DE2630549A1

DE2630549A1 - Pneumatisches druckueberwachungsventil, insbesondere fuer handbediente maschinenwerkzeuge

Info

Publication number: DE2630549A1
Application number: DE19762630549
Authority: DE
Inventors: Gunnar Christer Dipl I Hansson
Original assignee: Atlas Copco AB
Current assignee: Atlas Copco AB
Priority date: 1975-07-11
Filing date: 1976-07-07
Publication date: 1977-01-13
Also published as: DE2630549B2; US4097184A; FR2317579B1; JPS603959B2; DE2630549C3; JPS5224330A; GB1554937A; FR2317579A1; SE402812B; SE7507972L

Description

Dipl.-Ing. W.Beyer Dipl.-Wirtseh.-Ing. B.Jochem

Frankfurt am Main . . .V.... . VVV".. . . ... . . VV. Staufenstrasae

In Sachen:

Atlas Copco Aktiebolag
Nacka/Schweden

Pneumatisches Drucküberwachungsventil, insbesondere für handbediente Maschinenwerkzeuge.

Die Erfindung betrifft ein pneumatisches Drucküberwachungsventil zum selbsttätigen Absperren der Druckluftzufuhr beim Unterschreiten eines bestimmten Eingangsdrucks, insbesondere in einem handbetätigten Maschinenwerkzeug.

Druckluftbetriebene Handschrauber, die mit drehmomentbegrenzenden Kupplungen versehen sind, werfen ein besonderes Problem auf. Für ein einwandfreies Arbeiten solcher Kupplungen ist es Vorausbedingung, daß das Antriebsmoment im Augenblick des Ausrückens einen bestimmten Wert überschreitet, Wenn das Antriebsmoment zu niedrig ist, kann die Kupplung überhaupt nicht ausrücken. Das Ergebnis hiervon ist, daß anstelle eines kurzen Drehmomentimpulses ein sehr sehr starkes Reaktionsmoment auf das Schraubergehäuse übertragen wird. Bei handgeführten Maschinenwerkzeugen kann ein solches Reaktionsmoment das Personal ebenso wie das Gerät ernsthaft beschädigen. Da die Drehzahl beim Festziehen einer Schraubverbindung vom Druck der antreibenden Luft abhängig ist.

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ist es äußerst wichtig, daß ein bestimmter Mindestdruck aufrechterhalten wird. Ähnliche Probleme treten auch in anderen Anwendungfällen von Druckluftzufuhr zu Geräten und Maschinen auf.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Drucküberwachungsventil der eingangs genannten Art zu schaffen, das im Falle des Absinkens der zugeführten Druckluft unter einen vorbestimmten Wert schlagartig die Druckluftzufuhr unterbricht und in der Sperrstellung auch bei wieder ansteigendem Luftdruck verbleibt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein an eine Druckluftquelle angeschlossenes Ventilgehäuse mit einem darin zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung beweglichen Ventilkörper, einem ersten Durchlaß zum ständigen Beaufschlagen des in Schließrichtung weisenden Ventilkörperendes mit Druckluft aus der Druckluftquelle, Federmitteln zum fortgesetzten Vorspannen des Ventilkörpers in Schließrichtung und einem zweiten Durchlaß zum Beaufschlagen des in Öffnungsrichtung weisenden Ventilkörperendes mit Druckluft aus der Druckluftquelle, wobei der zweite Durchlaß vom Ventilkörper verschließbar ist, wenn dieser seine Öffnungsstellung einnimmt.

Merkmale zur vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung in Anwendung auf einen Druckluftschrauber wird nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines pneumatischen Winkelschrauber mit einem Drucküberwachungsventil nach der Erfindung,

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FIg. 2a und 2b in größerem Maßstab Längsschnitte durch das Drucküberwachungsventil nach Fig. 1 mit dem Ventil in Offenstellung bzw. Schließstellung.

In der Zeichnung ist mit 1o das Gehäuse eines Druckluftschraubers gezeigt. Das Gehäuse enthält einen (nicht gezeigten) Druckluftmotor, der antriebsmäßig mit einer als Vierkant ausgebildeten Abtriehswelle 11 verbunden ist. Am hinteren Ende ist das Gehäuse 1o mit einem Einlaßkanal 12 für Antriebsdruckluft versehen.

In dem Einlaßkanal 12 befindet sich ein Speiseventil 13 zum Steuern der Antriebsdruckluft mit einem Ventilkörper 14, der von einem Handhebel 15 verschieblich ist. Der Ventilkörper hat einen vergrößerten Kopf 16, der dichtend mit einem Ringsitz 17 zusammenarbeitet. Der Ringsitz 17 ist von einem elastischen Dichtungselement gebildet.

Koaxial zu dem Speiseventil 13 ist in das Gehäuse 1o ein mit einer zylindrischen Bohruno 2o versehenes becherförmiges Ventilgehäuse 19 eingesetzt. Innerhalb der Bohrung 2o ist ein rohrförmiger Ventilkörper 21 verschieblich geführt. An seinem in Öffnungsrichtung weisenden Ende, welches nachstehend als hinteres Ende bezeichnet wird, ist der Ventilkörper 21 mit einem ringförmigen Endabschnitt 22 versehen, der in dichtende Anlage gegen einen Sitz 23 an der Endwand des Ventilgehäuses 19 zu kommen vermag, wenn der Ventilkörper seine Offenstellung einnimmt. In ähnlicher Weise ist der Ventilkörper an seinem in Schließrichtung weisenden Ende, das nachstehend als vorderes Ende bezeichnet wird, mit einem ringförmigen Endabschnitt 24 versehen, der in dichtende Anlage gegen einen Sitz 25 zu kommen vermag, welcher von dem elastischen Dichtelement 18 gebildet ist.

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Der Durchmesser der Bohrung 2o übersteigt den Durchmesser des Ventilkörpers 21 und bildet dadurch einen Ringspalt 26 ringsum den Ventilkörper 21. Der Ringspalt dient zur Bildung eines Durchlasses für Druckluft zum hinteren Ende 22 des Ventilkörpers 21.

Der Ventilkörper 21 ist, wie bereits erwähnt, rohrförmig ausgebildet und mit einer Querwand 27 versehen. Zwischen dieser Wand 27 und der Endwand des Ventilgehäuses 19 stützt sich eine Schraubendruckfeder 28 ab, die den Ventilkörper 21 ständig in Schließrichtung gegen den Sitz 25 vorspannt.

An seinem vorderen Ende 24 ist der Ventilkörper 21 mit einem radialen Durchlaß 29 versehen, durch welchen Druckluft ständig dem vorderen Ende 24 des Ventilkörpers 21 zugeführt wird, auch wenn letzterer seine Schließstellung einnimmt.

Die Endwand des Ventilgehäuses 19 enthält eine Lecköffnung 3o von geringem Querschnitt, die ständig die Bohrung 2o zur umgebenden Atmosphäre entlüftet. Die Endwand ist ferner mit einer zentralen Druckentlastungsöffnung 31 von großem Durchmesser versehen. Die öffnung 31 wird normalerweise von einem Ventil 32 geschlossen gehalten, das gegen die Endwand des Gehäuses 19 von einer Feder 33 vorgespannt und mit einem Druckknopf 34 für Handbetätigung in entgegengesetzter Richtung versehen ist. An ihrem entgegengesetzten Ende stützt sich die Feder 33 gegen die Querwand 27 des Ventilkörpers 21 ab. Der Querschnitt der Druckentlastungsöffnung 31 ist beträchtlich größer als der Querschnitt des Ringspaltes 26 zwischen dem Ventilkörper 21 und der Wandung der Bohrung 2o.

Wenn der Schrauber mit seinem Einlaßkanal 12 an eine Druckluftquelle angeschlossen ist, überwacht das Drucküberwachungsventil ständig den Druck der Antriebsluft und ist bestrebt,

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selbsttätig die Druckluftversorgung zum Werkzeug abzusperren» wenn der Luftdruck unter einen vorbestimmten Wert abfällt.

In seiner normalen Öffnungsstellung wird der Ventilkörper 21 von dem auf sein vorderes Ende 24 wirkenden Luftdruck beeinflußt, der eine Öffnungskraft hervorruft, welche die Gesamtbelastung der Federn 28 und 33 übersteigt. Diese Öffnungskraft läßt den Ventilkörper 21 seine voll geöffnete Stellung einnehmen, in welcher sein hinteres Ende 22 gegen den Sitz 23 abdichtet. In dieser Stellung ist das hintere Ende 22 des Ventilkörpers 21 vom Ringspalt 26 und dem Einlaßkanal 12 abgedichtet. Dadurch kann die Druckluft das hintere Ende 22 des Ventilkörpers 21 nicht erreichen, und die Lecköffnung 3o verhindert einen Druckaufbau an diesem Ende des Ventilkörpers 21 als Folge der an dem Sitz 23 vorbeitretenden Leckströmung.

Diese Stellung des Ventilkörpers 21 ist stabil und wird solange aufrechterhalten, wie der Speiseluftdruck ein gewünschtes Minimalniveau übersteigt, das von der Vorspannkraft der Federn 28, 33 bestimmt ist. Wenn jedoch der Druck der Antriebsluft unter dieses Niveau abfällt, bekommt die auf den Ventilkörper 21 wirkende Federbelastung die Oberhand und der Ventilkörper beginnt sich nach vorwärts in Schließrichtung zu bewegen. Als Folge dieser Bewegung wird die dichtende Anlage zwischen dem Ventilkörper 21 und dem Ventilsitz 23 aufgehoben, und der Luftdruck vermag das hintere Ende des Ventilkörpers 21 über den Ringspalt 26 zu erreichen, wodurch die auf den Ventilkörper 21 wirkende Schließkraft weiter anwächst. Die Lecköffnung 3o hat einen beträchtlich kleineren Querschnitt als der Ringspalt 26 und wird deshalb den Druckluftaufbau an diesem Ende des Ventilkörpers nicht beeinflussen.

Somit nimmt also der Ventilkörper 21 bei zu niedrigem Druck seine Schließstellung ein, in welcher er den Einlaßkanal 12

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vom Schrauber absperrt. In seiner Schließstellung liegt der Ventilkörper 21 dichtend gegen den Sitz 25 an. Durch die Radialöffnung 29 verbleibt das vordere Ende 24 des Ventilkörpers ständig in Verbindung mit der Druckluftquelle.

Die Schließstellung des Ventilkörpers ist dadurch stabilisiert, daß beide Enden des Ventilkörpers unter gleichem Druck stehen. Ein Druckanstieg kann daher diese Stellung nicht ändern. Die Schließstellung wird durch die Federn 28 und 33 aufrechterhalten, Die Hauptaufgabe der Feder 33 besteht darin, das Druckentlastungsventil 32 zu beaufschlagen. Da jedoch die Feder 33 sich andererseits gegen die Querwand 27 des Ventilkörpers 21 abstützt, muß ihre Kraft der Belastung der Feder 28 zuaddiert werden.

Wenn der Luftdruck den vorbestimmten Minimalwert erneut übersteigt, kann das Ventil durch manuelle Betätigung des mit dem Druckentlastungsventil 32 verbundenen Druckknopfes 34 wieder geöffnet werden.

Letzteres hebt dann die Abdeckung der Druckentlastungsöffnung 31 auf, und der Luftdruck am hinteren Ende 22 des Ventilkörpers sinkt schnell auf ein Niveau ab, das im wesentlichen dem Atmosphärendruck entspricht. In dem Augenblick, in dem der Druck am hinteren Ende 22 des Ventilkörpers 21 entlastet wird und das vordere Ende 24 des Ventilkörpers dem vollen Druck über die Radialöffnung 29 unterworfen bleibt, wird der Ventilkörper 21 nach hinten gegen die Wirkung der Federn 28 und 33 in seine Öffnungsstellung gedrückt.

Wenn das hintere Ende 22 des Ventilkörpers 21 zur dichtenden Anlage gegen den Sitz 23 gelangt, wird die Verbindung zwischen diesem Ende des Ventilkörpers 21 und dem Ringspalt 26 unterbrochen, und das Druckentlastungsventil 32 kann wieder geschlossen werden. Aufgrund der Tatsache, daß die Lecköffnung

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ständig geöffnet ist, kann Luft, die an dem Sitz 23 vorbeiströmt, keinen Druck am hinteren Ende 22 des Ventilkörpers 21 aufbauen.

Die Erfindung ist nicht auf das gezeigte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Beispielsweise kann ein erneutes öffnen des Drucküberwachungsventils 21 auf andere Weise als durch ein Druckentlastungsventil vorgenommen werden. Letzteres ist jedoch darin vorteilhaft, daß ein unkorrektes Betätigen dem Ventilkörper 21 nicht beeinflussen kann, wenn sich dieser in Offenstellung befindet.

Die Erfindung ist auch nicht auf die gezeigte Ausführungsform des Dichtelements 18 beschränkt, das dem Drucküberwachungsventil und dem Speiseventil 13 gemeinsam ist. Das Drucküberwachungsventil nach der Erfindung kann auch vollständig unabhängig von dem Speiseventil 13 eingesetzt werden.

Patentansprüche /

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Claims

Patentansprüche

1J Pneumatisches Drucküberwachungsventil zum selbsttätigen Absperren der Druckluftzufuhr beim Unterschreigen eines bestimmten Eingangsdrucks, gekennzeichnet durch ein an eine Druckluftquelle angeschlossenes Ventilgehäuse (19) mit einem daran zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung beweglichen Ventilkörper (21) , einem ersten Durchlaß (29) zum ständigen Beaufschlagen des in Schließrichtung weisenden Ventilkörperendes (24) mit Druckluft aus der Druckluftquelle, Federmitteln (28, 33) zum fortgesetzten Vorspannen des Ventilkörpers (21) in Schließrichtung und einem zweiten Durchlaß (26) zum Beaufschlagen des in Öffnungsrichtung weisenden Ventilkörperendes (22) mit Druckluft aus der Druckluftquelle, wobei der zweite Durchlaß (26) vom Ventilkörper (21) verschließbar ist, wenn dieser seine Offenstellung einnimmt.
2. Drucküberwachungsventil nach /.nspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Ventilkörper (21) zylindrisch ausgebildet und in einer zylindrischen Bohrung (2o) innerhalb des Ventilgehäuses (19) geführt ist, wobei der Durchmesser dieser Bohrung (2o) den Durchmesser des Ventilkörpers (21) unter Bildung eines Ringspaltes zwischen der Bohrung (2o) und dem Ventilkörper (21) übersteigt, welcher den zweiten Durchlaß (26) bildet.
3. Drucktiberwachungsventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (19) mit einer das in Öffnungsrichtung weisende Ende (22) des Ventilkörpers (21) ständig zur Atmosphäre entlüftenden Lecköffnung (3o) versehen ist, deren Querschnitt beträchtlich geringer als der Querschnitt des zweiten Durchlasses (26) ist.

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4. Drucküberwachungsventil nach Anspruch 3, gekenn zeichnet durch ein manuell betätigbares Druckentlastungsventil (31 - 34) zum Steuern der Verbindung zwischen dem in Öffnungsrichtung weisenden Ende (22) des Ventilkörpers (21) und der Atmosphäre, wobei dieses Druckentlastungsventil (31 - 34) einen beträchtlich größeren Querschnitt als der zweite Durchlaß (26) aufweist und von einer Feder (33) in Schließstellung vorgespannt ist.
5. Drucküberwachungsventil nach einem der Ansprüche

1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (21) mit rohrförmigen Endabschnitten (22, 24) versehen ist, die alternativ mit ringförmigen Ventilsitzen (23 bzw. 25) im Gehäuse in dichtende Anlage gelangen.
6. Drucküberwachungsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Anwendung bei einem mit einem Speiseventil versehenen pneumatischen Schrauber, dadurch g e kennz eichnet, daß das Drucküberwachungsventil, in Strömungsrichtuna aesehen, vor dem Speiseventil (13) angeordnet ist und das Ventilgehäuse (19) des Drucküberwachungsventils ein integrierter Teil des Schraubergehäuses (1o) ist.
7. Druckluftschrauber mit einem antriebsmäßig mit einer Ausgangswelle verbundenen Druckluftmotor, welchem die Antriebsluft über einen mit einem Speiseventil versehenen Druckluftzufuhrkanal zuführbar ist, gekennzeichnet durch ein in der Zufuhrleitung (12) vor dem Speiseventil (13) angeordnetes Drucküberwachungsventil mit einem Ventilkörper (21), einem ersten Durchlaß (29) zum ständigen Beaufschlagen des in Schließrichtung weisenden Ventilkörperendes (24) mit Druckluft aus dem Zufuhrkanal (12), Federmitteln (28, 33) zum fortgesetzten Vorspannen des Ventilkörpers (21) in Schließrichtung und einem zweiten Durchlaß (26) zum Beaufschlagen des in Öffnungsrichtung weisenden

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Ventilkörperendes (22) mit Druckluft aus dem Zufuhrkanal (12), wobei der zweite Durchlaß (26) vom Ventilkörper (21) verschließbar ist, wenn dieser seine Offenstellung einnimmt.

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