DE2250475C3 - Steuerventileinrichtung für den doppelt wirkenden Arbeitszylinder eines mit Druckluft betriebenen Schlaggeräts - Google Patents

Description

Kupplungselement zwischen Steuerschieber und Auslöseglied, bei dessen Betätigen der Steuerschieber in seine Betriebslage bewegt wird, in der der Dnickluftvorrau>raum mit dem Arbeitszylinder verbunden, der Arbfhskolben mit Druckluft beaufschlagt und der Rückhubraum des Arbeitszylinders entlüftet wird, so daß die hierin befindliche Luft keine Bremswirkung auf den Arbeitskolben ausüben kann. Da die den Steuerdruck raum begrenzende Kolbenfläche des differentialkolbenförmigen Steuerschiebers den größten und sein enteegengesetztes Ende den kleinsten Querschnitt aufweist, hält das Luftool&ter des Steuerdruckraumes den Steuerschieber zuverlässig in seiner Betriebslage, in welcher ein zum Kopf des Arbeitszylinders führender 1 uftkanal mit dem Druckluftvorratsraum verbunden wird Dies geschieht, bevor der Steuerschieber seine obere Endlage erreicht, so daß der Arbeitshub des Arbeitskolbens kurzer dauert als die Abwärtsbewegung des Steuerschiebers. Wenn dieser seine obere Endlage erreicht, sperrt er den vom Arbeitszylinder zur Außenluft führenden Luftkanal ab, und es wird bei weiterer Aufwärtsbewegung des Steuerschiebers der Steuerdruckraum durch einen Hilfskanal entlüftet und der Steuerschieber in der nach unten wirkenden Richtung in seine Anfangslage verschoben. In dieser unteren Endlage sind die Steuerleitungen des Steuerschiebers mit der Außenluft verbunden und gegen den Druckluftvorratsraum abgesperrt. Der untere Teil des Steuer Schiebers verbindet einen am Boden des Arbeitszylinder mündenden Kanal mit dem Druckluftvorraisraum, so daß der Arbeitskolben durch Druckluft in seine Ausgangslage zurückgeführt wird.

Bei der nach der Lehre der Erfindung ausgebildeten Steuerventileinrichtung werden sämtliche Vorgänge des Arbeitszyklus pneumatisch ohne Verwendung mechanischer Zwischenglieder gesteuert, wodurch ein ruhiger gleichmäßiger Betrieb des Schlaggeräts und eine einfache, billige, praktisch verschlcißfreie Ausgestaltung des Steuerventils erreicht wird.

Ein neuer Arbeitszyklus soll erst eingeleitet werden, - enn der Steuerschieber nach Erreichen seiner äußerv, η Endlage und damit verbundener Fntlüfiung des Steuerdruckraumes in seine Ausgangs^ gelangt und dadurch den Sieuerdruckraum wieder um Druckluft aufgefüllt worden ist. Die Frequenz der Schlagfolgen bzw Arbeitshübe hängt also von der Geschwindigkeit der Bewegung des Steuerschiebers ab. Diese Schlagfrequenz kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung beeinflußt werden, wenn der Bewegungsbereich des Auslösegliedes durch einen verstellbaren Anschlag veränderbar wird. Hierdurch kann die Schlagfrequenz weitgehend geändert und den jeweiligen Bedurfnissen angepaßt werden, wobei jeder Arbeitshub durch Abzug des Auslösegliedes eingeleitet und nach dessen Loslassen die Anfangstellung des Arbeitskolbens sicherge-

stellt wird. . .. ,■

Es ist ferner möglich, durch Anbringen einer zusätzlichen Steuerkante an dem Steuerschieber auch ein selbsttätiges Repetieren zu erreichen, indem diese zusätzliche Stcucrkante nach Entlüftung des Steuerdruckraumes einen neuen Arbeitshub einleitet.

Zwei Ausführungsbeisnicle der r.rl.ndung werden nachfolgend erläutert. Es zeigt

F i g I ein Steuerventil in der Ausgangslage bei oberer Toipunktstcllung des Arbeitskolbens. ^h?

F i g 2 das Steuerventil in der Einschaltstellung des Steuerschiebers bei unterer Totpunktlage des Arbc.iskolbens am Ende seines Arbcitshubes.

F i g. 3 das Steuerventil in der Urr.steuerstellung des Steuerschiebers bei Entlüftung des Rückhubraumes des Arbeitskolbens,

F ■ g. 4 das Steuerventil nach erfolgtem Umsteuern des Arbeitshubes und

F i g. 5 eine andere Ausführungsform des Steuerschiebers für ein Repetierventil in der Ausgangslage.

Das beispielsweise zum Verschließen von Verpakkungsschachteln mittels Heftklammern bestimmte Gerät hat ein Gehäuse 1, dessen Vorderteil 2 einen Arbeitszylinder 3 mit Arbeitskolben 46 und dessen Hinterteil ein Griffstück 4 mit einem von ihm umschlossenen Drucklufivorratsraum 5 enthält. In eine Bohrung 6 des Gehäuses t ist eine Ventilbuchse 7 lose eingesetzt, die durch zwei O-Ringe gegen die Bohrung 6 abgedichtet ist und lose auf einer Ringscheibe 9 ruht. Diese ist auf einer Führungsbuchse 10 abgestützt, die in eine Bohrung 11 des Gehäusebodens 12 eingesetzt ist, auf dem sie mit einer Schulter 13 aufliegt.

Die Ventilbohrung 6 ist oben durch ein in das Gehäuse 1 eingeschraubtes Kopfstück 14 abgeschlossen, das eine ins Freie mündende Axialbohrung 15 mit einem ringförmigen Anschlag 16 aufweist und an seinem unteren Teil mit Durchlassen 17 versehen ist, die in einen zum Arbeitszylinder 3 führenden Luftkanal 18 munden. Das untere Ende des Kopfstuckes 14 ist durch einen O-Ring 19 gegen die Ventilbohrung 6 abgedichtet.

Unterhalb des Kopfstückes 14 ist im Gehäuse 1 ein den Drucklufivorratsraum 5 mit der Venulbohrung 6 verbindender Durchlaß 20 angeordnet. Die Ventilbohrung 6 ist durch einen unter dem Druckluftvorratsraum 5 angeordneten Entlüftungskanal 21 mit der Außenluft verbunden. Am Boden 22 des Arbeitszylinders mündet ein zur Ventilbohrung 6 führender Luftkanal 23.

In der Venulbohrung 6 ist ein Steuerschieber 24 beweglich geführt, der aus einem Oberteil 25 und einem in dieses eingeschraubten Unterteil 26 zusammengesetzt ist. Das Oberteil 25 ist durch einen O-Ring 27 gegen die zylindrische Innenwandung des Kopfstückes 14 abgedichtet und mit einer aus radialen Bohrungen bestehenden Steuerleiiung 28 versehen, die in eine axiale Steuerleitung 29 mündet. Ein diese umschließendes Teil 30 des Steuerschiebers 24 hat einen größeren Durchmesser als dessen Oberteil 25 und setzt sich in diesem über eine Kegelfläche 31 fort, die durch einen O-Ring 32 gegen die innenwandung der Veniilbuchse 7 abgedichtet ist. Unterhalb des O-Ringes 32 ist der die Steuerleitung 29 umschließende Teil 30 des Steuerschiebers 24 zylindrisch ausgebildet und nimmt dessen Unterteil 26 auf, an dessen Übergangsstelle mit dem Steuerschieberteil 30 ein auf der Ringscheibe 9 ruhender Anschlagring 33 vorgesehen ist.

Die Steuerleitung 29 des Oberteils 25 ist durch eine in dem Unterteil 26 des Steuerschiebers 24 vorgesehene Steuerleitung 34 von kleinerem Querschnitt mil einem von Liner unteren Kolbenfläche 35 begrenzter Steuerdruckraum 36 verbunden, der von einer Um schahbuchsc 37 umschlossen ist, die gegen das Unter ieil 26 des Steuerschiebers durch ein aus einem O-Rinj 38 bestehendes Entlüftungsventil 38 abgedichtet und ii der Fühlungsbuchse 10 beweglich geführt ist. De Querschnitt der Stcuerlei; ungen 28, 29. 34 ist kleiner al der sich öffnende Ventilquerschnitt des Entlüfuingsver tils 38, damit ein Druckabfall im Steuerdruckraum 3 eintreten und der Steuerschieber 24 umgesteuert wei den kann. Die Umschaltbuchse 37 ist unten durch ei eingeschraubtes Bodenstück 39 abgeschlossen, das m einer elastischen Einlage 40 versehen ist und sich linie

in einem Stift 41 fortsetzt. Dieser ruht auf einem um einen Zapfen 42 des Gerätegehäuses 1 verschwenkbaren und unter der Wirkung einer Torsionsfeder 43 stehenden Auslösehebel 44.

In der Ausgangslage haben alle Teile des Steuerventils die in F i g. 1 gezeichnete Lage, in der der am Kopf des Arbeitszylinder 3 befindliche Luftkanal 18 über die Durchlässe 17 des Kopfstückes 14 mit dessen ins Freie mündenden Axialbohrung 15 verbunden und durch den O-Ring 27 gegen den zum Druckluftvorratsraum 5 führenden Durchlaß 20 abgesperrt ist. Der am Boden 22 des Arbeitszylinders 3 mündende Luftkanal 23 ist über Durchlässe 45 der Ventilbuchse 7 und den Durchlaß 20 des Gerätgehäuses 1 mit dem Druckluftvorratsraum 5 verbunden, so daß der Arbeitskolben 46 durch die am Zylinderboden 22 über den Kanal 23 zugeführte Druckluft in seine obere Endlage bewegt worden ist. Der Druckluftvorratsraum 5 ist ferner über die Steuerleitung 28 des Steuerschieboberteils 25 und die Steuerleitungen 29, 34 mit dem Steuerdruckraum 36 verbunden, wodurch ein Luftpolster gebildet wird, das den Stift 41 des Bodenstückes 39 gegen den Auslösehebel 44 drücki und die Spannung der Torsionsfeder 43 überwindet.

Zum Einleiten eines Arbeitszyklus wird der Auslösehebel 44 nach oben in die in F i g. 2 gezeichnete Lage geschwenkt, wodurch der Steuerschieber 24 über den als elastisches Kupplungselement wirkenden Steuerdruckraum 36 bis zur Anlage an dem Anschlag 16 des Kopfstückes 14 angehoben wird. Hierdurch werden der Luftkanal 18 über die Durchlässe 17 und 20 mit dem Druckluftvorratsraum 5 und der Luftkanal 23 mit dem Entlüftungskanal 21 verbunden, so daß der Arbeitskolbcn 46 von Druckluft beaufschlagt und bei gleichzeitiger Entlüftung der von ihm verdrängten Luft in Arbeitsrichtung in seine untere Totpunktlage bewegt wird.

Sobald das Oberteil 25 des Steuer Schiebers 24 sich gegen den Anschlag 16 legt, wird gemäß der F i g. 3 der Steuerdruckraum 36 durch weiteres Verschieben der Umschaltbuchse 37 über den Spalt zwischen Steuerschieberunterteil 26 und Entlüftungsventil 38 mit dem zur Außenluft führenden Entlüftungskanal 21 verbunden.

Das Luftpolster in dem Steuerdruckraum 36 expandiert und leitet das Umsteuern des Arbeitskolbens 46 in seine obere Totpunktstellung ein. Die auf die Kegelfläche 31 wirkende Druckluft aus dem Druckiuftvorratsraum 5 bewegt dabei den Steuerschieber 24 nach unten in die Stellung der F i g. 4, in der seine untere Kolbenfläche 35 sich gegen die elastische Einlage 40 legt. Dadurch ist der Umsteuervorgang beendet, und der Arbeitskolben 46 wird von der durch den Luftkanal 23 unten in den Arbeitszylinder 3 einströmenden Druckluft in seine obere Totpunktlage zurückgeführt, wobei der Raum über dem Arbeitskolben 46 durch die Kanäle 15.17 und 18 entlüftet wird.

Der Auslösehebel 44 muß jetzt losgelassen werden, damit der Steuerdruckraum 36 wieder mit Druckluft aus dem Vorratsraum 5 aufgefüllt werden und die Umschaltbuchse 37 in die Anfangsstellung gelangen kann, so daß ein neuer Arbeitszyklus durch manuelles Verschwenken des Auslosehebels 44 eingeleitet wird. Auf Steuerschieber 24 aus den beiden miteinander verschraubten Teilen 25 und 26 zusammengesetzt ist, kann das Steuerventil leicht ein- und ausgebaut werden, falls sich beispielsweise an den verschiedenen Dichtungsrin gen ein Verschleiß eingestellt haben sollte. Dies läßt sich ohne längere Betriebsunterbrechung des Geräts durchführen.

An dem Auslösehebel 44 kann zur Beeinflussung der Frequenz der einzelnen Arbeitszyklen ein verstellbarer

ίο Anschlag 47 in Form einer Schraube angebracht werden, deren Schaft 48 gemäß F i g. 2 zur Anlage an den Gehäuseboden 12 gelangt, wenn der Auslösehebel 44 vollständig in die Endlage verschwenkt worden ist. F i g. 5 zeigt eine Abwandlung der Steuerventileinrichtung als Repetierventil. Zu diesem Zweck ist am kegelförmigen Unterteil 26 des Steuerschiebers 24 eine zusätzliche Steuerkante 50 vorgesehen, unter der eine ringförmige Ausnehmung angeordnet ist. Sobald durch Verschwenken des Auslösehebels 44 und durch den Druck des Luftpolsters im Steuerdruckraum 36 das Oberteil 25 des Steuerschiebers 24 zur Anlage an dem Anschlag 16 gelangt, bestreicht kurz darauf das Entlüftungsventil 38 die Ausnehmung unterhalb der Steuerkante 50, und die komprimierte Luft im Steuerdruck raum 36 expandiert. Der Steuerschieber 24 wird dann infolge des auf seine Differentialkolbenfläche wirkenden Druckes der Luft aus dem Druckluftvorratsraum 5 nach unten bewegt, wodurch die Durchlässe 17 und 45 nacheinander freigegeben werden, bis erneut die Steuerkante 50 und das Entlüftungsventil 38 den Steuerdruckraum 36 gegen die Außenlufi abschließen. Der Steuerdruckraum 36 kann jetzt wieder über die Steuerlcitungen 28. 29 und 34 mit Druckluft aus dem Druckluftvorratsraum 5 aufgeladen werden, wodurch der Steuerschieber 24 nach oben gedrückt wird. Der Vorgang wiederholt sich so lange, wie der Auslösehebel 44 manuell angehoben wird.

Die Geschwindigkeit der Repetierbewegung kann durch eine im Oberteil 25 des Steuerschiebers 24 vorgesehene, als Drosselorgan für die Steuerleitung 28 des Steuerschiebers wirkende Stiftschraube 51 geregelt werden.

Bei dieser Ausführungsform der Steuerventileinrichtung wird der Auslösehebel 44 hochgezogen, bis der Steuerschieber 24 seine obere Endstellung entsprechend den F i g. 2 und 3 erreicht und entsprechend F i g. 4 das Luftpolster in dem Steuerdruckraum 36 zusammengebrochen ist.

Die gemäß der Erfindung ausgebildete Steuerventileinrichtung ist für alle Schlaggeräte anwendbar, die ihren Arbeitszyklus mit einem einzigen Hub des Arbeitskolbens durchführen, z. B. auch für Schlaggeräte zum Eintreiben von Nägeln in ein Werkstück oder auch für pneumatische Schlaggeräte, die beispielsweise in einer Fertigungsstraße angeordnet sind und deren Auslöseglied mechanisch betätigt wird.

diese Weise wird stets ein voller Arbeitszyklus nur durch Anheben des Auslösehebels 44 sicher eingeleitet ohne daß dieser unbeabsichtigt längere Zeit in seinei angehobenen Stellung verharren muß.

Da die Ventilbuchse 7 sowie die Führungsbuchse IC losl in die Veniilbohrung eingesetzt sind und dei

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Steuerventileinrichtung für den doppelt wirkenden Arbeitszylinder eines mit Druckluft betriebenen Schlaggeräts, bestehend aus einem mittels eines Auslösegliedes vom Bedienenden betätigbaren Kolbenlängsschieberventil mit einem differenlialkolbenförmigen Steuerschieber für den Arbeitszylinder und einer Umschalteinrichtung zum selbsttätigen Einleiten und Ausführen des Arbeitskolbenrückhubes, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der größeren Kolbenfläche (35) versehene Ende des Steuerschiebers (24) dicht geführt in eine Umschaltbüchse (37) hineinragt die durch das Auslöseglied (44) verschiebbar ist sowie einen zwischen der größeren Kolbenfläche (35) und dem Auslöse- gVied angeordneten, ständig über eine Steuerfeitung (34, 29, 28) mit einem Druckluftvorratsraum (5) verbundenen Steuerdruckraum (36) aufweist, der im !Einführungsbereich des Steuerschiebers in die Umschaltbüchse ein Entlüftungsventil (38) hat, dessen sich öffnender Ventilquerschnitt größe·- ist als der Querschnitt der Steuerleitung (34. 29, 28). wobei der Steuerdruckraum (36) beim Auslösen eines Arbeits hubes durch Betätigen des Auslösegliedes (44) zum Verschieben des Steuerschiebers (24) in Öffnungsrichtung bis zu einem Anschlag (16) ein Druckluftgestänge bildet, das beim weiteren Verschieben in diese Richtung zum Entlüften des Steuerdruckraums und zum Umschalten des Steuerschiebers für die Rückhubbewegung des Arbeitskolbens zusam mendrückbar ist.

2. Steuerventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (24) «us zwei Teilen (25.26) zusammengefügt ist

3. Steuerventileinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterteil (26) des Steuerschiebers (24) in dessen Oberteil (25) eingeschraubt ist.

4. Steuerventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn/echnet. daß eine den Steuerschieber 124) umschließende Ventilbuchse (7) lose auf einer Ringscheibe (9) rrht. die auf einer in das Gerätgeliäuse (1) eingesetzten Führungsbuchse (10) für die den Steuerdruckraum (36) umschließende Umichaltbuchse (37) ruht.

5. Steuerventileinrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungsbercich des Auslösegliedes (44) mittels eines verstellbaren Anschlages (47) veränderbar ist.

6. Steuerventileinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung eines lelbsttätigen Repetierens des Geräts an dem Unter teil (26) des Steuerschiebers (24) eine zusätzliche Steuerkante (50) vorgesehen ist. die den Steuerdruckraum (i6) in der oberen Endstellung des am Anschlag (16) anliegenden Steuerschiebers (24) entlüftet, und daß der Steuerschieber anschließend durch den Druck der Luft im DriK'klufivorratsraum (5) zum Freigeben der zum Arbeitszylinder (3) führenden Durchlässe (17,45) zurückbewegt wird.

7. Steucrventileinrichiung nach Anspruch b. dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Repetierbewegung durch ein in der Stcuerleitung ⁶S (28) des Steuerschiebers (24) vorgesehenes Drosselorgan (51) regelbar ist.

Die Erfindung betrifft eine Steuerventileinrichtuni für den doppelt wirkenden Arbeitszylinder eines mi Druckluft betriebenen Scnlaggeräts. bestehend au; einem mittels eines Auslösegliedes vom Bedienender betätigbaren Kolbenlängsschieberventil mit einem differentialkolbenförmigen Steuerschieber für den Ar beitszylinder und einer Umschalieinrichtung zum selbsttätigen Einleiten und Ausführen des Arbeitskol benrückhubes.

Damit der Arbeitskolben seinen Arbeitshub ausfüh ren kann, muß der Steuerschieber mittels des Auslöse gliedes aus der Ruhelage in die Betriebslage bewegi werden, in der dem Arbeitskolben Druckluft zugeführt wird. Der Steuerschieber ist bei bekannten Geräten unmittelbar mit dem ak Hebel ausgebildeten, manuell betätigten Auslöseglied gekuppelt, das nach Beendigung des Arbeitshubes nur dann in seine Ausgangslage zurückgelangl. wenn der Fingerdruck auf den AusJösebebel aufhört, was bei rascher Schlagfolge nicht immer gewahrleistet ist, so daß der Steuerschieber länger in seiner Betriebslage verharrt und ein Zurückführen des Arbeitskolbens in seine Ausgangslage unmittelbar nach Beendigung des Arbeitshubes verhindert.

Damit der Steuerschieber unabhängig von der Stellung des Auslösegliedes selbsttätig nach Beendigung des Arbeitshubes in seine Ausgangslage zurückgeführt wird, ist bei einer Steuerventileinrichtung dieser Art (USA.-Patentschrift 2 989 948) in der unteren Endlage des Arbeitskolbens ein Anschlag in Form eines mecha nischen Zwischengliedes vorgesehen, durch das der Steuerscnieber betätigt und der Rückhubraum des Arbeitskolbens entlüftet wird, so daß dieser unabhängig von der jeweiligen Stellung des Auslösegliedes in seine Ausgangslage zurückgeführt wird und das Schlaggcrät betriebsbereit ist. Bei jedem Arbeitshub trifft der Ar beitskclben auf diesen Anschlag, der infolgedessen einem starken Verschleiß ausgesetzt ist und außerdem den ganzen Aufbau des Gerätes verwickelt und störan fällig macht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerventileinrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der der Rückhubraum des Arbeitskolbens bei betätigtem Auslöseglied nicht unmittelbar vom Arbeitskolben durch anschlagbeiätigte Ventile entlüftet wird und bei der der Arbeitskolben mindestens einmal selbsttätig in seine Ausgangsstellung zurückgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das mit der größeren Kolbenfläche versehene Ende des Steuerschiebers dicht geführt in eine Umschaltbüchse hineinragt, die durch das Auslöseglied verschiebbar ist, sowie einen zwischen der größeren Kolbenfläche und dem Auslöseglied angeordneten, ständig über eine Steuerleitung mit dem Druckluftvorratsraum verbundenen Steuerdruckraum aufweist, der im l'.inführungsbereich des Steuerschiebers in die Umschaltbüchse ein Entlüftungsventil hat, dessen sich öffnender Ventilquerschnitt größer ist als der Querschnitt der Steuerlcitung. wobei der Stcuerdruckraum beim Auslösen eines Arbeitshubes durch Betätigen des Auslöseglicdes zum Verschieben des Steuerschiebers in Offnungsrichtung bis zu einem Anschlag ein Druckluflgestänge bildet, das beim weiteren Verschieben in diese Richtung zum Entlüften des .Sieuerdruckraumes und zum Umschalten des Steuerschiebers für die Rückhubbewegung des Arbeitskolbcns zusammendrückbar ist.

Der mit dem Druckliiftvorratsraum in Verbindung stehende Steuerdruckraum bildet hierbei ein elastisches