DE2344163B2

DE2344163B2 - COLLECTION DEVICE FOR THE WORKING PISTON OF A PNEUMATIC DRIVE-IN TOOL

Info

Publication number: DE2344163B2
Application number: DE19732344163
Authority: DE
Inventors: Franklin Keith; Becht Carl T.; Cincinnati Ohio Biddle (V.St.A.)
Original assignee: Senco Products Inc
Current assignee: Senco Products Inc
Priority date: 1973-01-22
Filing date: 1973-09-01
Publication date: 1976-04-15
Also published as: GB1408809A; JPS5229471B2; BR7307590D0; DE2344163A1; NL7313993A; US3828656A; NL152787B; JPS49104275A

Description

Die Erfindung betrifft eine Abfangeinrichtung für den Arbeitskolben an einem pneumatisch betriebenen Eintreibwerkzeug für Nägel, Klammern od. dgl., mit einem Bodenanschlagkörper aus gummielastischem Werkstoff, auf dessen frei liegender Oberseite die Unterseite des in einem Arbeitszylinder linear beweglichen Arbeitskolben am Ende seines Arbeitshubes unmittelbar und im wesentlichen flächig aufschlägt, und der von der Restenergie des Arbeitskolbens zusammengedrückt wird.The invention relates to an interception device for the working piston on a pneumatically operated piston Driving tool for nails, staples or the like, with a bottom stop body made of rubber-elastic Material on the exposed upper side of which the underside of the linearly movable in a working cylinder Working piston hits directly and essentially flat at the end of its working stroke, and which is compressed by the residual energy of the working piston.

Seit der Einführung pneumatischer Eintreibkräfte werden diese mit immer höherer Eintreibleistung angeboten. Bei den ersten Geräten genügte es, nach dem Arbeitshub den Zylinderraum oberhalb des Kolbens zu entlüften und den Kolbenrückhub mittels einer Feder durchzuführen, die gleichzeitig als Abfangeinrichtung diente. Als diese Maßnahme bei leistungsstärkeren Geraten nicht mehr ausreichte, wurde in der DT-AS 11 47 540 vorgeschlagen, als Abfangeinrichtung für den Arbeitskolben einen gummielastischen Bodenanschlagkörper zu verwenden, der beim Auftreffen des Arbeitskolbens überschüssige Schlagenergie durch innere Rei- bung in Wärme umwandelt.Since the introduction of pneumatic driving forces, these have been offered with ever higher driving power. With the first devices it was sufficient to close the cylinder space above the piston after the working stroke vent and perform the piston return stroke by means of a spring, which also acts as an interception device served. When this measure was no longer sufficient for more powerful devices, the DT-AS 11 47 540 proposed as an interception device for the Working piston to use a rubber-elastic bottom stop body, which when the working piston hits the surplus impact energy through internal friction converts exercise into heat.

Mit Erscheinen stärkerer Eintreibgeräte auf dem Markt, mit denen man langschenklige Klammern oder lange Nägel in Hartholz eintreiben kann, erwies sich auch diese Abfangeinrichtung als nicht mehr ausreichend. Es zeigte sich, daß der Widerstand, der dem Befestiger beim Eindringen in das Werkstück entgegengesetzt wird, wenig Einfluß auf das Abbremsen des Kolbens hat. Das bedeutet, daß die voll eingetriebene Lage des Befestigers im wesentlichen von der Relativstellung des freien Treiberendes gegenüber der Werkzeugnase in der untersten Kolbenstellung abhängt. Das Problem besteht somit darin, einen mit hoher kinetischer Energie bewegten Kolben am Ende seines Arbeitshubes auf einer Strecke von etwa 2 bis 3 mm vollständig zum Stillstand zu bringen.With the appearance of stronger driving tools on the market, with which one can get long-legged staples or can drive long nails into hardwood, this intercepting device also proved to be no longer sufficient. It was found that the resistance offered by the fastener when penetrating the workpiece has little effect on the braking of the piston. That means that the fully driven position of the fastener essentially depends on the position of the free driver end relative to the tool nose depends in the lowest piston position. The problem, then, is one with high kinetic energy moved piston at the end of its working stroke over a distance of about 2 to 3 mm completely to the Bring to a standstill.

In der DT-OS 23 03 536 war zur Lösung dieses Problems vorgeschlagen worden, den elastischen Anschlag in zwei Einzelteile zu unterteilen, von denen ein Teil am Zylinderboden und das andere Teil an der Kolbenunterseite befestigt ist Diese Anordnung hat neben Vorteilen auch erhebliche Nachteile. Da die beiden Elemente zwangläufig übereinander angeordnet werden müssen, erhöht sich dadurch die Gesamthöhe des Eintreibwerkzeuges. Ferner wird die Masse des Kolbens vergrößert und dadurch die Leistung vermindert Diese bekannte Anordnung ist vor allem für kleine und niedrige Werkzeuge ungeeignet.In the DT-OS 23 03 536 was to solve this problem has been proposed to divide the elastic stop into two parts, one of which is on Cylinder base and the other part is attached to the piston underside. This arrangement has next Advantages also have considerable disadvantages. Because the two elements are inevitably arranged one above the other this increases the total height of the driving tool. Furthermore, the mass of the piston increased and thereby reduced the performance This known arrangement is mainly for small and low Unsuitable tools.

Vor allem aber hat sich gezeigt, daß allein auf Grund innerer Reibung wirkende Bodenanschlagkörper auf Dauer ungeeignet sind, der hohen Belastung standzuhalten, der sie bei mit hoher Schlagfolge arbeitenden Hochleistungs-Eintreibwerkzeugen unterworfen sind.Above all, however, it has been shown that ground stop bodies acting solely on the basis of internal friction Duration are unsuitable to withstand the high load that they work with high impact rate Are subject to high-performance driving tools.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Belastung des Bodenanschlagkörpers der vorliegenden Art auf ein für Dauerbetrieb geeignetes Maß zu begrenzen und seine Wirkung derart zu unterstützen, daß die volle Kapazitätsentfaltung des Eintreibgerätes ermöglicht wird.The invention is therefore based on the object of reducing the load on the floor stop body of the present Kind to a level suitable for continuous operation and to support its effect in such a way that the full capacity development of the driving tool is enabled.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Eintreibwerkzeug der eingangs geschilderten Art in die Innenwandung des Arbeitszylinders in dessen unterem Bereich ein elastischer Bremsring von sich in Eintreibrichtung radial einwärts erweiterndem Querschnitt eingelassen ist. der etwa dann am Arbeitskolben anzugreifen beginnt, wenn dieser auf dem Bodenanschlagkörper zur Auflage kommt. Dadurch wird die durch Werkstoffkompression herbeigeführte Abfangwirkung des Bodenanschlagkörpers unterstützt, und zwar vom Kompressionsbeginn an durch zunehmende Klemmwirkung. Wenn aus äußeren Gründen die Kolben-Überschußenergie relativ klein ist, so tritt der Bremsring bei entsprechend kurzem Kompressioiisweg des Bodenanschlagkörpers auch nur in geringem Maße in Aktion. Ist dagegen die Kolben-Überschußenergie relativ groß, so erfolgt mit zunehmender Kompression des Bodenanschlagkörpers eine zunehmende Zusätzliche Abbremsung des Arbeitskolbens durch den Bremsring, wodurch einerseits eine das Materialgefüge des Bodenanschlagkörpers zerstörende Überbeanspruchung dieses Bauteils vermieden und andererseits sichergestellt wird, daß der Arbeitskolben sowie der damit verbundene Treiber und das einzutreibende Befestigungselement nicht zu weit durchschlagen. According to the invention, this object is achieved in that, in the case of a driving tool, the one described at the beginning Kind of an elastic brake ring in the inner wall of the working cylinder in its lower area is let in by a cross-section that widens radially inward in the driving direction. that about then starts to attack the working piston when it comes to rest on the floor stop. Through this the intercepting effect of the ground stop body brought about by material compression is supported, from the beginning of the compression due to an increasing clamping effect. If for external reasons the excess piston energy is relatively small, the brake ring occurs with a correspondingly short compression path of the floor stop body also only to a small extent in action. On the other hand, is the piston excess energy relatively large, the more compression of the floor stop body increases Additional braking of the working piston by the brake ring, which on the one hand results in the Overstressing of this component that destroys the material structure of the floor stop body is avoided and on the other hand it is ensured that the working piston and the associated driver and the one to be driven Do not punch through the fastener too far.

Es ist zwar z. B. aus der DT-OS 16 03 852 bekannt. bei pulvergetriebenen Bolzensetzgeräten durch Aufweiten eines oder mehrerer Stahlringe mittels eines konischen Kolbenteils eine hohe kinetische Kolbenenergie auf kurzem Wege zu verzehren, und diese ausschließlich durch äußere Reibung erfolgende Abbremsung mag bei Bolzensetzgeräten, die jeweils nur einen Einzelschlag ausführen und dann neu geladen werden müssen, ausreichen, aber für pneumatisch betriebene Nagler, die im allgemeinen mit hoher Schlagfolge betrieben werden, ist sie jedoch ungeeignet, weil jene bekannte Abfangeinrichtung dort in kürzester Zeit zerstört werden würde.It is z. B. from DT-OS 16 03 852 known. in the case of powder-powered powder-actuated tools, by widening one or more steel rings by means of a conical piston part a high kinetic piston energy to be consumed in a short distance, and this deceleration which takes place exclusively through external friction likes for powder-actuated tools that only perform a single blow and are then reloaded must be sufficient, but for pneumatically operated nailers that generally operate with a high impact rate However, it is unsuitable because that known interception device is destroyed there in a very short time would be.

Nachfolgend wird ein in ein Hochleistungs-Eintreibwerkzeug eingebautes Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigtThe following is a high performance driving tool built-in embodiment of the invention explained in more detail with reference to the drawing. In this shows

F i g. 1 eine Seitenansicht des teilweise aufgeschnittenen Eintreibwerkzeuges, dessen Kolben sich fast am Ende seines abwärts gerichteten Arbeitshubes befindet, undF i g. 1 is a side view of the partially cut-away driving tool, the piston of which is almost on the The end of its downward working stroke, and

F i g. 2 eine ähnliche Seitenansicht, jedoch mit sich in der Rückhub-Anfangsphase befindendem Kolben.F i g. 2 is a similar side view, but with the same in FIG the piston in the initial return stroke phase.

Die nachfolgend beschriebene Abfangeinrichtung ist in ein Hochleistungs-Eintreibgerät für Befestiger eingebaut, wie es aus der DT-AS 22 54 132 bekannt ist und deshalb hier nur in aller Kürze beschrieben wird.The support device described below is built into a high-performance driving tool for fasteners, as it is known from DT-AS 22 54 132 and is therefore only described here very briefly.

Im wesentlichen besteht das Eintreibgerät aus einem Kopfabschnitt 10, einem nach hinten auslaufenden Griffabschnitt 12, einer der Führung dienenden Werkzeugnase 14, einem Magazin 16 und einem handbetätigbaren Auslöser 18.The driving tool essentially consists of a head section 10, one that tapers towards the rear Handle section 12, a tool nose 14 serving as a guide, a magazine 16 and a hand-operated one Trigger 18.

Im Kopfabschnitt 10 befindet sich eine als Arbeitszylinder dienende Zylinderbuchse 20 mit einem darin verschiebbaren Arbeitskolben 22. Es sei kurz erwähnt, daß sich der Kolben 22 zu Beginn seines Arbeitshubes am oberen Ende der Zylinderbuchse 20 befindet, während ihn F i g. 1 nahe dem unleren Ende seines abwärtsgerichteten Arbeitshubes, und Fig.2 zu Beginn seines Rückhubes zeigt. An der Unterseite des Kolbens 22 ist ein Treiber 24 befestigt, mit dem ein Befestiger in ein Werkstück eingetrieben wird. In dem Magazin 16 befindet sich ein Vorrat von streifenförmig aufgereihten Befestigern, welche mit einer bestimmten Kraft durch das Magazin in Richtung auf einen Treiberkanal 14a in der Werkzeugnase 14 gedruckt werden. In der oberen Endlage des Kolbens 22 befindet sich das untere Ende des Treibers 24 ein kleines Stück über dem Kopf des gerade im Treiberkanal 14a bereitgestellten Befestigers. In the head section 10 there is a working cylinder serving cylinder liner 20 with a working piston 22 displaceable therein. It should be mentioned briefly that the piston 22 is at the beginning of its working stroke at the upper end of the cylinder liner 20, while him F i g. 1 near the lower end of its downward working stroke, and FIG. 2 at the beginning of its Shows the return stroke. At the bottom of the piston 22 is a driver 24 is attached with which a fastener is driven into a workpiece. In the magazine 16 is located A supply of fasteners strung in a row, which penetrate with a certain force the magazine can be printed in the direction of a driver channel 14a in the tool nose 14. In the upper In the end position of the piston 22, the lower end of the driver 24 is a little above the head of the just provided in the driver channel 14a fastener.

Wenn eine Bedienungsperson den Auslöser 18 betätigt, gelangt Druckluft über eine in der DT-AS 22 54 132 beschriebene Ventilanordnung, die nicht zur vorliegenden Erfindung gehört, aus einem Raum 26 in die Zylinderbuchse 20 oberhalb des Kolber.s 22. Diese Preßluft drückt den Kolben 22 mit dem Treiber 24 im Verlauf eines Arbeitshubes schnell nach unten in die in F i g. 1 dargestellte Stellung. Zum dargestellten Zeitpunkt gelangt ein Teil der Druckluft im Arbeitszylinder über Kanäle 28a in ein Rückholreservoir 28, um anschließend zum Rückholen des Kolbens 22 in seine obere Endlage ausgenutzt zu werden.When an operator pulls the trigger 18, Compressed air reaches a valve arrangement described in DT-AS 22 54 132 that is not used present invention belongs, from a space 26 in the cylinder liner 20 above the Kolber.s 22. This Compressed air quickly pushes the piston 22 with the driver 24 downward into the in the course of a working stroke F i g. 1 position shown. At the time shown, part of the compressed air reaches the working cylinder via channels 28a into a return reservoir 28, in order to then return the piston 22 to its upper End position to be exploited.

Läßt die Bedienungsperson im Normalbetrieb den Auslöser 18 los, so kann keine Druckluft mehr in den Raum 26 gelangen, und der obere Bereich der Zylinderbuchse 20 wird in die Atmosphäre entlüftet. Unter diesen Betriebsbedingungen drückt die im Rückholreservoir 28 befindliche Druckluft über Schlitze 36 auf die Unterseite des Kolbens 22 und bewegt ihn in seine obere Ausgangstellung zurück.If the operator lets go of the trigger 18 in normal operation, no more compressed air can enter the Enter space 26, and the top of the cylinder liner 20 is vented to atmosphere. Under these Operating conditions presses the compressed air located in the return reservoir 28 via slots 36 on the Underside of the piston 22 and moves it back to its upper starting position.

Derartige Plenum-Rückholsysteme für Befestiger-Eintreibwerkzeuge sind eingehend in der DT-AS 11 47 540 beschrieben worden. Die zu diesem Gerät gehörige Ventilanordnung ist eingehend in der bereits erwähnten DT-AS 22 54 132 beschrieben worden.Such plenum retrieval systems for fastener driving tools have been described in detail in DT-AS 11 47 540. The one belonging to this device The valve arrangement has been described in detail in the DT-AS 22 54 132 mentioned above.

Wie aus der anliegenden Zeichnung entnehmbar ist, weist der Kolben 22 eine Ringnut 30 zur Aufnahme eines O-Ringes 32 auf, welcher sowohl während des Arbeits- als auch während des Rückhubes ständig abdichtend an der Innenwand der Zylinderbuchse 20 anliegt. Der Treiber 24 ist auf geeignete konventionelle Weise am Kolben 22 befestigt.As can be seen from the accompanying drawing, the piston 22 has an annular groove 30 for receiving it an O-ring 32, which is constantly sealing both during the working and during the return stroke against the inner wall of the cylinder liner 20. The driver 24 is of any suitable conventional type Attached to the piston 22.

Man muß wissen, daß bei der hier in Betracht gezogenen und in DT-AS 22 54 132 beschriebenen Ventilanordnung die Zylinderbuchse 20 zusätzlich ab Hauptventil arbeitet. Zu diesem Zwecke besitzt der Kopfab- ⁶S schnitt 10 einen internen ringförmigen Ventilsitz 132, welcher mit einem elastischen Ventilelement 50 zusammenwirkt, der in einer äußeren Ringnut 34 der Zylinderbuchse 20 untergebracht ist Wenn diese Ventileinrichtung wie in F i g. 1 offen ist, drückt die Druckluft den Kolben 22 zu seinem Arbeiishub nach unten. Während dieser Bewegung ist die Zylinderbuchse 20, wie die zuvor genannte DT-AS beschreibt, einer nach oben gerichteten Vorspannung unterworfen. Am Ende des Arbeitshubes erfolgt bei der betreffenden Ventilanordnung eine Abwärtsbewegung der Zylinderbuchse 20 in die in F i g. 2 dargestellte Stellung, so daß jetzt die Ventilanordnung 132/50 geschlossen wird. Gleichzeitig wird eine Bodenentlüftung 38 geschlossen, der Zylinderraum oberhalb des Kolbens 22 in die freie Atmosphäre entlüftet und im unteren Teil der Zylinderbuchse 20 befindliche Schlitze 36 geöffnet, so daß die im Rückholreservoir 28, welches auch als Plenumkammer bezeichnet wird, stehende Druckluft auf die Unterseite des Kolbens 22 einwirken und ihn in seine obere Endlage zurückdrücken kann.It must be known that in the valve arrangement considered here and described in DT-AS 22 54 132, the cylinder liner 20 also operates from the main valve. For this purpose, the Kopfab- has ⁶ S section 10 an internal annular valve seat 132 which cooperates with a resilient valve element 50 which is housed in an outer annular groove 34 of the cylinder sleeve 20 when this valve device as g in F i. 1 is open, the compressed air pushes the piston 22 down to its working stroke. During this movement, the cylinder liner 20, as described by the aforementioned DT-AS, is subjected to an upwardly directed prestress. At the end of the working stroke, with the valve arrangement in question, the cylinder liner 20 moves downward into the position shown in FIG. 2 position shown, so that now the valve arrangement 132/50 is closed. At the same time, a bottom ventilation 38 is closed, the cylinder space above the piston 22 is vented into the open atmosphere and the slots 36 located in the lower part of the cylinder liner 20 are opened so that the compressed air in the return reservoir 28, which is also referred to as the plenum chamber, reaches the underside of the Actuate piston 22 and push it back into its upper end position.

Mittels eines Flansches 42 ist ein konventioneller elastischer Bodenanschlag 40 am Boden des Gehäuses bzw. Kopfabschnittes 10 befestigt. Außerdem ist in einer Ringnut 44a im unteren Teil der Zylinderbuchse 20 ein elastischer Bremsring 44 eingelassen, der auf seiner Innenseite mit einer mehr oder weniger keilförmigen Stufe versehen ist. Diese umlaufende Stufe verläuft nach schräg unten und ragt dabei in die Kolbengleitbahn hinein. Man beachte, daß die untere Kante des Kolbens 22 wegen dieser Stufe des Bremsringes 44 abgerundet ist. Wie bereits erwähnt, handelt es sich bei dem beschriebenen Werkzeug um ein Hochleistungs-Eintreibgerät; während der Abwärtsbewegung des Kolbens 22 beginnt der Bremsring 44 den Kolben etwa zu dem Zeitpunkt abzubremsen, in dem jener auf den elastischen Bodenanschlag 40 auftrifft, so daß der Bremsring 44 den Bodenanschlag 40 beim Abbremsen des Kolbens 22 unterstützt. Während dieser Periode der negativen Beschleunigung und bis zum Erreichen des unteren Kolben-Umkehrpunktes bleibt die aufwärtsgerichtete, auf die Zylinderbuchse 20 mit dem Bremsring 44 wirkende Kraft bestehen. Ferner ist zu bemerken, daß außer der nach unten gerichteten und an der Stufe des elastischen Bremsringes 44 wirksamen Mitnehmerwirkung des Kolbens 22 gleichzeitig eine nach außen gerichtete Keilwirkung ausgeübt wird, welche den Bremsring 44 in die Ringnut 44a drückt und das Herausschlagen des Ringes verhindert. Im praktischen Ausführungsbeispiel beträgt der Kolbenweg zwischen der Erstberührung mit dem Bodenanschlag 40 und dem Punkt, wo der Kolben vollständig zur Ruhe gekommen ist, etwa zwischen 2,3 und 3,2 mm.A conventional elastic bottom stop 40 is attached to the bottom of the housing by means of a flange 42 or head section 10 attached. In addition, in an annular groove 44a in the lower part of the cylinder liner 20 an elastic brake ring 44 let in, which on its inside with a more or less wedge-shaped Stage is provided. This circumferential step runs diagonally downwards and protrudes into the piston slide into it. Note that the lower edge of the piston 22 is rounded because of this step of the brake ring 44 is. As already mentioned, the tool described is a high-performance driving tool; during the downward movement of the piston 22, the brake ring 44 starts the piston approximately to brake at the time in which that strikes the elastic bottom stop 40, so that the Brake ring 44 supports the bottom stop 40 when braking the piston 22. During this period the negative acceleration and until the lower piston reversal point is reached, the upward, exist on the cylinder liner 20 with the brake ring 44 force. Furthermore is to note that apart from the downward directed and at the step of the elastic brake ring 44 effective Driving action of the piston 22 at the same time an outwardly directed wedge effect is exerted, which presses the brake ring 44 into the annular groove 44a and prevents the ring from knocking out. In practical Embodiment is the piston travel between the first contact with the bottom stop 40 and the Point where the piston has come to a complete stop, roughly between 2.3 and 3.2 mm.

Es leuchtet ein, daß der elastische Bremsring 44 nicht nur den Bodenanschlag 40 bei seiner Kolben-Abbremsarbeit unterstützt, sondern zusätzlich die auf den Bodenanschlag 40 ausgtübte Schlagenergie vermindert und so wesentlich zu dessen Lebensdauer-Erhöhung beiträgt. Damit ist ein wesentlicher Mangel der. bisher benutzten Hochleistungs-Eintreibkräfte behoben, deren elastische Bodenanschläge bereits nach relativ kurzer Betriebszeit ausfielen. Wenn man dagegen erfindungsgemäß den elastischen Bremsring 44 verwendet, erhöht sich die Lebensdauer des Bodenanschlages 40 wesentlich. It is clear that the elastic brake ring 44 not only the bottom stop 40 during its piston braking work but also reduces the impact energy exerted on the bottom stop 40 and thus contributes significantly to the increase in service life. This is a major shortcoming of the. until now used high-performance driving forces fixed, their elastic ground stops after a relatively short time Operating time failed. If, on the other hand, the elastic brake ring 44 is used according to the invention, increases the life of the floor stop 40 is essential.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Catching device for the working piston on a pneumatically operated driving tool for nails, staples or the like, with a bottom stop body made of rubber-elastic material, on the exposed upper side of which the underside of the working piston, which is linearly movable in a working cylinder, hits directly and essentially flatly at the end of its working stroke , and which is compressed by the residual energy of the working piston, characterized in that in the lower area of the inner wall of the working cylinder (2Q) an elastic brake ring (44) with a cross-section that widens radially inward in the driving direction is embedded, which approximately then on the working piston ( 22) begins to attack when it comes to rest on the floor stop body (40)

2. Interception device according to claim t, characterized in that the incident on the brake ring (44) lower ring edge of the working piston (22) is rounded in cross section.

2525th