DE2717336A1

DE2717336A1 - Pneumatischer hammerantrieb

Info

Publication number: DE2717336A1
Application number: DE19772717336
Authority: DE
Inventors: Harry M Haytayan
Original assignee: Pneutek Inc
Current assignee: Pneutek Inc
Priority date: 1977-01-27
Filing date: 1977-04-19
Publication date: 1978-08-03
Also published as: FR2378610B1; US4122904A; FR2378610A1; DE2717336C2; JPS6047074B2; AU508388B2; JPS5393483A; AU2391377A

Description

Fateriianwähe Dipl.-Ing. Curt Wallach

r. ,,,„„. Dipl.-Ing. Günther Koch

*< ' ^/JJÖ Dipl.-Phys. Dr. Tino Haibach

Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 ■ Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 ■ Telex 5 29 513 wakai d

Datum:

Unser Zeichen: 15 849 - Κ/Ne

Bezeichnung: Pneumatischer Hammerantrieb

Anmelder: Pneutek, Inc.

Billerica, Massachusetts/USA

Vertreter: Dipl.-Ing. C. Wallach

Dipl.-Ing. G. Koch
Dr. T. Haibach
Dipl.-Ing. R. Feldkamp
8000 München 2

Erfinder: Harry M. Haytayan

Lincoln, Massachusetts/USA

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Die Erfindung bezieht sich allgemein auf einen neuartigen und verbesserten Antrieb und insbesondere auf einen pneumatisch betätigten Antrieb zum Eintreiben von Befestigungselementen in harte Aufbauten, beispielsweise Stahlplatten oder Betonplatten oder Stahlplatten, die über einer Betonschicht liegen.

Pneumatische Antriebe sind in verschiedenen Ausführungen bekanntgeworden. Ein Ausführungsbeispiel zeigt die US-PS 3 952 398. Dabei wird ein Druckgas veranlaßt, auf einen Kolben zu wirken, um einen Hammer gegen die Werkstückoberfläche zu schlagen. Derartige Vorrichtungen haben sich als vorteilhaft gegenüber herkömmlichen Antrieben erwiesen, die anstelle von komprimiertem Gas exMusive Ladungen benutzen. Unter den Vorteilen pneumatischer Antriebe gegenüber herkömmlichen Antrieben ist die Präzision zu nennen, mit der der Hub und die Einschlagkraft des Hammer gesteuert werden können.

Seit die pneumatischen Antriebe erstmalig auf den Markt gekommen sind, wurden sie mehrfach abgewandelt. Eine bedeutende Verbesserung, die seither gemacht wurde, besteht darin, einen Sicherheitsmechanismus vorzusehen, der verhindert, daß der Antrieb betätigt wird, wenn der Auslöser gedrückt wird, aber der Fuß des Werkzeugs nicht gegen eine feste Oberfläche anliegt. Für dieses Sicherheitsmerkmal sind spezielle Steuerventile erforderlich, die selektiv das Innere des Antriebszylinders nach der Atmosphäre entlüften.

Gemäß einem älteren Vorschlag erfolgt eine solche Entlüftung durch das Kolbenkissen, welches auf der inneren Oberfläche der Stirnwand des Zylinders angeordnet ist und teilweise durch die Stirnwand selbst. Diese letztgenannte Konstruktion besitzt gewisse Nachteile, von denen nicht der kleinste darin liegt, daß hierbei erforderlich ist, die Länge des

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Antriebs um die Gesamtlänge des Steuerventils vergrößern zu müssen. Eine solcher Vergrößerung der Bauform ergibt nicht nur Unbequemlichkeiten bei der Benutzung, sonder trägt auch zu einer Gewichtserhöhung bei. Außerdem erfodert eine solche Anordnung eine relativ komplexe Bearbeitung der Stirnwand, insbesondere wenn eine unter einem Winkel eintreffende Leitung für das Gas benutzt wird, was notwendigerweise der Fall ist wenn das Ansteigen der Gesamtlänge des Antriebs innerhalb bestimmter Grenzen gehalten werden soll. Diese zusätzliche Bearbeitung vergrößert die Herstellungskosten der Gesamtanordnung.

Diese Kosten werden weiter durch die Notwendigkeit erhöht, eine hermetische Abdichtung zwischen dem hin- und hergehenden Hammer und der Stirnplätbe vorzusehen. Gemäß einem älteren Vorschlag liegt die Dichtung unter der inneren Oberfläche der Stirnplatte und ist dann nicht mehr leicht zugänglich, nachdem das Kolbenkissen einmal installiert ist. Wenn das Kissen in der Stirnplatte verankert wird, dann ist es notwendig, die Dicke der Stirnplatte zu vergrößern, damit die Dichtung unter dem Kissen gehalten wird. Hier müssen wiederum Länge und Höhe des Antriebs vergrößert werden, um die entsprechenden Teile aufnehmen zu können. Außerdem wird die Herstellung der Stirnplatte und der Einbau der Dichtung relativ komplex und kostspielig.

Bekannte Kissen dieser Art schließen in sich selbst gewisse Nachteile ein. Dabei ist daran zu erinnern, daß der Zweck des Kissens bei einem Hammerantrieb darin besteht, daß ein Sicherheitsmechanismus gebildet wird, um den Impuls des Kolbens gegen die Stirnwand zu dämpfen. Gemäß einem älteren Vorschlag tritt ein solcher Impuls nur unter gewissen Umständen auf, insbesondere dann, wenn der Antrieb benutz wird, um Befestigungselemente in ein Material einzutreiben, das nicht die erforderliche Härte besitzt. Unter normalen

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Betriebsbedingungen, d.h. wenn das Einschlagwerkzeug in Verbindung mit einem Material ausreichender Härte benutzt wird, dann hebt die Gegenwirkung, die bei der Impulsbeaufschlagung auftritt, den Antrieb frei und setzt den Krafthub des Kolbens in einem vorbestimmten Abstand von der Zylinderstirnwand still. Dieser vorerwähnte Abstand wird durch die Länge des Hammers bestimmt, der gewählt wird, um den Kolben während des Normalbetriebes zu veranlassen, in Berührung mit dem Kissen zu kommen, ohne letzteres wesentlich zusammenzupressen.

Bei bekannten Einschlagwerkzeugen dieser Art ist das Kolbenkissen an der inneren Oberfläche der Stirnwand mit einem Klebemittel befestigt. Es hat sich gezeigt, daß die Tendenz besteht, daß sich das Kolbenkissen von der Stirnwand im Betrieb löst. Man nimmt an, daß dies eine Folge des Eintretens von Hochdruckluft zwischen Kissen und Stirnwand ist. Stattdessen kann es jedoch auch die Folge davon sein, daß das Klebemittel der Kompressionsbeanspruchung des Kissens nicht folgen kann, die von einer Aufwärtsbewegung kurzer Dauer begleitet wird, und durch das Teilvakuum ausgeübt wird, das beim Wegziehen des Kolbens erzeugt wird. Ein teilweises oder vollständiges Reißen des Klebemittels kann dann eintreten und dies hat eine Verringerung des Wirkungsgrads zur Folge und in extremen Fällen wird das Einschlagwerkzeug arbeitsunfähig.

Wenn die Entlüftung nach der Atmosphäre hin über einen Kanal innerhalb des Kissens und innerhalb der Stirnwand erfolgt, dann nutzt sich das Kissen am Einlauf des Kanals infolge der Tatsache ab, daß die Luft in dem Zylinder unter einem relativ

hohen Druck steht, nämlich z.B. 10,6 bis 12,3 kg/cm . Wenn der Kolben während des Arbeitshubs abgesenkt wird, dann tritt eine Abnutzung am Kanal auf, da die Luft im Zylinder schlagartig durch diesen Kanal im Kissen entlüftet wird. Eine weitere Abnutzung tritt auf, wenn der Kolben angehoben wird und die Luft in Gegenrichtung durch den gleichen Kanal in den Zylinder einströmt.

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Das Problem der Benutzung eines Kissens, welches sich von der Stirnwand nicht trennt, das günstige Abnutzungseigenschaften hat und eine Gleitdichtung für den Hammer liefert, ist verbunden mit der Notwendigkeit einer ordnungsgemäßen Entlüftung des Zylinders. Wenn das Luftvolumen unter dem niedergehenden Kolben während des Leistungshubes nicht schnell genug entlüftet wird, baut sich ein Rückdruck auf, der den Hub des Kolbens verlangsamt und die Schlagkraft verringert, die vom Hammer ausgeübt werden kann. Auf diese Weise kann die Leistungsfähigkeit des Einschlagwerkzeugs beeinträchtigt werden.

Bei gewissen früheren Versuchen auf diesen Gebieten wurden Kissen benutzt, die nur den Mittelabschnitt der Stirnwand des Zylinders bedecken. Ein solches Kissen hat aber wiederum eine Anzahl von Nachteilen, so kann z.B. der Kolben beschädigt werden, wenn er mit voller Kraft auf das Kissen abgesenkt wird. Da der Kolbenimpuls auf einem solchen Kissen nur von der relativ kleinen Fläche getragen wird, die koaxial den Hammer umgibt, kann eine Ausbiegung des nicht abgestützten Kolbenabschnitts während des Sjhlages auftreten und dies kann zu einer dauerhaften Beschädigung des Kolbens führen. Eine gleiche Gefahr der Beschädigung besteht, wenn das Kissen nu^/eTne begrenzte Fläche am Umfang des Kolbens abgestützt wird.

Ein weiteres Problem bei bekannten Einschlaghämmern besteht in der Schwierigkeit, alle Teile des Einschlagwerkzeuges zugänglich zu machen. Wenn beispielsweise das Kolbenkissen beschädigt wird, ist es zweckmäßig, wenn die Endplatte leicht entfernbar ist, um repariert oder ersetzt werden zu können. Bei vielen pneumatischen Antrieben bekannter Bauart kann eine solche Entnahme nur mit Schwierigkeit durchgeführt werden und in gewissen Fällen ist die Stirnplatte dauerhaft am Zylinder festgelegt. In diesem Fall ist das Innere des Zylinders nur über den oberen Abschnitt des Zylinders zugänglich und dies erfordert die Herausnahme des Kolbens und des Blockierungsaufbaus über dem Kolben.

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Bei jedem Hammerantrieb, der ständig gewartet wird, erfordert der Hammer von Zeit zu Zeit eine Wartung oder einen Austausch. Bei gewissen pneumatischen Hammerantrieben ist der Hammer am Kolben in der Weise festgelegt, daß beide Teile ersetzt werden müssen, wenn einer der Teile schadhaft wird. Bei anderen bekannten Hammerantrieben steht der Hammer durch eine Bohrung durch, die in den Kolben eintritt und er ist an letzterem durch eine Mutter befestigt, die auf dem Hammer außerhalb des Zylinders aufgeschraubt ist. Abgesehen davon, daß bsi Vibrationen ein Lösen auftreten kann, ist diese Konstruktionsart anfällig für Leckströme, die durch die den Kolben durchdringende Bohrung fließt. Außerdem ergeben sich oft Verzögerungen beim Zusammenbau bekannter Einrichtungen, weil es schwierig ist, den Hammer präzise auf die Bohrung im Fußteil des Werkzeugs auszurichten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein pneumatisches Einschlagwerkzeug zu schaffen, welches die vorerwähnten Nachteile vermeidet.

Weiter bezweckt die Erfindung die Schaffung eines pneumatischen Einschlagwerkzeuges, das kürzer und leichter ist als die bisher verfügbaren Geräte.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein pneumatisches Einschlagwerkzeug zu schaffen, welches einen größeren Abnutzungswiderstand besitzt, weniger schnell ausfällt als bekannte Bauarten und bei dem die Teile leicht gewartet weröen können.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein pneumatisches Einschlagwerkzeug zu schaffen, welches wirtschaftlich herstellbar ist.

Nachstehend wird ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

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Fig. 1 eine Schnittansicht eines pneumatischen Ein

schlagwerkzeugs gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Schnittansicht eines Einzelteils von

Fig. 1;

Fig. 3 eine Grundrißansicht des Kolbenkissens, welches

bei der Vorrichtung nach Fig. 1 Anwendung findet;

Fig. 4 in kleinerem Maßstab einen Schnitt nach der

Linie 4-4 gemäß Fig. 1.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt eines pneumatischen Antriebs, welcher den Gegenstand der Erfindung bildet. Der Kolben 10 ist gleitbar in einem Zylinder 12 angeordnet und eine Dichtung zwischen diesen beiden Teilen wird durch einen O-Ring I^ hergestellt. Ein Hammer 14 in Form einer Stange ist an der Unterseite des Kolbens 10 mittels seines Gewindeendes 15 in eine Sackbohrung 11 des Kolbens eingeschraubt. Im voll eingesetzten Zustand liegt der Hammerflansch 19 an der Unterseite des Kolbens an. In einer Ausnehmung des Flansches I9 liegt eine Fixierungsschraube, die in die Unterseite des Kolbens eingeschraubt ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist diese Fixierungsschraube am Kolben mittels "Loctite" befestigt. Die Sicherungsschraube verhindert, daß sich der Hammer unter auftretenden Vibrationen löst, wobei der Hammer seinerseits die Sioherungsschraube durch eine Reaktionskraft festhält.

Der Zylinder 12 ist an seinem oberen Ende offen. Das untere Zylinderende ist durch einen Zylinderdeckel 16 geschlossen, der eine Mittelbohrung 17 aufweist, in der der Hammer 14 gleitet. Der Zylinderdeckel 16 weist außerdem eine Lippe25 auf, die unter der Zylinderwand 12 liegt. Ein O-Ring 25 ist in einer Umfangsnut des Zylinderdeckels untergebracht und steht

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in DichtungsberUhrung mit der Zylinderwand. Ein ringförmiger Ansatz 51 ist koaxial an der Unterseite des Zylinderdeckels 16 angeformt.

Koaxial zum Zylinder ist ein Tellerventil 18 gleitbar angeordnet. V/ie aus Fig. 1 ersichtlich, läuft der untere Abschnitt des Tellerventils in einer Bohrung 20,während der obere Abschnitt, der einen etwas größeren Durchmesser besitzt, in einer Ausdrehung 22 läuft. Ein Fortsatz 24 des Tellerventils ist gleitbar in einem zylindrischen Gehäuse 26. Geeignet angeordnete O-Ringe 27 bilden Dichtungen mit den anliegenden Zylinderwänden. Das untere Ende des Tellerventils 18 endet in einem elastischen zylindrischen Kissen oder einer Abdeckung 28. In der in Fig. 1 dargestellten Lage steht das Kissen 28 in Dichtungsberührung mit dem offenen Ende des Zylinders 12.

Der Antrieb weist außerdem einen abnehmbaren Fuß 52 auf, der in kleinerem Maßstab in Fig. 4 dargestellt ist. Der Fuß 52 ist lösbar am Gehäuse des Antriebs über Löcher 55 in einem Flansch 55 des Bodenteiles über Bolzen befestigt, die in das Antriebsgehäuse eingeschraubt sind. Der Bodenteil weist eine«Bohrung 54 auf, die den Hammer 14 aufnimmt. Ein Hohlraum 71 weist eine Teilbohrung 59 auf, die durch zwei Stufen 75 endet. Wenn der Fußteil 52 am Antriebsgehäuse befestigt ist, stößt dieser Teil 52 an der äußeren Oberfläche des Zylinderdeckels l6 an und hält diesen an Ort und Stelle. In dieser Lage erfaßt die Lippe 23 des Zylinderdeckels die Bodenstirnfläche des Zylinders 12 und der Ansatz 5I sitzt in der Bohrung 59 und wird von den Stufen 75 erfaßt. Infolgedessen ist der Hammer 14 genau auf die Bohrung 54 und das Mittelloch 17 ausgerichtet.

Der Fußteil 52 umfaßt außerdem einen Sicherheitsmechanismus, der eine Welle 56 aufweist, die in einer Bohrung 6l liegt. Der Sicherheitsmechanismus weist ferner Hebel 58 und 60 auf, die um Schwenkzapfen 65 bzw. 65 schwenkbar sind. Der Hebel 58

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umfaßt zwei parallele im Abstand zueinander angeordneten Arme, von denen einer bei 57 ersichtlich ist und diese Arme sind an ihren Enden durch Querstücke 75 verbunden. Der Schwenkzapfen 63 steht durch die Arme 57 hindurch und wird von einem quadratischen Vorsprung 67 gehaltert, der innerhalb des Hohlraums 71 liegt und einstückig mit dem Fußteil 52 hergestellt ist. Der Schwenkstift 65 wird von zwei quadratischen Ansätzen 69 getragen, die in gleicher Weise einstückig mit dem Fußteil hergestellt sind und innerhalb des Hohlraumes 71 liegen. Der Ansatz 67 liegt zwischen den Armen 57, während der Hebel 60 zwischen den Ansätzen 69 liegt. Der Sicherheitsmechanismus weist außerdem ein Steuerventil 62 auf, dessen Funktion weiter unten beschrieben wird.

Der Fußteil 52 trägt weiter ein Magazin 57, das mit der Bohrung 54 in Verbindung steht. Das Magazin dient zur Aufnahme von Befestigungsmitteln, beispielsweise von Nägeln oder dergleichen, die durch den Hammer 14 eingetrieben werden sollen.

Der Zylinder 12 wird von einem Reservoir 65 umschlossen, das direkt mit einer Leitung 66 in Verbindung steht, die an eine Hochdruckgasquelle, beispielsweise eine Druckluftquelle über eine Kupplung 67 anschließbar ist. Der Raum über dem Tellerventil 18 definiert eine Kammer 68, deren Größe sich mit der Lage des Tellerventils ändert. Die Kammer 68 steht mit einer Leitung 66 über eine Leitung 70, einen Kanal 72 und über die Öffnungen 73 und 74 eines Steuerventils 76 in Verbindung, wenn das Ventil in seiner aus Fig. 1 ersichtlichen Normalstellung steht. Wenn der Auslöser 78 gedruckt wird, dann schließt das bewegliche Ventilelement des Ventils 76 die Öffnung 74 ab und die Kammer 68 wird nach der Atmosphäre über die öffnung 73 und eine dritte Öffnung 80 des Ventils 76 entlüftet.

Der Zylinder 12 weist eine öffnung 64 auf, die durch die zylindrische Wand hindurchsteht und benachbart zu dem Zylin-

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derdeckel 16 über diesem angeordnet ist. Das Innere des Zylinders 12 steht mit dem Reservoir 65 über eine öffnung 64 und über öffnungen 8i und 82 eines weiteren Steuerventils 62 in Verbindung. Die Ventilöffnung 72 ist offen wenn das Ventil 62 in seiner Normalstellung gemäß Fig. 1 steht. Das Ventil weist außerdem mehrere öffnungen 84 auf, die mit verschiedenen öffnungen 86 in Verbindung stehen, von denen nur eine dargestellt ist und die in der Wand befindlich sind. In der Lage, die das Ventil 62 in Fig. 1 einnimmt, sind die letztgenannten öffnungen gegenüber dem Reservoir 65 und gegenüber dem Inneren des Zylinders 12 abgeschlossen.

Ein elastisches Kolbenkissen 30 steht bis zu einer vorbestimmten Höhe über die innere Oberfläche des Zylinderdeckels l6 vor, Wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich, ist das Kissen 30 als Kreisring ausgebildet. Das Kissen ist in einer Ringnut J54 verankert, die koaxial im Zylinderdeckel 16 angeordnet ist, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist. Die Nut J54 besitzt sich verjüngende Seitenwände 36, so daß sich ein keilförmiger Querschnitt (Schwalbenschwanz) ergibt. Insofern ist die Nut }4 in der Lage, fest ein ringförmiges Kissen ^O zu verankern, welches vorzugsweise in die Nut eingeformt und beim Einformen an der Stirnwand 16 befestigt wird, welche aus einer vorgeformten Metallplatte besteht.

Wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich, weist das Ringkissen JO mehrere Radialschlitze 38 begrenzter Tiefe auf. Bei dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nur jener Abschnitt des Rings, der über die innere Oberfläche 52 vorsteht, geschlitzt. Die Abmessungen des Ringes 30 sind so gewählt, daß der radiale Abstand zwischen dem Hammer 14 und dem Ring jJO beträchtlich größer ist als der radiale Abstand zwischen dem Ring 30 und der Zylinderwand des Zylinders 12.

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Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist eine erste Gegenbohrung 42 in die Oberfläche 32 eingearbeitet und diese verläuft nach unten in die Stirnwand 16. Die Gegenbohrung 42 liegt koaxial zu der Ringnut 34 und öffnet sich nach der Oberfläche 32. Eine zweite Gegenbohrung 44 mit einem etwas Heineren Durchmesser steht mit der Gegenbohrung 42 auf einer Seite und mit dem zentralen Loch 17 auf der anderen Seite in Verbindung. Die zylindrische Wandung, die die Gegenbohrung 42 bildet, weist außerdem eine Ringnut 46 auf.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, enthält die Gegenbohrung 44 eine elastische Dichtungsstange 47, die eine DichtungsberUhrung zwischen dem hin- und herlaufenden Hammer 14 und dem Zylinderdeckel 16 herstellt. Die Gegenbohrung 42 nimmt eine Stützscheibe 48 auf, die dazu dient, die Dichtungsstange 47 an Ort und Stelle zu halten und die außerdem der Führung des Hammers 14 dient, wenn sich dieser hin- und herbewegt. Ein Schnappring 50 liegt in der Ringnut 46 und dieser dient dazu, die Unterlagscheibe 48 in ihrer Stellung zu haltern.

Die Höhe, über die sich die Zylinderöffnung 64 über der Ober* fläche 32 erstreckt, ist etwa um 1,6 bis 3#2 mm niedriger als die Höhe, über die sich das Kissen 30 über die gleiche Oberfläche erhebt. Die Abmessungen des ringförmigen Kissens 30 sind so gewählt, daß die öffnung 64 frei mit dem inneren Zylinderraum zwischen dem Kolben 11 und der inneren Stirnwandoberfläche 32 in Verbindung steht und in Verbindung bleibt, wenn der Kolben das Kissen berührt. Insbesondere bleibt die öffnung 64 frei und steht mit dem Raum in Verbindung, der das Kissen 30 umgibt und auch mit dem Innenraum, der von dem ringförmigen Kissen umgeben ist und zwar über die Radialschlitze 38.

Wenn im Betrieb das Stahlventil 76 in der in Fig. 1 dargestellten Stellung befindlich ist, wird Luft, die über die Kupplung 67 der Leitung 66 zugeführt wird, nach der Kammer

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über die Ventilöffnungen 74, 75 sowie den Kanal 72 und die Leitung 70 zugeführt. Der auf diese Weise der Oberseite des Tellerventils 18 zugeführte Trog drängt letzteres nach unten, so daß die elastische Abdeckung 28 des Tellerventils in Dichtungsberührung mit dem offenen Ende des Zylinders 12 gelangt. Dann füllt die Druckluft auch das Reservoir 65 auf, welches nach der Leitung 66 hin offen ist und übt eine nach aufwärts gerichtete Kraft auf den Boden des Tellerventils 18 aus, d.h. auf jene Abschnitte, die über den Zylinder 12 vorstehen. Da die wirksame Oberfläche des oberen Abschnitts des Ventils 18 jedoch größer ist als der untere Abschnitt, bleibt das Ventil 18 in der aus Fig. 1 ersichtlichen Stellung. Druckluft aus dem Reservoir 65 tritt außerdem in das Innere des Zylinders 12 über die Ventilöffnung 82 und die Zylinderöffnung 64 ein. Die durch die Luft auf die Unterseite des Kolbens ausgeübte Kraft drückt letzteren in die dargestellte Stellung nach oben, d.h. in Berührung mit der elastischen Abdeckung des Tellerventils 28.

Wenn ein Nagel eingeschlagen werden soll, dann wird das Einschlagwerkzeug über dem betreffenden Punkt der Arbeitsoberfläche angesetzt. Die Kraft, die nach unten auf dem Werkzeug lastet, bewirkt, daß die Werkstückoberfläche eine nach oben gerichtete Kraft auf die Welle 56 ausübt, die innerhalb des Fußes 52 zurückgezogen wird. Diese letztgenannte Wirkung wird über die Hebel 58, 60 übertragen, um das Ventil 62 in seine andere Stellung umzuschalten. In der letztgenannten Stellung ist die Ventilöffnung 82 geschlossen und das Innere des Zylinders 12 ist über die Zylinderöffnung 64, die Ventilöffnungen 8l und 84 sowie die öffnungen 86 in der Wandung des Gerätes nach der Atmosphäre hin entlüftet.

Wenn nunmehr der Auslöser 78 betätigt wird, dann wird das Ventil 76 in seine andere Stellung umgeschaltet, in der die Ventilöffnung 74 geschlossen und das Reservoir 68 über die öffnungen 73 und 80 nach der Atmosphäre hin entlüftet ist.

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Das Druckdifferential zwischen der Oberseite und der Unterseite des Tellerventils 18 verschiebt sirh nunmehr zugunsten des unteren Teils, so daß das Ventil veranlaßt wird, sich nach oben zu bewegen und die Druckluft in dem Reservoir 65 wird der Oberseite des Kolbens 10 zugeführt. Der Kolben 10 wird auf diese Weise schnell nach unten verschoben und bewirkt, daß der Hammer 14 gegen den Nagel geschlagen wird, der aus dem Magazin 57 in die Bohrung 54 eingeführt ist. Hierdurch wird der Nagel aus der Bohrung in die darunterliegende Oberfläche eingeschlagen.

Wenn der niedergehende Hammer 14 auf der Werkstückoberfläche auftrifft, dann wird der Hammerantrieb veranlaßt, zurückzuweichen und der Fuß 52 wird vom Werkstück abgehoben. Wenn dies geschieht, kann die Welle 56 wieder aus dem Fuß 52 vorstehen und das Ventil 62 nimmt die aus Fig. 1 ersichtliche Stellung ein. Druckluft aus dem Reservoir 65 tritt wiederum in das Innere des Zylinders 12 ein, um den Kolben in seine Stellung am offenen Ende des Zylinders 12 zu überführen. Nachdem der Nagel eingeschlagen ist, wird der Auslöser 78 freigegeben und es wird die aus Fig. 1 ersichtliche Einstellung des Ventils 76 wiedererlangt. Wenn dies geschieht, dann wird das Tellerventil 18 wiederum nach unten in Dichtungsberührung mit dem offenen Ende des Zylinders 12 gebracht, worauf der Kolben schnell in seine normale angehobene Stellung zurückgeführt wird und nunmehr für einen weiteren Einschlagvorgang bereit ist.

Die Länge des Hammers 14 ist so gewählt, daß dann, wenn die Hammerwelle zuerst die Werkstückoberfläche berührt, der Kolben 10 entweder kurz vor dem Kissen ^O liegt oder in Berührung mit dem Kissen steht, ohne dieses zusammenzupressen. Da die Höhe der öffnung 64 etwa 1,6 bis 3>2 mm unter die obere Oberfläche des Kissens 30 vorsteht, bleibt die öffnung über die Gesamtlänge des Arbeitshubes des Hammers offen, so daß die Luft unter dem Kolben 10 nach der Atmosphäre über den durch die

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öffnungen 64, 84 und 86 gebildeten Pfad austreten kann. Dies trifft auch auf das Luftvolumen innerhalb des Ringkissens zu und das Einfangen dieser Luft durch den niedergehenden Kolben wird durch Ausstoßen der Luft über die Schlitze 38 verhindert. Infolgedessen erfährt der niedergehende Kolben während des Arbeitshubes einen geringeren Luftwiderstand und der Hammer ist in der Lage, einen kräftigen Schlag durchzuführen. Außerdem wird die Abnutzung des Kissens durch die Mehrkanalverteilung der Luft durch die Schlitze 38 vermindert.

Wenn der Kolben angehoben wird, dann kann eine Saugwirkung eine kurze Zeitlang auf das Kissen 30 ausgeübt werden und diese Wirkung hat eine Tendenz, das Kissen von der inneren Oberfläche 32 abzuheben. Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist das Kissen 30 in die Ringnut 34 eingeformt, die einen keilförmigen bzw. schwalbenschwanzförmigen Querschnitt besitzt, der dieser Aufwärtsbewegung entgegenwirkt, wodurch die Stabilisierung des Kissens gewährleistet wird.

Die vorerwähnte Vorrichtung ergibt beträchtliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik. So ermöglicht die Anordnungjund Ausbildung des Kissens 30 einen leichten Zugang zu dem Dichtungsring 47. Weiter trägt die spezielle Anordnung und Ausbildung des Kissens 30 dazu bei, eine mögliche Kolbenbeschädigung zu vermeiden. Wie erwähnt, ergibt die Benutzung eines koaxialen Kissens dicht am Hammer und im Abstand von den Zylinderwänden Probleme für den Fall, daß das Werkstück, welches vom Hammer getroffen wird, weicher ist, als beschrieben. Im letzteren Fall wird der Hammer 14 tiefer als normal eingetrieben und der Hub des Kolbens 10 wird durch das Kissen 30 aufgefangen. Infolge der hohen Stoßgeschwindigkeit und Kraft, mit der der Kolben 10 nach unten während seines Arbeitshubes getrieben wird, ist es möglich und sogar wahrscheinlich, daß die Umfangsabschnitte des Kolbens, die über das mittlere Kissen vorstehen, sich in Richtung auf die Oberfläche 32 während des Impulses ausbiegen. Ein solcher Schlag kann den Kolben be-

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schädigen. Durch die neuartige Konstruktion des Kissens als Ringkissen, das die nach unten gerichtete Kraft des Kolbens ausbalanciert, wird gewährleistet, daß die Ausbiegung beim Aufschlagen auf das Kissen und demgemäß die Gefahr einer Kolbenbeschädigung vermindert wird.

Die Lage der öffnung 64 in der Zylinderwand des Zylinders benachbart zur Stirnwand 16 macht es möglich, das Ventil 62 an einer Stelle anzuordnen, die sehr viel höher liegt als es dann möglich wäre, wenn der Zylinder 12 über das Kissen J50 und die Stirnwand 16 entlüftet würde. Infolgedessen kann das Werkzeug beträchtlich verkürzt werden und hierdurch wird Gewicht eingespart, ohne daß die Wirksamkeit des Werkzeugs beeinträchtigt würde. Die Lage der öffnung 64 gewährleistet außerdem, daß Hochdruckluft aus dem Reservoir 65 die Unterseite des Kolbens erreicht, unmittelbar nachdem das Ventil 62 in die aus Fig. ersichtliche Stellung eingestellt wurde, wodurch gewährleistet wird, daß der Kolben sich schnell in seine angehobene Stellung bewegt, wenn das Tellerventil geschlossen ist.

Wie erwähnt, wird der Zylinderdeckel 16 durch den Fußteil gehalten. Dieser Fußteil kann leicht entfernt werden, so daß der Zylinderdeckel vom Zylinder 12 abgenommen werden kann. Wenn der Zylinderdeckel entfernt ist, wird die Dichtung 47 durch den Mittelteil des ringförmigen Kissens 30 hindurch zugänglich, um die Dichtung zu überprüfen und, falls notwendig, zu ersetzen. Dieser Austausch kann schnell durchgeführt werden und er erfordert nur die Entfernungdes Sprengringes 50 und der Unterlegscheibe 48, um den abgenutzten Dichtungsring zugänglich zu machen. Außerdem kann die Bohrung, die die Unterlagscheibe und den Dichtungsring enthält und ebenso der flache Ringschlitz, der den Sprengring hält, einfach und billig bearbeitet werden.

Der Kolben kann entweder dadurch zugänglich gemacht werden, daß der obere Teil des Hammerantriebs abgenommen und das Teller-

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ventil und der Kolben abgezogen werden oder dadurch, daß der Zylinderdeckel 16 entfernt wird und der Kolben durch den Bodenteil des Zylinders ausgefahren wird. In jedem Falle kann der Hammer 14 leicht zum Zwecke der Überprüfung entfernt werden, indem die Schraube 21 gelöst und der Hammer vom Kolben abgeschraubt wird.

Es sind zahlreiche Abwandlungen und Ausgestaltungen im Rahmen der Erfindung möglich. Es können unterschiedliche elastomere Materialien für das Kissen und für die Dichtungen benutzt werden, beispielsweise Gummi, Polyurethan und dergleichen. Das Kissen selbst muß nicht als Kreisring mit vier Schlitzen ausgebildet sein, sondern es kann auch eine andere Zahl von Schlitzen benutzt werden, wobei berücksichtigt werden muß, daß eine ordnungsgemäße Luftverteilung während des nach unten gerichteten Arbeitshubes des Kolbens 10 erfolgt und das Kissen fängt elastisch den Kolbenschlag auf.

Gemäß dem AusfUhrungsbeispiel erstreckt sich die öffnung 64 etwa über die gleiche Höhe wie das Kissen J>0 und die beiden Abstände sind etwa gleich dem Abstand zwischen Kolben 10 und dem inneren Ende der Wand wenn das freie Ende des Hammers in Berührung mit der Arbeitsoberfläche gelangt. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Wenn die Höhe der öffnung jedoch den erwähnten Abstand überschreitet, dann wird die öffnung teilweise durch den niedergehenden Kolben abgedeckt, und kann dann nicht mehr voll wirksam werden.

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Claims

Patentansprüche :

1.] Pneumatisches Einschlagwerkzeug mit einem pneumatisch betätigten Kolben, der in einem Zylinder läuft und mit einem Hammer in Gestalt einer Welle, der mit dem Kolben verbunden ist und durch eine öffnung eines Zylinderdeckels hindurchsteht, wobei die Länge des "ammers so gewählt ist, daß der Kolben in einem vorbestimmten Abstand von der inneren Oberfläche der Stirnwand des Deckels verbleibt wenn das freie Ende des Hammers in Berührung mit der Arbeitsoberfläche steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderwand eine öffnung aufweist, die sich wenigstens teilweise über den vorbestimmten Abstand erstreckt und daß ein Kolbenkissen an dem Zylinderdeckel koaxial zum Hammer und im Abstand zu diesem angeordnet ist und daß sich das Kissen über die innere Oberfläche in einem Abstand erstreckt, der etwa gleich ist oder kleiner als der vorbestimmte Abstand, wobei das Kissen so ausgebildet ist, daß eine Verbindung zwischen der unter dem Kolben befindlichen Luft und der öffnung hergestellt ist, wenn der Kolben in Berührung mit dem Kissen steht.

2. V/erkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennze ichn e t , daß eine hermetische Dichtung zwischen dem Hammer und dem Zylinderdeckel an dieser öffnung vorgesehen ist.

^. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kolbenkissen ringförmig ausgebildet ist und einen radialen Abstand von der Zylinderwand aufweist.

4. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennze ichn e t , daß das Kissen aus einem Kreisring besteht, der koaxial zu dem Hammer angeordnet ist.

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5· Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennze ichn e t ,daß der radiale Abstand zwischen Hammer und Ring den radialen Abstand zwischen Ring und Zylinderwand überschreitet.

6. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennze ichn e t , daß der Ring mehrere Schlitze aufweist, die eine Verbindung zwischen dem Inneren des Ringes und der Entlüftungsöffnung herstellen, wenn der Kolben in Berührung mit dem Ring befindlich ist.

7· Werkzeug nach Anspruch 3> dadurch gekennze ichn e t , daß der Zylinderdeckel eine nach dem Zylinder hin offene koaxiale Nut aufweist, deren Querschnitt sich mit zunehmender Tiefe vergrößert und daß das Kissen in diese Nut eingeformt ist.

8. Werkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennze lehnet, daß die Nut als Ringnut ausgebildet ist und einen schwalbenschwanzförmigen Querschnitt besitzt und daß das Kissen mit einem Ringfuß in der Nut verankert ist und über die Oberfläche der Nut vorsteht.

9. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennze lehnet, daß der Zylinderdeckel eine nach dem Zylinder hin offene Senkbohrung aufweist, die koaxial zu dem Ringkissen liegt und daß in dieser Bohrung Dichtungen angeordnet sind, die eine Dichtungsberührung zwischen dem Hammer und dem Deckel bewirken.

10. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennze lehnet, daß Mittel vorgesehen sind, die wirksam werden wenn das Werkzeug gegen die Arbeitsoberfläche gedrückt wird, um den Zylinder durch die Entlüftungsöffnung nach der Atmosphäre hin zu entlüften.

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11. Werkzeug nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderdeckel lösbar am Zylinder dichtend befestigt ist, daß die äußere Oberfläche des Zylinderdeckels einen Vorsprung aufweist, daß ein Fußteil mit einer Ausbohrung auf den Vorsprung aufgepaßt ist, daß Mittel vorgesehen sind, durch die der Fußteil auf dem Antrieb lösbar gehaltert wird und dabei mit der äußeren Wandoberfläche des Deckels und mit dem in der Bohrung befindlichen Vorsprung in Berührung steht und daß der Fußteil eine Bohrung aufweist, um den Hammer aufzunehmen, wobei die Bohrung und der Hammer koaxial ausgerichtet liegen, wenn der Vorsprung in der Bohrung eingepaßt ist.

12. Werkzeug nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben ein Gewindesackloch aufweist, welches von der inneren Oberfläche des Kolbens her eingeschnitten ist, daß ein Ende des Hammers mit einem Außengewinde und einem koaxialen Flansch benachbart zu dem Gewinde versehen ist, daß der Gewindeabschnitt in das Gewindeloch bis zu einer Tiefe einschraubbar ist, an der der Flansch an die innere Kolbenoberfläche anstößt und daß der Flansch eine Ausnehmung besitzt, in die eine Schraube mit ihrem Kopf eingreift, die in ein Gewindeloch des Kolbens eingeschraubt ist und ein Lösen des Hammers unter Vibrationen verhindert.

13. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Fußteil eine koaxial zu dem Zylinder liegende Bohrung aufweist, die nacheinander jeweils ein Befestigungsmittel aufnimmt, das vom Hammer eintreibbar ist.

14. Werkzeug nach Anspruch \Z>, dadurch gekennzeichnet, daß ein Tellerventil gleitbar unter dem offenen Ende koaxial zu dem Zylinder angeordnet ist, welches eine Kammer hermetisch von einem Reservoir absperrt, daß die DruckgaszufUhrungsleitung direkt mit dem Reservoir in Verbindung steht und da3 ein erstes Steuerventil vorgesehen

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ist, welches normalerweise in einer ersten Stellung befindlich ist, in der eine Verbindung zwischen der Kammer und der Leitung vorhanden ist, wobei das Tellerventil in Dichtungsberührung mit dem offenen Ende des Zylinders gelangt, wenn das erste Steuerventil in der ersten Stellung befindlich ist, daß Mittel vorgesehen sind, um selektiv das erste Steuerventil in eine zweite Stellung zu überführen, in der die Kammer nach der Atmosphäre hin entlüftet ist und daß ein zweites Steuerventil normalerweise in einer ersten Stellung befindlich ist, in der eine Verbindung zwischen der öffnung im Zylinder und dem Reservoir besteht, wobei der Kolben nach dem offenen Zylinderende und in Berührung mit dem Tellerventil gebracht wird wenn das zweite Steuerventil in seiner ersten Stellung befindlich ist und daß Mittel vorgesehen sind, um selektiv das zweite Steuerventil in eine zweite Stellung zu überführen, in der der Zylinder nach der Atmosphäre hin entlüftet ist, wobei der Kolben sich nach dem Zylinderdeckel hin bewegen kann, wenn das zweite Steuerventil in der zweiten Stellung befindlich ist.

15. Werkzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ventil durch einen Auslöser einstellbar ist und daß die Mittel zur Einstellung des zweiten Steuerventils einen Sicherheitsmechanismus aufweisen, der das Werkzeug nur dann wirksam werden läßt, wenn der Fußteil fest gegen eine Einschlagfläche gepreßt wird.

16. Werkzeug nach Anspruch IJi, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Oberfläche des Zylinderdeckels eine schwalbenschwanzförmige Nut besitzt, in der das Kolbenkissen eingeformt ist, welches mit einer vorbestimmten Höhe über die Oberfläche vorsteht.

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17. Werkzeug nach Anspruch 16, dadurch gekennze ichnet, daß das Kissen mit einem ringförmigen Ansatz in der Schwalbenschwanznut verankert ist.

18. Werkzeug nach Anspruch I7, dadurch gekennze ichnet, daß das Ringkissen eine Mehrzahl radialer Schlitze aufweist, deren Tiefe auf jenen Abschnitt des Kissens begrenzt ist, der über die innere Oberfläche des Zylinderdeckels vorsteht.

19. Werkzeug nach Anspruch 18, dadurch gekennze Ichnet, daß die Höhe des Kissens den Abstand überschreitet, in welchem die Entlüftungsöffnung über die innere Oberfläche vorsteht.

20. Werkzeug nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Abstand zwischen Hammer und Ring den radialen Abstand zwischen Ring und Zylinderwand überschreitet.

21. Werkzeug nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet ,daß eine erste Gegenbohrung koaxial in der Zylinderwand, umschlossen von der Ringnut, vorgesehen ist, die nach der inneren Oberfläche hin geöffnet ist, daß eine Ringnut in der Zylinderwand der ersten Gegenbohrung angeordnet ist, daß eine zweite Gegenbohrung unter der ersten Gegenbohrung in der Stirnwand angeordnet ist, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der ersten Gegenbohrung, daß eine Stabdichtung in der zweiten Gegenbohrung angeordnet ist, um eine hermetische Abdichtung zwischen Hammer und Zylinderdeckel zu bewirken, daß eine Unterlagscheibe in der ersten Gegenbohrung anger ordnet ist, die die Dichtung gegen eine Bewegung festhält und den Hammer führt und daß ein Sprengring in der Ringnut eingesetzt ist, um die Unterlagscheibe in der ersten Gegenbohrung festzuhalten.

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