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Steuerung für Druckluftwerkzeuge und -maschinen mit einem Schlagkolben.
Für diese Anmeldung ist gemäß dem Unionsvertrage vom z. Juni igii die Priorität
auf Grund der Anmeldung in Österreich vom zg. Februar igig beansprucht. Für Druckluftschlagwerkzeuge
sind Steuerungen bekannt,.bei denen der Steuerschieber an seiner Rückseite mit einem
den Deckel des Schiebergehäuses durchsetzenden Zapfen versehen ist, der unter dem
Druck der Frischluft steht und ihren Zutritt zur hinteren Schieberstirnfläche steuert.
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Zweck der Erfindung ist, zu erzielen, daß bei solchen Steuerungen
die Schieberbewegung derart erfolgt, daß größtmögliche Ausnutzung der Arbeitsluft
gewährleistet und zur Vermeidung von Schieberbrüchen ein sanftes Aufsetzen des Schiebers
in beiden Endstellungen erreicht wird. Zu diesem Zwecke ist die Steuerung so eingerichtet,
daß in der Rück hubstellung die hintere Schieberstirnfläche entlastet, in der Schlaghubstellung
mit allmählich ansteigendem Druck belastet ist, während bei der bekannten Steuerung
das Umgekehrte stattfindet.- Belastung der hinteren Stirnfläche in der Rückhubstellung,
Entlastung in der Schlaghubstellung.
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In Abb. x ist das Druckluftwerkzeug im Längsschnitt mit dem Steuerschieber
und Schlagkolben in der Rückhubstellung dargestellt. Die Abb. 2 und 3 veranschaulichen
den Steuerschieber in größerem Maßstabe in der Rückhub- und Schlaghubstellung. Die
Abb. q., 5 und 6, 7 veranschaulichen in gleicher Weise zwei weitere Ausführungsformen
des Schiebers. Das Druckluftwerkzeug besteht aus dem Zylinder x, in. welchem der
Kolben 2 dichtend gleitet. Am oberen Ende ist die Zylinderbohrung für die Aufnahme
des Steuerschiebers 3 erweitert. Der untere verengte Teil der Zylinderbohrung dient
zur Aufnahme des Schaftes q. des eigentlichen Werkzeuges. Das obere Ende des Zylinders
ist durch den Schiebergehäusedeckel 5 verschlossen, welcher an den Zylinder durch
eine kappenförmige Verschraubung 6, die zweckmäßig als Handgriff mit einem eingebauten
Absperrventil ausgebildet ist, angepreßt wird. Die obere Erweiterung der Zylinderbohrung
ist mit fünf eingedrehten Nuten versehen. Von diesen ist die Nut 7 durch Kanäle
8 mit der vom Schiebergehäusedeckel und der Zylinderverschraubung umschlossenen
Luftkammer g verbunden. Eine andere Nut 1o steht durch Kanäle z= mit dem unteren
Ende des Zylinders in Verbindung. Der Schieber 3 besitzt Kappenform und ist an der
Mantelfläche mit zwei Eindrehungen 16 und =7 versehen. Auf der oberen Schieberstirnfläche
ist ein zylindrischer Zapfen 18 achsial angeordnet, der mit ein oder mehrbren nicht
über die ganze Länge des Zapfens reichenden Abflachungen 1g versehen ist. Der Zapfen
gleitet dichtend in einer entsprechenden Bohrung des Schiebergehäusedeckels 5. Vom
oberen Teile der Schiebermantelfläche führen kleine Bohrungen
2o
in den Raum hinter der oberen Schieberstirnfläche. Vom Zylinder führen Auspufföffnungen
25 ins Freie. .
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Der in Abb. 4 und 5 veranschaulichte Schieber besitzt an seiner hinteren
(oberen) Stirnfläche eine Sitzfläche 2,2, die einer Sitzfläche am Schiebergehäusedeckel
entspricht.
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In Abb. 6 und 7 ist ein Schieber dargestellt, bei dem ein zylindrischer
Ansatz 24 des Schiebergehäusedeckels in eine entsprechende Eindrehung des Schiebers
dichtend eingreift.
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Die Wirkungsweise des Werkzeuges ist folgende Das in die Kammer g
zuströmende Druckmittel gelangt durch die Kanäle 8 in die Ringnut 7, über die Eindrehung
i6 des Schiebers in die Ringnut fo und von hier aus durch den Kanal ix unter den
Kolben 2. und treibt denselben aufwärts. Die Luft: vor dem Kolben entweicht dabei
durch die Auspufflöcher 25 sowie durch den Kanal 15, die Ringnut 14, die Eindrehung
17, die Ringnut x2 und die Löcher 13 ins Freie. Überfliegt die Oberkante des Schlagbolzens
2 die Mündung des Kanals 15 im Zylinder, so tritt Kompression der zwischen Kolben
2 und Umsteuerschieber 3 eingeschlossenen Luft ein. Sobald aber der Kompressionsdruck
unter dem Schieber eine Höhe erreicht, die der in der entgegengesetzten Richtung
auf den Zapfen 18 wirkenden Frischluftbelastung entspricht, wird sich der Schieber
3 in Bewegung setzen und die Bohrung 2o verschließen. Die nun zwischen der Schieberstirnfläche
und dem Schiebergehäusedeckel 5 im Raume 26 eingeschlossene Luft wird die weitere
Schieberbewegung verzögern und sie nur entsprechend der fortschreitenden Kompression
unter dem Schieber zulassen, so daß die Unterkante des Schiebers die Ringnut 7 erst
kurz vor Ende des Hubes freigibt und Frischluft über den Kolben gelangen läßt. Bevor
der Schieber. die höchste Stellung erreicht, gelangen die Löcher 2o in die Ringnut
21, und die obere Kante der Eindrehung 17 gibt dann die Nut 21 frei, so daß durch
die Löcher 2o, die Ringnut 21, -die Eindrehung i7 und die Ringnut 14 mit dem Kanal
15 ein Ausgleich der Drücke eintritt. Gleichzeitig wird an der Oberkante des Schiebergehäusedeckels
5 der Kanal ig am Ansatz 18 des Schiebers frei, so daß Frischluft aus g gedrosselt
in den Raum 26 über den Schieber gelangt und durch die Löcher 2o die Kanäle 15 allmählich
anfüllt. Zugleich wird andererseits der Schlagkolben 2 durch- die Frischluft nach
abwärts getrieben, wobei die Luft vor dem Kolben durch die Auspufflöcher 25 sowie
durch die Kanäle ix, die Ringnuten io und i2 und die Löcher 13 ins Freie gelangt.
- Die Kanäle 8 sind derart bemessen, daß sie bei fortschreitender Geschwindigkeit
des Schlagkolbens die-Arbeitsluft drosseln. Sobald jedoch durch ciie foztwährende
Zuströmung von Frischluft durehR:den Kanal rg am Schieberzapfen hinter dem Schieber
die Höhe des Arbeitsdruckes im Zylinder erreicht ist, wird sich der Schieber nach
-vorn in Bewegung setzen und die Ringnut abschließen, worauf Expansion der Arbeitsluft
erfolgt, bis die Kolbenoberkante die Auspufflöcher 25 freigibt. Kurz nach Beginn
der Schieberbewegung schließt die obere Kante der Schiebereindrehung 17 die Ringnut
21, und ferner schließt sich dabei an der oberen Kante des Schlebergehäusedeckels
der Kanal ig, so daß die weitere Schieberbewegung durch die Expansion der im Raume
26 eingeschlossenen Luft erfolgt. Durch entsprechende Bemessung des Querschnittes
des Kanals ig und -der Größe des Raumes 26 hat man es in der Hand, die Expansion
der Arbeitsluft früher oder später eintreten zu lassen und die Schieberbewegung
.schneller oder langsamer erfolgen zu lassen. Bevor der Schieber in die untere Endstellung
gelangt, tritt der Raum 26 durch die Löcher 2o mit den Ringnuten 14 und i2 in Verbindung,
so daß ein nach der Expansion im Raurne 26 verbleibender Überdruck ins Freie entweichen
kann. Der Schieber wird nunmehr durch die Belastung des Querschnittes des Zapfens
18 in der unteren Endstellung festgehalten.
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Durch die geringe Belastung des Schiebers in der Rückhubstellung wird
erreicht, daß das V#erkzeug beim Rückhub anstatt mit unökonomischer großer Drosselung
mit Expansion arbeitet, und daß die Zuströmung der Frischluft sicher abgeschlossen
ist, bevor die Kolbenunterkante die Auspufflöcher 25 öffnet, -wodurch unnötige Druckluftverluste
vermieden werden.
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Bei der Ausführungsart nach Abb. 4 und 5 wird der Raum -hinter -dem
Schieber - durch die Anordnung der Sitzflächen 22 und 23 in der oberen Endstellung
in zwei Räume 27 und 28 getrennt. Durch den Kanal ig kann die Frischluft nur in
den Raum 27. gelangen. Die Schieberbewegung wird erst eingeleitet, nachdem die Kolbenoberkante
den Kanal 15 freigegeben hat und Arbeitsluft durch 14, 17
und die Löcher 2o
in den Raum 28 gelangt.
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Bei der Ausführung nach Abb. 6 und 7 besitzt der Schiebergehäusedeckel
einen zylindrischen Ansatz 24, welcher in eine Eindrehung des Schiebers dichtend
eingreift. Der Raum über dem Schieber wird dadurch ebenso, wie bei der Ausführung
nach Abb. 4 und 5, in die Räume 27 und 28 geteilt, -die hier jedoch ständig voneinander
getrennt bleiben, so daß die Kompression hinter- dem Schieber im Raume 27 und 28
getrennt erfolgt. Die Löcher 2o bewerkstelligen . in der oberen Endlage des Schiebers
die Verbindung des Raumes 28 mit
der Ringnut 1q. und dem Kanal 15,
in der unteren Endstellung die Verbindung zwischen Raum 27 und Ringnut 1q., welche
Nut wieder durch die Eindrehung 17 mit der 'Nut 12 und den Auspufflöchern 13 in
Verbindung steht. Die Einleitung der Schieberbewegung erfolgt in derselben Weise
wie beim Schieber nach Abb. ¢ und 5. Im übrigen ist die Arbeitsweise des Werkzeuges
bei allen drei Ausführungen die gleiche.