DE2223999C2 - Einlaß- und Auslaßventilanordnung für den Arbeitshubraum eines Druckluftnaglers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einlaß- und Auslaßventilanordnung" für den Arbeitshubraum eines Druckluftnagler mit einem die Bewegung des Ein-

laßventils steuernden, durch einen Auslösehebel betätigbaren Steuerventil und mit einem Einlaßventiischließkörper in Form eines Ringkolbens mit gleich "rotten, von Druckluft beaufschlagbaren Ober- und Unterseiten.

Ventile für den Einlaß der Druckluft in den Arbeitszylinder zur Auslösung des Arbeitshubes durch den Arbeitskolben sind vielfach als Diffcrenz-Druckkoiben verschiedener Ausbildungsformen ausgeführt. Ebenso bekannt ist es, daß Einlaßventil mit einer

so mechanischen Feder zu kombinieren, deren Kräh geringer ist als die Öffnungskraft des Ventils, wodurch jedoch nach vollzogenem Arbeitshub das Einlaßventil wieder schließen kann. Differenz-Druckkolben bieten dem Druck unterschiedlich große Flächen.

s5 Die Druckfläche der Kolbenoberseitc ist größer als die der Unterseite, so daß der Kolben nach Beendigung des Arbeitshubes durch das öffnen des Steuerventils oder einer ähnlichen Vorrichtung zum Schließen son oben beaufschlagt werden kann. Ein als Dif-

ferenz-Druckkolben ausgebildetes Einlaßventil kann erst wieder von seinem Sitz abheben, wenn seine Oberseite entlüftet und der Druck aus dem Druckluftvorratsraum ausreicht, den Differenz-Druckko!- ben nach oben zu schieben. Differenz-Druckkolben

benötigen mehr Platz als normale Kolben. Der Arbeitsaufwand zur Herstellung der abgesetzten Flächen ist groß, ebenso nachteilig sind die unbedingt notwendigen Fertigungsgenauigkeiten. Auf den Kolben wirkende Kippmomente müssen durch eine hohe

Genauigkeit der Laufflächen zueinander berücksichtigt werden. Da axiale Fertigungsgenauigkeiten auch bei einem verhältnismäßig großen Arbeitsaufwand nicht ganz zu vermeiden sind, muß ein entsprechendes Übermaß im Sitz eingehalten werden. Bei der

Verwendung einer mechanischen Fedei in Kombination mit einem normalen Kolben ist erfahrungsgemäß mit einer hohen Bruchgefahr der Feder zu rechnen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einlaß- und Auslaßventilanordnung der eingangs genannten Art

so zu gestalten, daß ihre Herstellung wesentlich einfacher ist als die der Differenz-Druckkolben. Die Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit und die Gefahr von Defekten während des Betriebs sollen wesenilich geringer sein.

Die erfindungsgemäße Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daß dem Einlaßventilschließkörper ein vom Steuerventil steuerbarer Steuerkolben zugeordnet ist, der im Schließsinne durch den Steuerdruck des Einlaßventils an den Einlaßventilschließkörper anlegbar ist. Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal hat der Stellkolben die Form eines Ringkolbens, dessen dem Einlaßventilschließkörper zugewandte Mittenbohrung einmal abgesetzt ist, wobei der Ringraum dieses Absatzes durch eine Dichtung in einen ständig entlüfteten Raum und einen Steuerraum aufgeteilt ist. Um im drucklosen Zustand das Einlaßventil geschlossen zu halten, ist eine den Einlaßventilschließkörper auf seinen Sitz drückende Feder vor-

•esehcn, deren Kraft kleiner ist als die durch dun Einlaßventilschließköiper während des öffnens inolgc der Druckluftbeaufschlagung entwickelte Kraft. Der Arbeitszylinder kann auf verschiedene Weise entlüftet werden. Maßgebend ist nicht nur die Anardnurig der Entlüftungsöffnun^-n, sondern auch die zur Steuerung der Entlüftung gehörigen Steuerelemente. So ist es möglich, daß zur Entlüftung im Zylinderkopf angebrachte Auslaßöffnungen durch eine strahlen- bzw. sternförmige Dichtscheibe abdeckbar sind, wobei zur Entlüftung der Einlaßventilschließkörper mit seiner inneren Kante hinter die Dichtscheibe greift, um die Auslaßöffnungen freizulegen. Auch ist der Arbeitszylinder über im Einlaßventüschließkörper und in der Gehäusewand befindliche Bohrung epilüftbar. Eine ähnliche Entlüftung ist durch radiai im Zylinderkopf angeordnete Bohrungen möglich, wobei in diesem Fall auf Bohrungen im Einlaßventilschließkörper selbst verzichtet werden kann. Nach einem weiteren erfindungsgemäßen ao Merkmal kann im Z' ^:inderkopf eine lotrechte, in eine zylinderähnliche Kammer mündende Mittenbohrung angeordnet sein und zur Steuerung des Entlüftungsvorgangs eine mit Verbindungsöffnungen versehene Buchse oder Hülse dienen, in welcher ein federbelasteter, mit Entlüftungsbohrungen versehener Hohlkolben eingesetzt ist, dessen Unterseite über das Steuerventil von Druckluft beaufschlagbar ist. Eine im Zylinderkopf angeordnete lotrechte Mittenbohrung, welche eine Verbindung zwischen dem Arbeitszylinder-Innenraum und der Außenluft herstellt, kann von einem die Mittenbohrung kreuzenden und fcderbelasteten Kolben verschließbar sein, dessen Unterseite über das Steuerventil von Druckluft beaufschlagbar ist.

Die Einzelteile des erfindungsgemäßen Einlaß- und Auslaßventilanordnung lassen sich in einem kleinen Raum unterbringen. Dadurch können die öffnungs- und Schließkräfte sehr gering gehalten werden. Es sind nur minimale Entlüftungsmengen notwendig, wodurch sich hohe Arbeitsgeschwindigkeiten der Anordnung ergeben.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit unterschiedlichen Entlüftungselementen schemalisch dargestellt und erläutert.

Es zeig;

F i g. 1 die Gesamtansicht eines Druckluftnagler,

zum Teil im Schnitt,

F i g. 2 einen Ausschnitt des Gerätes nach F i g. mit durch eine strahlenförmige Dichtscheibe abdeckbaren Auslaßöffnungen,

F i g. 3 die Ausführung gemäß F i g. 2, jedoch mit geschlossenen Auslaßöffnungen,

F i g. 4 Entlüftungsbohrungen in der Gehäusewand,

Fig. 5 die Anordnung gemäß Fig. 4 bei geöffnetem Einlaßventil,

Fig. 6 radial gerichtete Auslaßöffnungen im Zylinderkopf,

F i g. 7 die Anordnung gemäß F i g. 6.

Fig. 8 eine lotrechte Entlüftungsöffnung im Zylinderkopf mit einem federbelasteten Stcuerkolben,

Fig.9 die Anordnung gemäß Fig. 8 bei geöffnetem Einlaßventil,

Fig. 10 einen Steuerkolben zur Unterbrechung einer lotrechten Mittenbohrung als Auslaßöffnung,

Fig. 11 die Anordnung gemäß Fig. 10 bei geöffnetem Einlaßventil und

F i g. 12 die Ansicht von unten auf den Zylinc.erkopf gemäß F i g. 2 und 3.

Der Druckluftnagler 1 (Fig. 1) besteht aus dem Gehäuse 2, welches im hinteren Bereich als Handgriff ausgebildet ist und einen DruckluftanscMußs:utzen3 trägt. Im vorderen Teil ist der Arbeitszyiinder 4 mit dem Arbcitskolben 5, dem abschließenden Zylinderkopf 6 und dem an der Unterseite des Arbeitskolbens 5 angebrachten Stößel 7 zum Eintreiben von Befestigungsmitteln angeordnet. Der harte Aufprall des Kolbens 5 soll durch den Puffer 8 gedämpft werden, über einen Auslösehebel 9 ist ein Steuerventil 10 zur Steuerung der Bewegung des Einlaßventilschließkörpers 11 betätigbar. Unterhalb des Gehäuses 2 ist ein Magazin 13 zur Aufnahme der in ein Werkstück einzutreibenden Befestigungsmittel angeordnet. Oberhalb des als Ringkolben mit gleichen Ober- und Unterseiten ausgebildeten Einlaßventilschließkörpers 11 befindet sich der Stellkolbcn 12, der an seinen Innenseiten über Dichtungsringe 13 und 14 gegen den Zylinderkopf 6 abgedichtet ist. Der Stellkolben hat die Form eines Ringkolbens, dessen dem Einlaßventilschließkörper zugewandte Mittenbohrung einmal abgesetzt ist, wobei die Dichtung 13 den Ringraum dieses Absatzes in einen ständig entlüfteten Raum 40 und einen Steuerraum 41 aufteilt. Zwischen der Außenseite des Stellkolbens 12 und der Gehäusewand2 ist ein Ringspalt 15 (Fig.2 und 3) eingehalten, der über einen Kanal 16 mit dem Steuerventil 10 verbunden ist. Die obere Stirnseite des Stellkolbens 12 ist durch eine Druckfeder, im gezeigten Beispiel als Tellerfeder 17 ausgebildet, belastet. Die Entlüftungsbohrung 18 oberhalb des Steuerventils 10 sorgt bei dessen entsprechender Stellung für eine Entlastung des Einlaßventilschlicßkörpers 11 und des Stellkolbens 12. Zur Entlüftung des Arbeitszylinders 4 sind im Zylinderkopf 6 Bohrungen vorgesehen, die über eine öffnung 20 im Abschlußdeckel 21 eine Verbindung zur Außenluft herstellen. Durch eine strahlen- oder sternförmig ausgebildete Dichtscheibe 22 sind die Entlüftungsbohrungen wählend des Arbeitshubes verschließbar. Mit einer absatzförmigen Ausklinkung 11 α kann zur Betätigung der Dichtscheibe 22 der Einlaßventilschließkörper 11 beim Herabdrücken auf seinen Sitz die strahlenförmigen Enden der Dichtscheibe 22 nach unten drücken und damit die Auslaßöffnungen 19 öffnen. Die Dichtscheibe ist federnd ausgebildet, so daß während des Arbeitshubes beim Anheben des Einlaßventilschließkörpers 11 die Auslaßöffnungen selbsttätig abgedichtet werden. In der Ausführung gemäß F i g. 4 und 5 kann der Arbeitszylinder 4 über im Einlaßventilschließkörper 11 und in der Gehäusewand 2 angebrachte Entlüftungsbohrungen 23 bzw 24 entlüftet werden. Um den Durchtritt der Druckluft aus dem Arbeitszylinder zu gewährleisten, sine die unteren Kanten des topfförmig ausgebildeten Zy Iinderkopfs6 mit Abschrägungen 6 a versehen, wäh rend der innere Umfang des ringkolbenförmig ausge bildeten Einlaßventilschließkörpers 11 mit einer Um laufnut 11/? versehen ist. Statt der Entlüftungsboh riiiigen 24 in der Gehäusewand 2 sind in der Ausfüh rung nach den F i g. 6 und 7 im Zylinderkopf 6 radic gerichtete Entlüftungsbohrungen 25 vorgesehen. Di übrigen Teile gleichen in ihrer Ausführung der Gc staltung gemäß F i g. 4 und 5. Die F i g. 8 und 9 ze gen eine lotrecht verlaufende Mittenbohrung durc den Zylinderkopf 6. die in eine zylindrische Aussp;

rung 27 führt, in welcher innerhalb einer Buchse oder Hülse ein durch eine Feder 29 belasteter Hohlkolben 30 angeordnet ist. Über Durchlaßöffiuingcn 31 in der Hülse 28 und 32 im Hohlkolben 30 kann die abgeführte Druckluft nach Durchströmung der öffnung 20 im Abschlußdeckel 21 ins Freie gelangen. Über einen Verbindungskanal 33 kann die Unterseite des Hohlkolbens 30 von Druckluft aus dem Druckluftvorratsraum des Eintreibgerätes beaufschlagt werden. Die Entlüftungseinrichtung nach den Fig. 10 und 11 zeigt eine lotrechte Bohrung 34, die schräg von einer Bohrung 35 gekreuzt wird, in der ein tederbelasteter, verschiebbarer Kolben 36 mit einer Einschnürung 36α in seinem mittleren Bereich angeordnet ist, dessen Unterseite ebenfalls von Druckluft aus dem Druckluftvorralsraum des Eintreibgerätes beaufschlagbar ist.

Im Ausgangszustand gemäß F i g. 2 ist eine Verbindung zwischen der Oberseite des Einlaßvcnülschließkörpcrs 11 über die Bohrung 16 und das Steuerventil 10 mit dem Druckluftvorratsraum des Druckluftnaglers hergestellt. Durch die Druckluft kann der Stcllkolbcn 12 auf den Einlaßventilschließkörpcr Il und dieser gegen seinen Sitz gedruckt werden. Durch die Abdichtung auf der Innenseite des Stcllkolbcns 16 durch den Dichtring 13 ergibt sich eine nach unten Gerichtete resultierende Kraftkomponente des Stcllkolbens 12. Dadurch kann jederzeit der mit gleichen Druckflächen an den Ober- und Unterseiten ausgestattete Einlaßventilschließkörper 11 mit Sicherheit auf seinen Sitz gedrückt werden. Eine Differenz-Druckflächc oder eine zusätzliche kraftaufwendende Feder erübrigen sich. Sobald gemäß Fig. 3 der Aus-Iöschcbcl9 und damit das Steuerventil 10 nach oben gezoeen werden, können über die Bohrungen 16 die Oberseiten des Einlaßvcniilschlicßkörpers 11 und des Stellkolbens 12 entlastet und damit der Einlaßventilschließkörpcr nach oben geschoben werden. Die daraufhin einströmende Druckluft aus dem nicht näher gezeigten Druckluftvorratsraum treibt den Arbcitskolben 5 mit dem Stößel 7 nach unten. Auch im völlig drucklosen Zustand, d.h. bei völlig fehlender Druckluft, bleibt das Einlaßventil geschlossen, so daß kein unfreiwilliger Arbeitshub beim plötzlichen Einlassen der Druckluft in den Druckluftvorratsraum ausgeführt werden kann. Dafür sorgt eine oberhalb des Stcllkolbcns 12 am Zylinderkopf 6 angebrachte Tellerfeder 17. Wahrend der Schließbewegung des Einlaßventilsclilicßkörpers 11 werden die äußeren Kanten der federnden Dichtscheibc 22 nach unten gebogen, so daß die Auslaßöffnungen 19 freigegeben werden und der Innenraum des Arbeitszylinders 4

ίο entlüften kann. Gleichfalls übernimmt das Einlaßventil eine Steuerungsfunktion für die Entlüftung bei den Ausbildungen gemäß F i g. 4 und 5 bzw. 6 und 7. Eine Verbindung zwischen dem Innenraum des Arbeitszylinders 4 und der Außenluft wird über eine Bohrung 24 in der Gehäusewand 2 hergestellt, sobald das Einlaßventil geschlossen ist. Radial gerichtete Bohrungen 23 sorgen für die Verbindung zwischen den Auslaßbohrungen 24 und dem Innenraum de» Arbeitszylinders 4. An die Stelle der Bohrungen 24

so treten die radial gerichteten Bohrungen 25 im Zylinderkopf 6 nach den Fig.6 und 7. Nach den Fi g. 8 und 9 kann die Druckluft aus dem Arbeitszylinder 4 dann entweichen, wenn über das Steuerventil 10, die Bohrung 16 und die Bohrung 33 Druckluft den Kolben 30 innerhalb der Buchse 28 entgegen der Kraft der Feder 29 nach oben schiebt. Da die über das Steuerventil 10 eintretende Druckluft gleichzeitig den Einlaßvcntilschließkörper 11 und den Stcllkolbcn 12 beaufschlagt, hat das Einlaßventil zur gleichcn Zeit geschlossen. Wird der Einlaßventilschließkörper 11 vom Druck entlastet, d.h. über den Kanal 16 eine Verbindung zur Außenluft hergestellt, so bricht auch der Druck unterhalb des Kolbens 30 zusammen, der von der Kraft der Feder 29 nach unten gedruckt und damit den Entlüftungsweg für die Druckluft aus dem Arbeitszylinder4 versperrt. In gleicher Weise arbeilet der Kolben 36 gemäß Fig. 10 und 11. wobei die Entlüf'ungsbohrung 34 unmittelbar durch den Kolben 36 abgesperrt bzw. die Verbindung mit der Außenluft über die Einschnürung 36 η des Kolbens 36 hergestellt wird, sobald seine Unterseite über das Steuerventil 10 wieder von Druckluft beaufschlagt wird.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Einlaß- und Auslaßventilanordnung für den Arbeitshubraum eines Druckluftnagler mil einem die Bewegung des Einlaßventils steuernden, durch einen Auslösehebel betätigbaren Steuerventil und mit einem Einlaßventilschließkörper in Form eines Ringkolbens mit gleich großen. von Druckluft beaufschlagbaren Ober- und Unterseiten, dadurch gekennzeichnet, daß dem Einlaßventilschließkörper (11) ein vom Steuerventil steuerbarer Stellkolben (12) zugeordnet ist, der im Schließsinne durch den Steuerdruck des Einlaßventils an den Einlaßventilschließkörper anlegbar ist.

2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellkolben (12) die Form eines Ringkolbens hat, dessen dem Einlaßventilschiießkörper (II) zugewandte Mittenbohrung einmal abgesetzt ist, wobei der Ringraum dieses Absatzes (12 a) durch eine Dichtung (13) in einen ständig entlüfteten Raum (40) und einen Steuerraum (41) aufgeteilt ist.

3. Ventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß eine den Einlaßventilschließkörper im drucklosen Zustand auf seinen Sitz drückende Feder (17) vorgesehen ist.

4. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entlüftung des Arbeitszylinders (4) von einer stern- bzw. strahlenförmig ausgebildeten, von dem Einlaßventilschließkörper (11) betätigbaren Dichtscheibe (22) verschließbare Auslaßöffnungen (19) des Zylinderkopfes (6) dienen.

5. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitszylinder über im Einlaßventilschließkörper und in der Gehäusewand (2) befindliche Bohrungen (23, 24) entlüftet werden kann.

6. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Zylinderkopf (6) radiale Entlüftungsbohrungen (25) angeordnet sind.

7. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des Entlüftungsvorganges der Einlaßventilschließkörper an seinem Innenumfang eine zwischen zwei Dichtstellen verlaufende Umfangsnut (11 b) aufweist.

8. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderkopf (6) eine lotrechte, in eine zylinderähnliche Kammer (27) mündende Mittenbohrung (26) aufweist und zur Steuerung des Entlüftungsvorganges eine mit Verbindungsöffnungen versehene Buchse oder Hülse (28) dient, in welcher ein federbelasleter, mit Enllüftungsbohrungen versehener Hohlkolben (30) eingesetzt ist. dessen Unterseite über das Steuerventil (10) von Druckluft beaufschlagbar ist.

9. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderkopf eine lotrechte Mittenbohrung (34) aufweist, deren Verbindung mit der Außenluft von einem die Mittenbohrung kreuzenden und federbelasteten, in einer Bohrung verschiebbaren Kolben (36) verschließbar ist, dessen Unterseite über das Steuerventil (10) von Druckluft beaufschlaabar ist.