DE3347605C2 - Pneumatisches Werkzeug - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein pneumatisches Werkzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-OS 28 11 083 ist ein pneumatisches Werkzeug be­ kannt, welches einen Einstückig mit einer Treibkolbenstange ausgebildeten Treibkolben aufweist, welcher gleitverschieblich in einem Hauptzylinder geführt wird. Das pneumatische Werkzeug dient zum Einschlagen eines Nagels oder eines ähnlichen Befe­ stigungselements in eine harte Unterlage. Das vorgeschlagene pneumatische Werkzeug weist eine neben dem Hauptzylinder ange­ ordnete Druckkammer zum Speichern von Druckluft auf und weist weiterhin eine zwischen der Druckluftkammer und dem Hauptzy­ linder angeordnete, über eine handbetätigte Auslöseanordnung betätigbare Hauptventilanordnung auf, bei deren Betätigung der Hauptzylinder zum Vortrieb des Treibkolbens mit Druckluft aus der Druckkammer gespeist wird. Weiterhin ist ein Druckverstär­ ker vorgesehen, der zwischen der Druckkammer und einer Druck­ luftquelle angeordnet ist.

Bei dem pneumatischen Werkzeug gemäß der DE-OS 28 11 083 wird die Druckverstärkung durch einmaliges Komprimieren der Luft erreicht, wobei sich die Druckerhöhung lediglich aus dem Un­ terschied der jeweiligen Wirkflächen ergibt.

Dies hat den Nachteil, daß nicht immer ein ausreichender Druckaufbau vorhanden ist, um ein zuverlässiges Eindringen des Werkstücks in den entsprechenden Gegenstand oder Untergrund sicherzustellen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein pneumati­ sches Werkzeug der eingangs genannten Art anzugeben, das in der Lage ist, einen hohen Luftdruck aufzunehmen und jederzeit zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruches 1 gelöst.

Bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen die Zeichnungen im einzelnen:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines pneumatischen Werkzeugs gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2a, b und c Schnittansichten eines in Fig. 1 mit P1 bezeichneten Teils des Werkzeugs,

Fig. 3 eine Schnittansicht einer Einrichtung zum Verbessern des Wirkungsgrads eines Druckverstärkers,

Fig. 4 eine Schnittansicht einer in Fig. 1 mit P2 bezeich­ neten Einrichtung zum Einstellen eines Sekundärdrucks, und

Fig. 5 eine grafische Darstellung der zeitlichen Druckver­ läufe im Druckverstärker.

Ein in Fig. 1 dargestelltes pneumatisches Werkzeug A ent­ hält einen Treibkolben 3 mit einem Schaft 2 zum Einschlagen eines Nagels 1, eines Niets od. dergl. in eine Unterlage etwa aus Beton od. dergl. Der Kolben 3 ist längsverschieb­ lich in einem Zylinder 4 geführt, neben welchem eine Druck­ kammer 5 angeordnet ist. Eine zwischen der Druckkammer 5 und dem Zylinder 4 vorgesehene Hauptventilanordnung 7 ist mittels einer Abzugsventilanordnung 70 betätigbar und steu­ ert die Strömungsverbindung zwischen der Druckkammer und dem Zylinder. Zum pneumatischen Werkzeug A gehört ferner ein Druckverstärker 6, welcher von einem Kompressor oder einer sonstigen Druckluftquelle mit Druckluft gespeist ist und seinerseits die Druckkammer 5 mit einem höheren Druck speist. Der Vortrieb des Kolbens 3 erfolgt mittels von der Druckkammer 5 in den Zylinder 4 geleiteter Druckluft. Das pneumatische Werkzeug A enthält ferner eine Sekundärdruck- Einstellvorrichtung 7, welche den Druckverstärker 6 derart steuert, daß der von ihm erzeugte Druck einen vorbestimmten Wert nicht überschreitet. Außerdem umfaßt das Werkzeug A ein Ablaßventil 8 für die Druckentlastung des Druckkammer nach jeder Betätigung zum Einschlagen von Befestigungs­ elementen, eine Zuliefervorrichtung 80 für Befestigungs­ elemente sowie verschiedene Sicherheitseinrichtungen zur Verhütung von Kontakt- und Blindschüssen.

Im folgenden seien der Strömungsweg der Druckluft inner­ halb des pneumatischen Werkzeugs A sowie die Wirkungsweise des Werkzeugs kurz anhand von Fig. 1 erläutert.

Von einer Druckluftquelle gelieferte Druckluft wird zunächst dem Druckverstärker 6 zugeführt, welcher den Druck der Druckluft erhöht und diese dann zur Speicherung an die Druckkammer 5 abgibt. Übersteigt dabei der Druck der von dem Druckverstärker 6 weiter komprimierten Druckluft einen voreingestellten Wert, so spricht die Sekundärdruck-Ein­ stellvorrichtung 7 an und setzt den Druckverstärker 6 still. Die in der Druckkammer 5 gespeicherte hochkomprimierte Druckluft wird nach Bedarf zum Einschlagen eines Befesti­ gungselements verwendet. Nach dem Einschlagen des Befesti­ gungselements tritt das Ablaßventil 8 in Tätigkeit, um die noch in der Druckkammer 5 vorhandene Druckluft aus dem Werkzeug ins Freie entweichen zu lassen.

Zum Gebrauch des pneumatischen Werkzeugs A wird zunächst von Hand die Zuliefer-Vorrichtung 80 betätigt, um ein Befestigungselement 1 in eine vorbestimmte Stellung vorwärts des Treibkolbens 3 zu bringen. Im Zusammenhang mit diesem Handgriff wird ein Sicherheitsventil 94 aktiviert, um einen Expansionszylinder 91 eines Kontaktglieds 68 am vorderen Ende des Werkzeugs A über das Auslöseventil 70 und das Sicherheitsventil 94 mit Druckluft aus der Druckkammer 5 zu speisen und dadurch das Kontaktglied 68 auszustrecken. Wird dann das Kontaktglied 68 unter Druck an einer Unter­ lage angesetzt, so wird über den Expansionszylinder 91 ein Servoventil 81 betätigt, welches daraufhin die Strömungs­ verbindung zwischen dem Auslöseventil 70 und dem Haupt­ ventil 71 freigibt. Bei anschließender Betätigung des Aus­ löseventils 70 von Hand entweicht in einer oberen Kammer 73 eines Hauptventilzylinders enthaltene Druckluft, wodurch das Hauptventil 71 betätigt wird und die Strömungsverbin­ dung zwischen der Druckkammer 5 und dem Hauptzylinder 4 freigibt. Die daraufhin in den Zylinder 4 einströmende Druckluft beaufschlagt den Treibkolben 3 und treibt diesen vorwärts, um das Befestigungselement 1 in die Unterlage ein­ zuschlagen.

Bei Betätigung des Auslöseventils 70 sperrt das Sicherheits­ ventil 94 die Strömungsverbindung zwischen dem Auslöseven­ til 70 und dem Expansionszylinder 91 und entlüftet dabei den Expansionszylinder 91, wodurch eine weitere Betätigung des Servoventils 81 dann gesperrt ist. Selbst wenn darauf­ hin das Kontaktglied 68 erneut gegen die Unterlage gepreßt oder das Auslöseventil 70 erneut betätigt würde, hätte dies dann keine erneute Betätigung des Werkzeugs A zur Folge.

Nachstehend seien nun die Teile und Baugruppen des vorste­ hend beschriebenen pneumatischen Werkzeugs A im einzelnen erläutert.

Als Druckluftquelle kann beispielsweise ein für den Betrieb von pneumatischen Werkzeugen gebräuchlicher Kompressor die­ nen. Wie man in Fig. 2a bis c erkennt, ist der Druckver­ stärker 6 über einen Einlaß 9 mit der Druckluftquelle ver­ bunden. Der Druckverstärker 6 hat einen Differentialkolben 13 mit einem eine große druckbeaufschlagte Fläche aufwei­ senden Antriebskolben 11 und einem eine kleinere druckbe­ aufschlagte Fläche aufweisenden Kompressorkolben 12. Die beiden Kolben 11 und 12 sind über eine Kolbenstange 10 starr miteinander verbunden und verschieblich in einem einen größeren Durchmesser aufweisenden Antriebszylinder 14 bzw. einem einen kleineren Durchmesser aufweisenden Kom­ pressionszylinder 15 geführt. Zum Druckverstärker 6 gehören ferner ein jeweils nahe dem oberen und dem unteren Totpunkt durch die Kolbenstange 10 betätigbares Steuerventil 16 und ein Umschaltventil 17, welches den Zylinder 14 abwechselnd mit der Druckluftquelle und mit der freien Atmosphäre ver­ bindet. Das Umschaltventil 17 wird in Abhängigkeit von der Betätigung des Steuerventils 16 durch einen Steuerdruck betätigt, so daß Druckluft für die Beaufschlagung des An­ triebskolbens 11 abwechselnd in den Zylinder 14 ein- und aus ihm ausströmt, wodurch der Differentialkolben 13 in eine hin und her gehende Bewegung versetzt wird.

Der Differentialkolben 13 ist in Längsrichtung von einer Bohrung 18 durchsetzt, welche ständig mit der von der Druck­ luftquelle gelieferten primären Druckluft gespeist ist. Ein in eine Öffnung 19 des Kompressionskolbens 12 eingesetztes Rückschlagventil 20 verhindert den Rückstrom der an diesem Ende aus der Bohrung 18 austretenden Druckluft. Der Kom­ pressionszylinder 15 ist über eine ein weiteres Rückschlag­ ventil 22 enthaltende Auslaßkammer 21 mit der Druckkammer 5 strömungsverbunden.

Wie man in Fig. 2a erkennt, hat das Steuerventil 16 zylin­ drische Form und ist unter dem Antrieb durch die Kolben­ stange 10 hin und her verschieblich in einer Steuerventil­ kammer 23 geführt. Das obere Endstück des Steuerventils 16 trägt drei übereinander angeordnete Dichtungsringe 24, 25 und 26. Zwischen dem mittleren und dem unteren Dichtungs­ ring 25 bzw. 26 hat das Steuerventil 16 einen Luftdurchlaß 31 für die Betätigung des Umschaltventils 17, und unterhalb des unteren Dichtungsrings 26 eine Primärluftbohrung 32. Der Durchlaß 31 für die Betätigung des Umschaltventils 17 hat einen sehr kleinen Durchmesser, so daß die ihn durch­ strömende Luftmenge begrenzt ist. An der Innenwand hat das Steuerventil 16 einen Vorsprung 30 für den Angriff einer oberen und einer unteren Stufe 33 bzw. 34 der Kolbenstange 10, so daß das Steuerventil 16 den hin und her gehenden Bewegungen der Kolbenstange 10 mit einem gewissen Verzug folgt.

Die Steuerventilkammer 23 ist mit der Druckluftquelle ver­ bunden und daher immer mit der Primärdruckluft gefüllt. Sie hat einen mit der freien Umgebung strömungsverbundenen Aus­ laß 35 sowie einen ersten und einen zweiten Durchlaß 37 bzw. 38, welche mit einer oberen Kammer 40 einer Umsteuer­ kammer 36 bzw. mit der Kammer 36 selbst in Strömungsver­ bindung stehen.

Das Umschaltventil 17 ist koaxial mit dem Steuerventil 16 hin und her beweglich in einer außerhalb der Steuerventil­ kammer 23 vorgesehenen Ringkammer 36 angeordnet. Diese ringförmige Umsteuerkammer 36 hat mit der Steuerventil­ kammer 23 strömungsverbundene erste und zweite Durchlässe 37 bzw. 38 und einen in der freien Atmosphäre ausmündenden Auslaß 39. Durch eine die Umsteuerkammer 36 mit dem An­ triebszylinder 14 verbindende Öffnung 41 hindurch ist die untere Endfläche des Umschaltventils 17 ständig von dem in dem Antriebszylinder 14 herrschenden Druck beaufschlagt.

Das Steuerventil 16 ist so ausgebildet, daß der Dichtungs­ ring 25 den Durchlaß 31 für die Betätigung des Umschalt­ ventils 17 verschließt und und die obere Kammer 40 der Umschaltventilkammer 36 über den Durchlaß 37 und eine Boh­ rung 35 mit der freien Umgebung strömungsverbunden ist, wenn sich der Differentialkolben 13 in der in Fig. 2a gezeigten unteren Totpunktstellung befindet. In der in Fig. 2c gezeig­ ten oberen Totpunktstellung des Kolbens 13 verschließt der Dichtungsring 25 dagegen die zur freien Atmosphäre führende Bohrung 35, während die Steuerventilkammer 23 über die Boh­ rung 31 und den ersten Durchlaß 37 mit der Umschaltventil­ kammer 40 strömungsverbunden ist. Der Primär-Druckluftein­ laß 32 ist immer mit dem zweiten Durchlaß 38 verbunden. Das Umschaltventil 17 ist so ausgebildet, daß es in der oberen Totpunktstellung des Kolbens 13 den zweiten Durchlaß 38 ab­ sperrt und über die Öffnung 41 und den Auslaß 39 eine Strö­ mungsverbindung zwischen dem Antriebszylinder 14 und der freien Atmosphäre herstellt, während es in der unteren Tot­ punktstellung des Kolbens 13 den Auslaß 39 schließt und über die Öffnung 41 und den zweiten Durchlaß 38 eine Strömungs­ verbindung zwischen der Steuerventilkammer 23 und dem An­ triebszylinder 14 herstellt.

Der vorstehend beschriebene Druckverstärker 6 arbeitet fol­ gendermaßen:

Wenn sich der Differentialkolben 13 aus seiner oberen End­ stellung um ein bestimmtes Stück abwärts bewegt hat, kommt die obere Stufe 33 der Kolbenstange 10 in Anlage am Vor­ sprung 30 des noch in seiner oberen Endstellung verharren­ den Steuerventils 16 und nimmt dieses bei der weiteren Ab­ wärtsbewegung des Kolbens 13 in seine untere Endstellung in die in Fig. 2a dargestellte untere Endstellung mit. Bei dieser Abwärtsbewegung des Steuerventils 16 bewegt sich der mittlere Dichtungsring 25 über den ersten Durchlaß 37 hin­ weg, so daß dieser über einen vom oberen und vom mittleren Dichtungsring 24 bzw. 25 begrenzten Raum 27 mit der freien Atmosphäre in Strömungsverbindung kommt und die in der obe­ ren Kammer 40 der Umschaltventilkammer 36 enthaltene Luft schnell entweichen kann, wodurch der Druck in der oberen Kammer 40 schnell abfällt und die obere Stirnfläche des Umschaltventils 17 dann von einem verringerten Druck beauf­ schlagt ist. Da andererseits die untere Stirnfläche des Umschaltventils 17 von dem im Antriebszylinder 14 herr­ schenden Druck beaufschlagt ist, verschwindet der bisher vorhandene Druckausgleich zwischen der oberen und der unte­ ren Stirnfläche des Umschaltventils 17, so daß dieses sich aufwärts bewegt. Die zur freien Atmosphäre führende Bohrung 35 und der erste Durchlaß 37 haben jeweils einen aus­ reichend großen Durchmesser- daß die Luft aus der oberen Kammer 40 der Umschaltventilkammer 36 schnell entweichen kann. Daraus ergibt sich eine schnelle Betätigung des Um­ schaltventils 17 zum Umsteuern des Differentialkolbens 13 von seinem abwärts gerichteten Arbeitshub auf den Rück­ wärtshub. Am Ende der Bewegung des Umschaltventils 17 in seine obere Endstellung ist der Antriebszylinder 14 mit dem Auslaß 38 strömungsverbunden, so daß die im Antriebs­ zylinder 14 enthaltene Luft über den Auslaß 39 entweichen kann und sich daher der Druck im Antriebszylinder 14 ver­ ringert, bis der Antriebskolben 11 nur noch von atmosphä­ rischem Druck beaufschlagt ist. Da im Gegensatz dazu die Stirnfläche des Kompressionskolbens 12 immer wenigstens von dem primären Luftdruck beaufschlagt ist, kehrt sich das Verhältnis der die beiden Kolben 11 und 12 des Differential­ kolbens 13 beaufschlagenden Drücke um, so daß sich der Dif­ ferentialkolben 13 aus seiner unteren Endstellung aufwärts zu bewegen beginnt. Auf diese Weise wird der Differential­ kolben 13 schnell vom Vorwärts- auf den Rückwärtshub umge­ steuert.

Während der Aufwärtsbewegung des Differentialkolbens 13 strömt die Primärdruckluft weiterhin durch den Kompressions­ kolben 12 hindurch in den Kompressionszylinder 15 ein. Da sich das Volumen des Kompressionszylinders 15 bei der Auf­ wärtsbewegung des Differentialkolbens 13 stetig vergrößert, sinkt der darin herrschende Druck langsam bis unter den Primärluftdruck ab.

Hat sich der Differentialkolben 13 um ein bestimmtes Stück aufwärts bewegt, so kommt die untere Stufe 34 der Kolben­ stange 10 in Anlage am Vorsprung 30 des Steuerventils 16, so daß dieses bei der weiteren Aufwärtsbewegung des Kol­ bens 13 in seine obere Endstellung aus seiner unteren End­ stellung in die in Fig. 2c gezeigte obere Endstellung mit­ genommen wird. Dabei bewegt sich der Dichtungsring 25 über den ersten Durchlaß 37 hinweg, so daß die Betätigung des Umschaltventils 17 über den ersten Durchlaß 37 und den Luft­ durchlaß 31 erfolgen kann. Dabei entweicht die in der Steu­ erventilkammer 23 enthaltene Primärdruckluft in die Um­ schaltventilkammer 36, so daß die das Umschaltventil 17 ab­ wärts belastende Kraft aufgrund des Größenunterschieds zwi­ schen der oberen und der unteren Stirnfläche desselben nun größer ist als die ihn aufwärts belastende Kraft und das Umschaltventil 17 sich daher abwärts bewegt.

Wie man in Fig. 3 erkennt, hat die für die Betätigung des Umschaltventils 17 im Steuerventil 16 geformte Luftdurchlaß­ bohrung 31 einen ziemlich kleinen Durchmesser, so daß pro Zeiteinheit nur eine relativ kleine Menge der Primärdruck­ luft in die obere Kammer 40 der Umschaltventilkammer 36 einströmt. Dementsprechend steigt der Luftdruck in der oberen Kammer 40 nur relativ langsam an, so daß das Um­ schaltventil 17 mit einer gewissen Verzögerung arbeitet. Dadurch verlangsamt sich die Aufwärtsbewegung des Diffe­ rentialkolbens 13 bzw. die Umsteuerung desselben auf die Abwärtsbewegung, während dabei weiterhin Primärdruckluft in den Kompressionszylinder 15 einströmt, so daß der in diesem herrschende Druck nahezu wieder den Primärluftdruck erreicht.

Bei der folgenden Abwärtsbewegung des Umschaltventils 17 wird der Auslaß 39 geschlossen, während eine Strömungsver­ bindung zwischen der Steuerventilkammer 23 und dem Antriebs­ zylinder 14 hergestellt wird, so daß die Primärdruckluft nun in den Antriebszylinder 14 einströmt und in diesem den Antriebskolben 11 beaufschlagt. Aufgrund des Unterschieds zwischen den druckbeaufschlagten Flächen des Antriebskol­ bens 11 und des Kompressionskolbens 12 wird die den Diffe­ rentialkolben 13 abwärts belastenden Kraft damit größer als die ihn aufwärts Belastende, so daß er sich nun wieder ab­ wärts bewegt. Dabei wird die im Kompressionszylinder 15 nahezu unter dem Primärdruck stehende Druckluft durch den Kompressionskolben 12 weiter komprimiert. Die dadurch er­ zeugte Sekundärdruckluft strömt über die Auslaßkammer 21 in die Druckkammer 5 und wird in dieser gespeichert.

In der Folge wird der Differentialkolben 13 in der beschrie­ benen Weise wiederholt zwischen Rückwärts- und Vorwärtshub umgeschaltet.

Wie vorstehend beschrieben, wird der Vorwärts- und Rück­ wärtshub des Differentialkolbens 13 des Druckverstärkers 6 durch die Betätigung des Umschaltventils 17 ausgelöst, gefolgt von der verzögerten Betätigung des Steuerventils 16. Das Steuerventil 16 leitet jeweils die nächste Betätigung des Umschaltventils 17 ein, welches seinerseits jeweils den Differentialkolben 13 umsteuert. Da die Umsteuerung des Differentialkolbens 13 vom Rückwärts- auf den Vorwärtshub mit einer gewissen Verzögerung erfolgt, kann eine größere Menge der Primärdruckluft in den Kompressionszylinder 15 einströmen, so daß anschließend eine höhere Verdichtung erzielbar ist. Im Gegensatz dazu erfolgt die Umsteuerung des Differentialkolbens 13 vom Vorwärts- auf den Rück­ wärtshub sehr schnell, so daß mit dem Druckverstärker 6 eine sehr hohe Leistung erzielbar ist. Da die erzeugte Sekundärdruckluft in der Druckkammer 5 gespeichert wird und nach Bedarf zum Einschlagen eines Befestigungselements abgerufen werden kann, ergibt sich für das Werkzeug A ins­ gesamt eine sehr kompakte Bauweise.

Anhand von Fig. 4 sei nun die Sekundärdruck-Einstellvor­ richtung 7 im einzelnen erläutert. Die Vorrichtung 7 hat eine von dem in der Druckkammer 5 herrschenden Druck beauf­ schlagte Fläche und enthält einen in Abhängigkeit von dem in der Druckkammer 5 herrschenden Druck bewegbaren zweiten Ventilschaft 43, einen von Hand bewegbaren ersten Ventil­ schaft 42 und einen Ventilzylinder 44, in welchem sich die beiden Ventilschäfte 42 und 43 gegenüberstehen. Erreicht der in der Druckkammer 5 herrschende Druck einen beliebig einstellbaren Wert, so sperren die zusammenwirkenden Ventil­ schäfte 42 und 43 den Auslaß des Druckverstärkers 6 ab und setzen diesen damit still.

Der Ventilzylinder 44 enthält in seinem oberen Teil eine Ventilbuchse 45. Diese steht an einem Ende mit der Auslaß­ bohrung 35 des Druckverstärkers 6 und am anderen Ende mit dem Ventilzylinder 44 in Strömungsverbindung. In einer Seite des Ventilzylinders 44 ist eine in der freien Atmosphäre ausmündende Auslaßbohrung 47 geformt. Ferner hat der Ventil­ zylinder 44 an einem Ende eine nach außen führende Gewinde­ bohrung 48, in welche eine Einstellschraube 49 eingeschraubt ist, und am anderen Ende eine in der Druckkammer 5 ausmün­ dende Bohrung 50.

Anstatt mit der Auslaßbohrung 35 kann die Ventilbuchse 45 auch mit dem Auslaß 39 des Druckverstärkers 6 strömungs­ verbunden sein.

Der erste Ventilschaft 42 hat ein oberes Endstück 51 mit kreisförmigem Querschnitt, ein Mittelstück 52 mit dreiecki­ gem Querschnitt und ein unteres Endstück 53 mit halbkreis­ förmigem Querschnitt. Das obere Endstück 51 steht in enger Berührung mit der Innenwand des oberen Teils der Ventil­ buchse 45. Zwischen dem Mittelstück 52 und dem unteren End­ stück 53 des ersten Ventilschafts 42 und der Innenwand der Ventilbuchse 45 ist ein zu der Auslaßbohrung 35 des Druck­ verstärkers 6 führender Durchlaß 46 geformt. Durch diesen Durchlaß hindurch wird die über die Auslaßbohrung 35 aus der oberen Kammer 40 des Umschaltventils 17 des Druckver­ stärkers 6 entweichende Luft in den vorwärts des ersten Ventilschafts 42 liegenden Raum geleitet. Dadurch ist der erste Ventilschaft 42 an seinem unteren Ende ständig vom Primärluftdruck beaufschlagt und somit aufwärts belastet. Durch Ein- und Ausschrauben der Einstellschraube 49 läßt sich der erste Ventilschaft 42 abwärts bzw. aufwärts ver­ stellen.

Der zweite Ventilschaft 43 hat ein zylindrisches unteres Teil 54, ein flanschförmiges Mittelstück 55 und ein rohr­ förmiges oberes Teil 56, welches dem unteren Endstück 53 des ersten Ventilschafts 42 in der Ventilbuchse 45 gegenüber­ steht, während das untere Teil 54 in der in der Druckkammer 5 ausmündenden Bohrung 50 des Ventilzylinders 44 sitzt. Das rohrförmige obere Teil 56 und das flanschförmige Mittel­ stück 55 des zweiten Ventilschafts 43 sind von einer Aus­ laßbohrung 57 durchsetzt. In das offene Ende des rohrför­ migen oberen Endstücks 56 ist ein als Dichtung wirksamer Sitz 58 aus Gummi od. dergl. eingesetzt. Über die Auslaß­ bohrung 35 des Druckverstärkers 6 in den Ventilzylinder 44 einströmende Luft durchströmt im Normalfall die Durchlässe 46 und 57 und entweicht dann ober die Auslaßbohrung 47. Da die Stirnfläche des unteren Teils 54 des zweiten Ventil­ schafts 43 ständig vom in der Druckkammer 5 herrschenden Sekundärluftdruck beaufschlagt ist, ist der zweite Ventil­ schaft ständig von einer aufwärts gerichteten Kraft belastet. Dieser Kraft wirkt eine zwischen dem Flansch 55 und der Ventilbuchse 45 sitzende Druckfeder 59 entgegen, um den zweiten Ventilschaft 43 in seiner unteren Endstellung zu halten. Bei einem Anstieg des in der Druckkammer 5 herr­ schenden Sekundärdrucks wird der zweite Ventilschaft unter Überwindung der von der Feder 59 ausgeübten Belastung auf­ wärts bewegt.

Die vorstehend beschriebene Sekundärdruck-Einstellvorrich­ tung 7 arbeitet folgendermaßen:

Der erste Ventilschaft 42 ist mittels der Einstellschraube 49 von außen einstellbar, während der zweite Ventilschaft 43 in Abhängigkeit von der Höhe des Sekundärluftdrucks bewegbar ist. Solange der erste und der zweite Ventilschaft 42 bzw. 43 in gegenseitigem Abstand gehalten sind, besteht über die Auslaßbohrung 35, die Durchlässe 46 und 57 und die Auslaßbohrung 47 eine Strömungsverbindung zwischen dem Umschaltventil 17 des Druckverstärkers 6 und der freien Atmosphäre, so daß der Druckverstärker 6 arbeitet. Mit dem stetigen Ansteigen des in der Druckkammer 5 herrschenden Sekundärluftdrucks bewegt sich der zweite Ventilschaft 43 aufwärts, bis er mit seinem Sitz 58 in Anlage am unteren Endstück 53 des ersten Ventilschafts 42 kommt, so daß dann der Durchlaß 57 geschlossen ist. Damit ist der Auslaß des Umschaltventils 17 geschlossen, wodurch die Zufuhr der Primärdruckluft zum Antriebskolbens 11 unterbrochen ist, so daß der Differentialkolben 13 zum Stillstand kommt. Durch Verstellen des zum Absperren der Durchlässe 46 und 57 mit dem zweiten Ventilschaft 43 zusammenwirkenden ersten Ventilschafts 42 mittels der Einstellschraube 49 läßt sich der Druck der von dem Differentialkolben 13 erzeugten Sekundärdruckluft beliebig einstellen. Sinkt der Sekundär­ luftdruck dann unter diesen eingestellten Wert ab, so wird der Auslaß wieder freigegeben und der Druckverstärker 6 nimmt seine Arbeit wieder auf.

Bezeichnet man den Primärluftdruck mit P1 und die druck­ beaufschlagten Wirkflächen der beiden Kolben 11 und 12 des Differentialkolbens 13 mit S1 bzw. S2, so läßt sich der höchste erreichbare Sekundärluftdruck durch die Beziehung

ausdrücken.

In Abhängigkeit von der Höhe des Primärluftdrucks P1 läßt sich der Sekundärluftdruck mittels der Sekundärluftdruck- Einstellvorrichtung 7 durch Betätigung der Einstellschraube 49 bis auf den größtmöglichen Wert Pm einstellen.

Da sich der zweite Ventilschaft 43 proportional dem jeweils vorhandenen Sekundärluftdruck bewegt, läßt sich die Höhe dieses Drucks durch Beobachten der Bewegung des zweiten Ventilschafts 43 beispielsweise relativ zu einer Maßeintei­ lung mühelos ablesen.

Fig. 5 zeigt, bezogen auf die Zeit T, die mit dem Druckver­ stärker 6 erzielbare Erhöhung des Drucks P. Wie man aus dieser Figur entnehmen kann, besteht ein besonderes Merkmal des vorstehend beschriebenen Druckverstärkers 6 darin, daß sein Arbeitszyklus bei Annäherung an den Höchstdruck länger wird. Wird beispielsweise ein Primärdruck in einen vorbe­ stimmten Sekundärdruck Pm umgewandelt, wie durch die Kurve a in Fig. 5 dargestellt, so ist dazu eine Zeit t1 benötigt. Mit Hilfe der vorstehend beschriebenen Sekundärdruck-Ein­ stellvorrichtung 7 läßt sich jedoch, da die Speisung mit einem bereits relativ hohen Primärdruck erfolgt, der gleiche Sekundärdruck in einer weit kürzeren Zeit t₀ erreichen, wie durch die Kurve b in Fig. 5 angedeutet.

Claims (4)

1. Pneumatisches Werkzeug mit einem einstückig mit einer Treibkolbenstange (2) geformten und gleitverschieblich in einem Hauptzylinder (4) geführten Treibkolben (3) zum Einschlagen eines Nagels (1) oder ähnlichen Befestigungselements in eine harte Unterlage etwa aus Beton oder dgl., einer zunächst dem Hauptzylinder (4) angeordneten Druckkammer (5) für die Speicherung von Druckluft und mit einer zwischen der Druckkammer (5) und dem Hauptzylinder (4) angeordneten Druckkammer (5) für die Speicherung von Druckluft und mit einer zwischen der Druckkammer (5) und dem Hauptzylinder (4) angeordneten, über eine handbetätigte Auslöseanordnung (70) betätigbaren Hauptventilanordnung, bei deren Betätigung der Hauptzylinder (4) für den Vortrieb des Treibkolbens (3) mit der Druckluft aus der Druckkammer (5) gespeist ist, und mit einem zwischen der Druckkammer (5) und einer Druckluftquelle (9) angeordneten Druckverstärker (6), dadurch gekennzeichnet,
daß der Druckverstärker (6) für die Erzeugung von in der Druckkammer zu speichernder hochkomprimierter Luft in sich wiederholenden Arbeitsspielen mit von der Druckluftquelle (9) gelieferter Druckluft automatisch angetrieben ist,
daß der Druckverstärker (6) einen eine große Wirkfläche aufweisenden Antriebskolben (11), einen über eine Kolbenstange (10) damit verbundenen, eine kleine Wirkfläche aufweisenden Kompressionskolben (12), jeweils einen den Antriebs- und den Kompressionskolben (11, 12) gleitverschieblich führenden Antriebs- bzw. Kompressionszylinder (14 bzw. 15) aufweist,
daß eine Verbindung zwischen dem Kompressionszylinder (15) und der Druckkammer (5) mit einer Bohrung (18) vorgesehen ist, die ein Absperrventil (20) zur Verbindung des Rückflusses der Druckluft vom Kompressionszylinder (15) zur Druckkammer (5) aufweist, und
daß der Druckverstärker ein nahe dem oberen und dem unteren Totpunkt der Kolbenstange (10) durch diese betätigbares Steuerventil (16) und ein unter Steuerung durch das Steuerventil mittels Steuerdruckluft betätigbares Umschaltventil (17) aufweist, zum wahlweisen Verbinden des Antriebskolbens (14) mit der Druckluftquelle und der Umgebung.

2. Pneumatisches Werkzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Verzögerungseinrichtung (31) zum Begrenzen der für die Betätigung des Umschaltventils (17) in einen Durchlaß einströmenden Druckluftmenge nach Betätigung des Steuerventils (16) am oberen Totpunkt der Kolbenstange (10)

3. Pneumatisches Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen zweiten Ventilschaft (43) mit einer Fläche, die von der hochkomprimierten Luft in der Druckkammer (5) beaufschlagt ist und durch den in der Druckkammer herrschenden Druck bewegt wird, durch einen von Hand bewegbaren ersten Ventilschaft (42) und durch einen Ventilzylinder (44), in welchem der erste und der zweite Ventilschaft einander gegenüberstehend angeordnet sind- wobei ein Auslaß (35) des Druckverstärkers (6) bei Erreichen eines beliebig einstellbaren Drucks in der Druckkammer (5) durch das Zusammenwirken des ersten und des zweiten Ventilschafts geschlossen wird, um den Druckverstärker abzuschalten.

4. Pneumatisches Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein in einem von der Druckkammer (5) ins Freie führenden Durchlaß (60, 61, 62) angeordnetes Ablaßventil (8), welches im Normalzustand durch Beauf­ schlagung mit der von der Druckluftquelle gelieferten Druckluft geschlossen gehalten wird und bei Entzug der von der Druckluftquelle gelieferten Druckluft zum Ablassen der hochkomprimierten Luft aus der Druckkammer (5) durch die in der Druckkammer enthaltene Druckluft geöffnet wird.