andersartiges Steuerventil 130 in Verbindung mit einem ebenso abgewandelten Ventil der Sicherheitseinrichtung, 132, gezeigt. Auch diese Anordnung verhütet eine Betätigung des Naglers 20, wenn die Sicherheitseinrichtung 132 nicht vor dem Vorsteuerventil 48 betätigt wird. Ebenso macht sie eine Aufsetzbetätigung unmöglich. Das Vorsteuerventil 48 ist identisch mit demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels.

Die Sicherheitseinrichtung 132 weist einen Ventilschieber 134 auf, der gleitfähig von einer Bohrung 136 des Gehäuses 22 aufgef^imen wird, im übrigen aber in der gleichen Weise wie vorher über ein Element 84 mit dem Drahtbügel 86 in Verbindung steht. Der Ventilschieber 134 trägt vier in Abständen hintereinanderliegende Dichtungsringe 138, 140, 142 und 144. Ein Kanal 146 des Gehäuses 22 steht einerseits mit der Atmosphäre und andererseits mit der Bohrung 136 in Verbindung.

Das Steuerventil 130 enthält einen Kolbenschieber 148, der gleitfähig in einer Bohrung 150 des Gehäuses geführt ist und in der Nähe seiner beiden Enden je einen Dichtungsring 152 bzw. 154 trägt. Die Stellung des Kolbenschiebers 148 ist abhängig von der Betätigung der Sicherheitseinrichtung 132 und des Vorsteuerventils 48, um sicherzustellen, daß der Nagler nicht mit Aufsetzbetätigung betrieben oder ohne vorherige Betätigung der Sicherheitseinrichtung 132 durch das Vorsteuerventil 48 in Gang gesetzt werden kann.

Im Ausgangszustand (Fig. 8) tritt Druckluft von dem Speicher-

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raum 24 durch einen Kanal 156 sowie den von den Dichtungsringen 152 und 154 eingeschlossenen Raum zwischen der Wand der Bohrung 150 und dem Kolbenschieber 148 zu einem Kanal 158 über. Ein Zweig des Kanals 158 führt das Druckmittel durch den von den Dichtungsringen 140 und 142 eingeschlossenen Ringraum innerhalb der Bohrung 136 zu dem Kanal 56, so daß der Raum 54 unter Druck gesetzt wird, um den Zylinder 26 in seiner angehobenen Stellung zu halten. Ein anderer Zweig des Kanals 158 liefert Druckmittel durch den zwischen den Dichtungsringen 138 und 140 eingeschlossenen Ringraum innerhalb der Bohrung und einen Kanal 159 zum einen Ende des Kolbenschiebers 148. Das andere Ende der Bohrung 150 steht über einen Kanal 160 sowie den Kanal 102 und das Vorsteuerventil 48 mit dem Speicherraum 24 in Verbindung. Auf diese Weise sind die gleichen Flächen an beiden Enden des Kolbenschiebers 148 beide dem gleichen Druck ausgesetzt.

Es sei nun angenommen, daß die Sicherheitseinrichtung 132 und das Vorsteuerventil 48 des Naglers 20 in der richtigen Reihenfolge betätigt werden, daß also der Drahtbügel 86 (Fig. 1) zunächst durch Aufsetzen des Mundstücks 34 auf ein Werkstück angehoben wird. Damit wird der Ventilschieber 134 aus der in Fig. 9 gestrichelt gezeichneten Position nach oben in die ausgezogen gezeichnete Position verschoben. In dieser wird Druckluft, die dem unteren Ende der Bohrung 150 durch den Kanal 160 zugeführt wird, weiter durch einen Kanal 162 und den von den Dichtungsringen 142 und 144 eingeschlossenen Ringraum innerhalb der Bohrung 136 an den Kanal 56 weitergegeben. Damit wird der Zylinder 26 weiterhin in seiner angehobenen Stellung gehalten. Beim Anheben des Ventilschiebers 134 ist der Dichtungsring 142 zwischen die Mündungen der Kanäle 56 und 158 in der Bohrung 136 getreten, wodurch der vorausgehende Übertritt des Druckmittels zum Kanal 56 unterbunden ist. Desweiteren ist der Dichtungsring 140 an eine Stelle zwischen dem oberen Zweig des Kanals 158 und dem Kanal 159 gelangt, und gleichzeitig ist der letztere über den von den Dichtungsringen 138 und 140 eingeschlossenen Ringraum mit dem ins Freie führenden Kanal 146 in Verbindung getre-

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ten, wodurch das obere Ende des Kolbenschiebers 148 nun keine Druckbeaufschlagung mehr erfährt.

Wenn nun durch Verschwenken des Auslösehebels 106 gemäß Fig. 10 das Vorsteuerventil 48 betätigt wird, wobei die Kugel den Kanal 102 am unteren Ende verschließt, so gelangt kein Druckmittel mehr in den Kanal 160. Vielmehr wird dieser über die Rillen des Ventilstiftes 108 entlüftet. Auf diese Weise ent- · schwindet das Druckmittel auch aus dem Raum 54, in/dem es durch

.Raum
den/zwischen den Dichtungsringen 142 und 144, den Kanal 162 und das untere Ende der Bohrung 150 abfließen kann. Da der Kolbenschieber 148 in diesem Falle von beiden Enden her keiner Druckkraft mehr unterliegt, wird er durch Reibung seiner Dichtungsringe 152 und 154 an der Wand der Bohrung 150 in seiner vorherigen Lage festgehalten. Entweder durch Freigabe des VorSteuerventils 48, wodurch Druckmittel erneut über den Kanal 102 und die Kanäle 160 und 162 in den Kanal 56 übertritt, oder durch Freigabe der Sicherheitseinrichtung 132, die den Eintritt des Druckmittels über die Kanäle 156 und 158 in den Kanal 56 ermöglicht, kann der Ausgangszustand des Geräts wiederhergestellt werden, bei dem das Hauptventil 40 geschlossen hat.

Nimmt man nun an, daß eine Aufsetzbetätigung dadurch versucht wird, daß der Auslösehebel 106 gemäß Fig. 10 niedergedrückt gehalten wird, während das Mundstück 34 von dem Werkstück abgehoben wird, so kehrt der Ventilschieber 134 von seiner Betätigungsstellung nach Fig. 10 in die Ausgangsstellung nach Fig. 8 zurück. Damit kann erneut Druckmittel von dem unteren Zweig des Kanals 158 in den Kanal 56 gelangen, um das Hauptventil 40 zu schließen und das Auslaßventil 42 zu öffnen. Desweiteren fließt Druckmittel über den oberen Zweig des Kanals 158 zum oberen Ende des Kolbenschiebers 148, während die Verbindung mit der Atmosphäre durch den Dichtungsring 138 gesperrt wird. Infolgedessen bewegt sich der Kolbenschieber 148 nunmehr abwärts, da er nach wie vor an seinem unteren Ende keine Gegenkraft findet. Dieser Zustand ist in Fig. 11 gezeigt. In dieser Position des Kolbenschiebers 148 kommt sein unterer Dichtungsring 154 zwischen den Mündungen der Kanäle 160 und 162 zu liegen, wodurch die Ver-

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bindung des letzteren mit der Atmosphäre erlischt. Weiterhin befindet sich der Dichtungsring 142 des VentilSchiebers 134 zwischen den Mündungen der Kanäle 56 und 162, so daß auch hierdurch bereits eine Entlüftung des Raumes 54 unmöglich gemacht würde. Statt dessen kann nun in der gezeigten unteren Stellung des Kolbenschiebers 148 Druckmittel aus dem Kanal 156 durch den zwischen den Dichtungsringen 152 und 154 befindlichen Ringraum innerhalb der Bohrung 150 zu den Kanälen 162 und 158 gelangen.

Wird nun ein Versuch unternommen, den Nagler durch Aufsetzen auf das Werkstück erneut zu betätigen, so wird hierdurch der Ventilschieber 134 nach oben bewegt, wobei der Dichtungsring zwischen die liündung des unteren Zweiges des Kanals 158 und den Kanal 56 tritt. Damit wird der Zustrom von Druckmittel aus dem Kanal 58 zum Raum 54 unterbunden. Indessen tritt der Kanal 162 mit dem Kanal 56 über einen Teil der Bohrung 136 in Verbindung, der zwischen den Dichtungsringen 142 und 144 liegt, während der Kanal 162 selbst Druckmittel aus dem Kanal 156 erhält. Auf diese Weise steht der Raum 54 unter Druck, so daß kein Arbeitshub stattfinden kann.

Die einzige Weise, in der das Werkzeug in Betrieb gesetzt werden kann, besteht darin, das Vorsteuerventil 48 freizugeben und darauf erneut zu betätigen. Bei der Freigabe des VorSteuerventils legt sich die Kugel 96 auf den Dichtungsring 98, um die Verbindung des Kanals 160 mit der Atmosphäre zu unterbinden, während dieser Kanal über den Kanal 102 aus dem Speicherraum 24 Druckmittel erhält. Da der Ventilschieber 134 angehoben ist, unterliegt die obere Stirnfläche des Kolbenschiebers 148 dem Außendruck. Somit kann das durch den Kanal 160 zugeführte Druckmittel den Kolbenschieber 148 anheben, wodurch er in die Position nach den Figuren 8 bis 10 gerät. Dies wieder hat zur Folge, daß die Verbindung zwischen den Kanälen 156 und 162 unterbunden wird, während der Kanal 162 aus dem Kanal 160 Druck erhält. Mithin verbleibt das Werkzeug in seinem Ausgangszustand. Bei erneuter Betätigung des Vorsteuerventils wird der Kanal 160 entlüftet und der Nagler in der angegebenen Weise in Betrieb gesetzt.

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Befindet er sich im Ausgangszustand, so verhindert das Steuerventil 130 einen Arbeitshub, wenn das Vorsteuerventil 48 vor der Sicherheitseinrichtung 132 betätigt wird. Wenn nämlich die Betätigung des Vorsteuerventils (Fig. 11) erfolgt, während die Sicherheitseinrichtung 132 freigegeben ist, so gelangt Druckmittel vom oberen Zweig des Kanals 158 und den Kanal 159 auf die Oberseite des Kolbenschiebers 148, während das untere Ende seiner Bohrung 150 entlüftet wird. Demgemäß bewegt sich der Kolbenschieber 148 in die Lage nach Fig. 11. Bei dieser ist eine Verbindung zwischen den Kanälen 160 und 162 unterbunden, während der Kanal 162 mit dem unter Druck stehenden Kanal 156 in Verbindung tritt. So wird der Druck in dem Raum 54 aufrechterhalten, und das Hauptventil 40 bleibt geschlossen. Der Nagler kann dann lediglich durch Betätigung der Sicherheitseinrichtung 132 sowie Freigabe und anschließende Neubetätigung des Vorsteuerventils 48 in Betrieb gesetzt werden.

- Patentansprüche 109884/0188

Claims

25. Juni 1971 Hein Z.: Ramspeck Case 108

Patentansprüche

Pneumatischer Nagler mit einem handbetätigbaren Vorsteuerventil, einer durch Aufsetzen des Naglers auf das Werkstück betätigbaren Sicherheitseinrichtung und einem von dem Vorsteuerventil sowie der Sicherheitseinrichtung pneumatisch gesteuerten Ventilanordnung, die ihrerseits den Zutritt des Druckmittels zum Naglerantrieb steuert, gekennzeichnet durch ein Steuerventil (50, 130) mit einem druckbeaufschlagbaren Kolbenschieber (110, 148), welches das Vorsteuerventil (48) mit der Sicherheitseinrichtung (46, 137) in der Weise verbindet, daß die Ventilanordnung (40, 42) nur dann betätigt werden kann wenn die Betätigung der Sicherheitseinrichtung vor derjenigen des Vorsteuerventils erfolgt.
2. Nagler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Kolbenschieber (110, 148) zwischen einer ersten Position (Figuren 4 und 8), welche den Zutritt des Druckmittels zu dem Naglerantrieb gestattet, und einer zweiten Position (Fig. 7 und beweglich ist, in welcher der Zutritt des Druckmittels zum Naglerantrieb gesperrt ist.
3. Nagler nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch seitens der Sicherheitseinrichtung (46, 132) bzw. des Vorsteuerventils (48) an den Kolbenschieber (110, 148) heranführende Kanäle (104, 120; 159, 160), über welche die Bewegung des Kolben-Schiebers in die eine oder andere Position steuerbar ist.
4. Nagler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Vorsteuerventil (48) zwei Position einzunehmen vermag, in deren einer es eine Seite (HOB; Unterseite von 148) des Kolbenschiebers (110, 148) mit dem Druckmitteleintritt (Speicherraum 24) und in deren anderer es die gleiche Seite des KoI-

benschiebers mit der Atmosphäre verbindet.

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5. Nagler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Kolbenschieber (110, 148) einer Vorspannkraft ausgesetzt ist, die ihn in seine zweite Position (Figuren 7 und 11) zu führen sucht, und daß das Vorsteuerventil (48) in seiner Ausgangsstellung die betreffende Seite (HOB; Unterseite von 148) des Kolbenschiebers mit dem Druckmitteleintritt (Speicherraum 24)

• verbindet, um den Kolbenschieber entgegen der Vorspannkraft in seiner ersten Position zu halten.
6. Nagler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß mit der Sicherheitseinrichtung (46, 132) die Vorspannkraft außer Funktion setzbar ist.
7. Nagler nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennze lehnet, daß die Vorspannkraft vermittels eines Kanals (120, 159) auf den Kolbenschieber (110, 148) aufbringbar ist, der entweder mit dem Druckmitteleintritt (Speicherraum 24) oder mit der Atmosphäre verbunden werden kann, und daß die Sicherheitseinrichtung (46, 132) ein Ventil (80, 134) aufweist, welches diesen Kanal steuert.
8. Nagler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Kolbenschieber (110) von einem Differentialkolben gebildet wird.
9. Nagler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Kolbenschieber von einem normalen, doppelseitig beaufschlagbaren Kolben (148) gebildet wird.
10. Nagler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß er einen Kanal (56, 94; 56, 158, 162) enthält, über den die Ventilanordnung (40, 42) und der Kolbenschieber (110, 148) entweder mit dem Druckmitteleintritt (Speieherraum 24) oder mit der Atmosphäre zu verbinden ist, und daß der Durchtritt durch diesen Kanal durch den Kolbenschieber selbst steuerbar ist.

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