DE2240451A1

DE2240451A1 - Federloses steuerventil fuer druckmittel

Info

Publication number: DE2240451A1
Application number: DE19722240451
Authority: DE
Inventors: Heinz Schwarz
Original assignee: Karl M Reich Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Karl M Reich Maschinenfabrik GmbH
Priority date: 1972-08-17
Filing date: 1972-08-17
Publication date: 1974-02-21
Also published as: SE413638B; GB1390718A; CH560859A5; JPS5642797B2; JPS4959322A; DE2240451C2

Description

1. August 1972 Reg.Nr.- 3542-3

Karl M. Reich, Maschinenfabrik*' Nürtingen

Federloses Steuerventil für Druckmittel

Die vorliegende' Erfin.dung betrifft ein federloses Steuerventil für Druckmittel mit einem mittels eines Kilfsventils gesteuerten, als Differentialkolben ausgebildeten Ventilkörper. Solche Steuerventile werden vorzugsweise bei Schlaggeräten für Nägel, Klammern oder dergl. verwendet, bei denen diese genannten Befestigungsmittel mittels eines Druckluftkolbens in das Werkstück eingeschlagen werden. Zur Erzielung der notwendigen hohen Schlagenergie sind Steuerventile von großem Durchtrittsquerschnitt notwendig, die schlagartig geöffnet werden müssen. Dazu werden die Ventilkörper der Steuerventile als Differentialkolben ausgebildet, d. h. sie werden ihrerseits durch ein Hilfsventil mit Druckluft gesteuert, das dann vom Bedienungsmann, leicht von Hand betätigt werden kann.

Die Ventilkörper für das Steuerventil werden so mit Druckluft beaufschlagt, daß sie von dieser in Schließstellung gehalten werden. Zur Unterstützung dieser Haltekraft kann eine geeignete Feder vorgesehen sein. Zum öffnen des Steuerventils wird dann die Druckluft so umgesteuert, daß sie den Ventilkörper in die Öffnungsstellung bewegt, so daß Druckluft in den den Schlagkolben führenden Schlagzylinder einströmen kann.

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Bei der Ausführung des Ventilkörpers als Differentialkolben ohne Feder wird also der Ventilkörper ausschließlich durch Druckluft in seiner Ruhestellung gehalten. Dies bedeutet, daß beim Abkuppeln des Schlaggerätes vom Druckluftnetz'diese Haltekraft wegfällt und der Ventilkörper ausschließlich durch Reibung in seiner Schließlage gehalten wird. Wird nun das Schlaggerät beim Transport unbeabsichtigt angestoßen, so kann sich der Ventilkörper im ungünstigen Fall in seine Öffnungs-Stellung verschieben. Wird nun das Schlaggerät wieder an die Druckluftquelle angeschlossen, so kann in diesem Fall Druckluft in den Schlagzylinder einströmen, bevor die Druckluft den Ventilkörper durch Differentialwirkung in seine Schließstellung verschiebt. Dabei ergibt sich eine unerwünschte Betätigung des Schlagkolbens, ohne daß das Hilfsventil vom Bedienungsmann betätigt wird.

Durch eine Feder, die den Ventilkörper auch beim drucklosen Schlaggerät in seiner Ruhestellung hält, wird zwar eine unerwünschte Verschiebung des Ventilkörpers in seine Öffnungsstellung verhindert, jedoch ist eine solche Feder bei der Bedienung des Gerätes einem sehr hohen Verschleiß ausgesetzt und den hohen, schlagartigen Beanspruchungen über eine längere Zeitdauer nicht gewachsen. Dazu kommt, daß eine solche Feder einer zweckmäßigen konstruktiven Ausgestaltung des Steuerventils meist hindernd im Weg steht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Sperre bei einem Steuerventil für Druckmittel zu schaffen, die ein Verschieben des Ventilkörpers im drucklosen Zustand verhindert, ohne daß dabei eine mit dem Ventilkörper zusammenwirkende Feder nötig wäre.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemMß dadurch gelöst, daß eine durch das Druckmittel verschiebbare Sperrvorrichtung so in der Na'he des Ventilkörpers angeordnet 1st, daß sie in einer ersten, vom Druckmittel'unbeaufschlagten Stellung die öffnungsbewegung des Ventilkörpers sperrt und in einer zweiten, vom Druckmittel beaufschlagten Stellung den Weg des Ventilkörpers freigibt. Damit wird sicher vernieden, daß beim Ankuppeln Druckluft durch das unbeabsichtigt geöffnete Steuerventil in den Schlagzylinder gelangen kann und einen unerwünschten Schlag auslöst.

Die Sperrvorrichtung wird dabei vorteilhafterweise als ein senkrecht zur Achse des Ventilkörpers angeordneter Sperrkolben mit einem Sperrzapfen ausgeführt, der durch eine Feder in Sperrstellung gehalten wird. Beim Ankuppeln des Schlaggerätes an die Druckluft wird der Sperrkolben gegen die Wirkung der Feder verschoben und damit der Sperr-zapf en aus der Bewegungsbahn des Ventilkörpers herausbewegt. Damit auch gewährleistet ist, daß die einströmende Druckluft den Ventilkörper in seine Schließstellung schiebt, bevor der Sperrkolben der Sperrvorrichtung nach außen bewegt wird, wird dieser Sperrkolben über eine Drosselbohrung mit Druckluft beaufschlagt. Es erfolgt somit eine verzögerte Verschiebung des Sperrkolbens der Sperrvorrichtung gegenüber der Bewegung des Ventilkörpers.

Der Sperrkolben kann in einer Schraubhülse beweglich gelagert sein, die in das Gehäuse des Schlaggerätes eingeschraubt ist. Damit ergibt sich einmal der Vorteil der leichten Zugänglichkeit und Auswechselbarkeit, zum andern läßt sich die Lauffläche der zylindrischen Bohrung, in der der Sperrkolben gelagert ist, leicht bearbeiten.

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Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen

Flg. 1 Seitenansicht eines Druckluftnagler, teilweise geschnitten.

Fig. 2 Schnitt durch das Steuerventil eines Druckluftnaglers mit Sperrvorrichtung, Gerät drucklos.

Flg. 3 Teilschnitt entsprechend Fig. 2, Gerät unter Druck.

Im Gehäuse 1 befindet sich ein Schlagzylinder 2, in dem ein Schlagkolben 3 beweglich gelagert ist. Mit Gehäuse fest verbunden ist ein Handgriff 4 mit hohlem Innenraum (Fig.l).

Am oberen Ende von Schlagzylinder 2 ist ein Steuerventil 6 mit einem beweglichen, ringförmigen Ventilkörper 7 angeordnet (Fig.2). Das Gehäuse 1 weist im Bereich von Steuerventil 6 eine zylindrische Ausnehmung R auf, in der der untere Teil von Ventilkörper 7 so gelagert ist, daß die Wände von Ausnehmung 8, die Außenwand von Schlagzylinder und eine untere Stirnfläche 9 von Ventilkörper 7 einen Ringraum 10 begrenzen.

Der obere Teil von Ventilkörper 7 ist zwischen einem Einsatzring 11 und einem den Schlagzylinder 2 abschließenden Deckel 12 beweglich gelagert. Die obere Stirnfläche 13 von Ventilkörper 7 ragt in einen Speicherraum 14, der mit Innenraum 5 von Handgriff 4 verbunden ist.

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Im Deckel 12 befinden sich radiale Bohrunaen 15, die in Innenraum 16 von Schlagzylinder 2 münden, ein O-Ring 17 dichtet diesen Innenraum 16 in Schließstellung von Ventilkörper 7 gegen den Speicherraun 14 ab. Die übrigen, dauernd oder zeitweise mit Druckluft gefüllten Räume sind ebenfalls mit O-Ringen abgedichtet.

In einer zylindrischen Aussparung IP von Gehäuse 1 ist eine Schraubhülse 1*5 eingeschraubt, in deren zylindrischer Bohrung 20 ein Sperrkolben 21 beweglich gelagert ist und durch eine Druckfeder 22 gegen den Boden 2 3 der zylindrischen Aussparung 18 gedrückt wird. Er weist einen Sperrzapfen 24 auf, der teilweise in den Ringraum 10 hineinragt.

In der die zylindrische Aussparung IR umgebende Gehäusewand befindet sich eine Bohrung 25, die in einen die GehMüsewand umgebenden Raum 26 mündet, der mit dem Innenraum 5 von Handgriff 4 in Verbindung steht.

Die Schraubhülse 19 weist am vorderen Ende einen verjüngten Ansatz 27 auf, in dem sich eine radiale Drosselbohrung 28 befindet. Diese Drosselbohrung 28 verbindet einen Ringraum 29 zwischen Ansatz 27 und zylindrischer Aussparung 18 mit einem Ringraum 30, der durch einen verjüngten Ansatz 31 des Sperrkolbens 21 in der zylindrischen Bohrung 20 gebildet wird. Verschiedene Q-Ringe 32 sowie ein Nutring 33 dichten die verschiedenen Räume gegeneinander ab.

Zur Steuerung des Steuerventils 6 ist ein Hilfsventil 34 vorgesehen, das durch einen Handhebel 35 betätigt werden kann. Es ist durch eine Verbindungsbohrung 36 mit Ringraum 10 verbunden. (Fig. 1 und 2).

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FUr die Zuleitung der Druckluft ist am Ende von Handgriff 4 ein Nippel 37 angeordnet, auf den die Kupplung 38 einer Druckluftleitung 39 aufgesteckt werden kann. Der Druckluftnagler weist noch ein Magazin 40 auf, in dem die einzuschlagenden NSgel 41 bereitgehalten werden.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Sperrvorrichtung seien zunächst Fig. 1 und 2 betrachtet, in denen der Druckluftnagler in drucklosem Zustand dargestellt ist. Dabei befindet sich Ventilkörper 7 in Schließstellung, Sperrkolben 21 in Sperrstellung, Sperrzapfen 24 ragt also in den Ringraum 10.

Wird der Druckluftnagler beim Transport unbeabsichtiat angestoßen, dann kann sich der Ventilkörper 7 zwar in Richtung ttffnungsstellung verschieben, jedoch nur so lange, bis seine untere Stirnfläche 9 am Sperrzapfen 24 anschlägt. In dieser Stellung dichtet O-Ring 17 den Speicherraum 14 immer noch gegen den Innenraum 16 von Schlagzylinder 2 ab.

Wird jetzt der Druckluftnagler am Nippel 37 mittels Kupplung 38 mit der Druckluftleitung 39 verbunden, dann strömt die Druckluft über Innenraum 5 in den Speicherraum 14, jedoch nicht weiter in den Innenraum 16 von Schlagzylinder 2.

Weiterhin gelangt die Druckluft durch das Hilfsventil und die Verbindungsbohrung 3fi in den Ringraum 10. Die Druckluft wirkt damit sowohl auf die untere Stirnfläche

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als auch auf die obere Stirnfläche 13 von Ventilkörper Da die untere Stirnfläche 9 größer ist als d;Le obere Stirnfläche 11 wird Ventilkörper 7 in seine obere Schließstellung verschoben.

Gleichzeitig gelangt Druckluft über Raum 2fi, Bohrung 25, Ringraum 29, Drosselbohrung 28 in den Ringraum 30 unter Sperrkolben 21 und verschiebt diesen gegen Wirkung der Druckfeder 22 in Freigabestellunq, in der Sperrzapfen 24 völlig aus Ringraum 10 herausbewegt wird (Fio.^). Da diese Bewegung des Sperrkolbens 21 infolge der Drosselbohrung 2R verzögert erfolgt, ist gewährleistet, daß Ventilkörper 7 zuerst in vollständige Schließstellung verschoben wird, bevor der Sperrzapfen 24 seine Freigabestellung erreicht.

Der Druckluftnagler ist jetzt schlaghereit, nach Betätigung von Handhebel 35 wird in bekannter Weise der Ringraum 10 über Verbindungsbohrung 3fi und Hilfsventil 34 entlüftet, so daß der auf der oberen Stirnfläche 13 von Ventilkörper 7 ruhende Druck der Druckluft ien Ventilkörper 7 vollständig in seine öffnunqsstellung verschiebt und die Druckluft über die radialen Bohrungen 15 im Deckel 12 in den Innenraum 16 von Schlagzylinder 2 einströmen kann. Schlagkolben 3 führt jetzt einen Schlag aus und treibt den ersten Nagel 41 des im Magazin bereitgehaltenen Nagel-9treifens in das Werkstück ein. Solange der Druckluftnagler mit der Druckluftleitung 39 verbunden ist, bleibt Sperrkolben 21 in seiner Freigabestellunq und erlaubt ein ungehindertes öffnen und Schließen des Steuerventils,

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Wird jet7!t nach P-eendigung der Arbeit der Druckluftnagler von der Druckluf tleitum 3° abgekuppelt, dann entleert sich die in seinem Inneren befindliche Druckluft. Damit kann auch die in der zylinirisehen Pohrung 20 unter den Sperrkolben 21 befindliche nruckluft über Drosselbohrunq 2*, Ringraum 2°, Raion 26, Tnnenraum 5 und Hippel 17 ins Freie entweichen und die Druckfeder 22 verschiebt den Pperrkolben 21 in seine Sperrstellving, bis sein Ansatz Ή am nodcn 2? der zylindrischen Aussparung 1^P anschlagt. Ir dieser Stellung ragt Pperrzapfen 2* wieder in P.ingrauir IO und verhindert ein Verschieben von Venti lr.ftrper ~> in seine ftffnunqsstellung.

Die Sperrvorrichtung nach vorliegender Erfindung sich nicht nur bei Steuerventilen für Druckluftnagler upr¹. anderen Schlagaeriten verwenden sondern allgemein bei Steuerventilen fur Dmckrnittel, deren VentilVörper als Differentialkolben ohne Pe^rler ausgebildet 1st, wobei unter Druckmittel alle Arten von Gasen und Flüssigkeiten verstanden werden.

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Claims

Patentansprüche

1)^Federloses Steuerventil für Druckmittel mit einem -— mittels eines Hilfsventils gesteuerten, als Differentialkolben ausgebildeten Ventilkörper, ge-, kennzeichnet durch eine durch das Druckmittel verschiebbare Sperrvorrichtung (21, 24)., die so in der NMhe des Ventilkörpers (7) angeordnet ist, daß sie in einer ersten, vom Druckmittel unbeaufschlagten Sperrstellung die Öffnungsbewegung des Ventilkörpers (7} sperrt und in einer zweiten, vom Druckmittel beaufschlagten Freigabestellung den Weg des Ventilkörpers (7) freigibt.

2) Steuerventil nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrvorrichtung als ein in einer zylindrischen Bohrung (20) verschiebbarer, unter Wirkung einer Feder (22) stehender und einseitig r.it dem Druckmittel beaufschlagbarer Sperrkolben (21) ausgebildet ist.

3) Steuerventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der die zylindrische Bohrung (20) umgebenden Wand (27) eine Drosselbohrung (28) vorgesehen ist, die die zylindrische Bohrung (20) mit der Zuleitung (5, 26, 25, 29) für das Druckmittel verbindet.

4) Steuerventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrkolben (21) einen Sperrzapfen (24) aufweist, der in der Sperrstellung in den Weg des Ventilkörpers (7) ragt.

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5) Steuerventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (7) als ringförmiger Differentialkolben ausgebildet ist, zu dessen Achse die Achse der zylindrischen Bohrung (20) dos Sperrkolbens (21) senkrecht steht und daP. der Sperrzapf er. (24) in der Sperrstellung mit einer Stirnfläche (9) des Ventilkörpers (7) zusammenwirkt.

6) Steuerventil nach einem der Ansprüche 2 Ms 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrkolben (21) in der «ylindrischen Pohrung (20) piner Schraubhülse (I¹J) verschiebbar gelagert ist, die in ein GehJJuse (1) eingeschraubt ist.

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