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Steuerung für Druckluftschlagwerkzeuge Die Erfindung betrifft eine
Steuerung für Druckluftschlagwerkzeuge.
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Zweck der Erfindung ist, eine Steuerung zu schaffen, die es ermöglicht,
die Verbindungskanäle zwischen dem Steuergehäuse des Steuerkörpers und dem Arbeitszylinder
oder der Kolbenkammer so kurz wie möglich zu halten. Hierdurch ergibt sich der Vorteil,
das Werkzeug in sehr gedrängter Bauart, d. h. mit geringem Materialaufwand, und
mit geringen Kosten ausführen zu können und dem Werkzeug dabei gleichzeitig eine
große Widerstandsfähigkeit zu geben.
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Aufgabe der Erfindung ist weiter, die Steuerung so durchzubilden,
daß der Steuerkörper schnell in seine Endstellungen bewegt und dort sicher festgehalten
wird. Mit einer solchen Steuerung ist es möglich, eine hohe Schlagzahl und damit
eine große Leistung zu erzielen und ein sicheres Arbeiten zu gewährleisten.
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Endlich soll die Steuerung so ausgebildet werden, daß das Treibmittel
möglichst vollkommen ausgenutzt wird, wobei die Drosselung der in die Kolbenkammer
eintretenden und den Kolben beaufschlagenden Arbeitsluft soweit wie möglich vermieden
wird. Das Hauptmerkmal der Erfindung liegt darin, daß der als Rohrschieber ausgebildete
und parallel zum Schlagkolben liegende, in an sich bekannter Weise für axialen Treibmitteleintritt
gebaute, d. h. von der zum Kolben gelangenden Frischluft in Längsrichtung durchströmte
Steuerkörper in an sich bekannter Weise mit verschieden großen Endflächen und einer
neben der kleineren Endfläche angeordneten Zusatzdruckfläche versehen ist, die ständig
mit der Kolbenkammer in Verbindung steht, so daß die Zusatzdruckfläche beim Rückhube
des Kolbens durch vom Kolben verdichtete Luft belastet und dadurch zusammen mit
der dauernd von Frischluft beaufschlagten kleineren Endfläche des Steuerkörpers
unter Überwindung des dauernd auf die größere Endfläche wirkenden Druckes den Steuerkörper
umsteuert.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung liegt in der Anordnung einer an
sich bekannten Bohrung im Steuerkörper. Diese Bohrung dient dazu, Frischluft zwecks
Verdichtung durch den Schlagkolben bei seinem Rückhube zur Belastung der Zusatzdruckfläche
zuzuführen.
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Erfindungsgemäß ist ferner im Steuerkörper
eine Ringnut
angeordnet, die mit der vom Schlagkolben überwachten Auspuffkammer durch einen Kanal
verbunden ist.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist auf der Zeichnung
dargestellt.
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Abb. i ist ein Längsschnitt und zeigt die bewegten Teile in ihrer
Stellung zu Beginn des Schlaghubes.
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Abb. 2 ist ebenfalls ein Längsschnitt und zeigt die Teile am Ende
des Schlaghubes. Am Zylinder 3 ist ein Steuergehäuse vorgesehen, in dem ein in zeitlicher
Abhängigkeit vom Kolben 4 selbsttätig bewegter Steuerkörper 13 angeordnet ist. Der
Steuerkörper 13 ist ziemlich lang gehalten und dicht neben der Kolbenkammer parallel
zu ihr angeordnet, so daß die Verbindungskanäle verhältnismäßig kurz sind und möglichst
unmittelbar in die Kolbenkammer führen. Die Endflächen des Steuerkörpers 13 sind
verschieden groß, so daß Druckflächen verschiedenen Inhaltes entstehen. Die kleinere
Druckfläche i9 befindet sich am hinteren oder linken Ende des Werkzeuges und die
größere Fläche 2o am vorderen Ende. In der Nähe der kleineren Fläche i9 hat der
Steuerkörper i3 einen äußeren Ansatz, der eine Schulter bildet, die als Zusatzdruckfläche
21 in der Ventilkammer 15 dient. Die Summe der Inhalte der Flächen ig und 21 übertrifft
den Inhalt der gegenüberliegenden Fläche 2o. Der Steuerkörper ist ferner mit einer
engen Bohrung 30 und einer Ringnut 27 versehen, die durch einen Kana129 mit der
vom Schlagkolben überwachten Auspuffkammer 9 verbunden ist.
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Die Arbeitsweise des Werkzeuges ist wie folgt: Wenn die Teile die
in Abb. i gezeigte Stellung einnehmen, tritt Treibmittel durch den Einlaß 14, die
Ventilkammer 15 und Kanal 15a hinter den Kolben 4 und treibt diesen vorwärts. Dabei
werden die Flächen ig, 2o und 21 des Steuerkörpers mit Frischluft beaufschlagt.
Da aber die Summe der Inhalte der Flächen i9 und 21 größer ist als der Inhalt der
Fläche 2o, wird der Steuerkörper in der dargestellten Lage gehalten. Bei seiner
nach vorn gerichteten Bewegung schließt der Kolben die Hauptauspuffkammer g. Die
vor dem Kolben befindliche Luft entweicht dann weiter durch die Hilfsauslaßleitung,
die von dem Kanal i8a, der Kammer 18, den Kanälen 17, der Kammer 16, der Ringnut
27 am Steuerkörper, der Kammer 28, dem Kanal 29 und der Auspuffkammer 9 gebildet
wird. Sobald der Kolben den Kana126 freigibt (Abb.2), strömt Arbeitsluft durch diesen
Kanal aus dem hinteren Teil der Kolbenkammer und wird vor der Staudruckfläche 23
des Steuerkörpers angestaut, da der Kanal 26
einen wesentlich größeren Querschnitt
hat als der enge Entlüftungskanal 25. Die Summe der Drücke auf die Flächen
23 und 2o wird dann größer als der Druck auf die Flächen i9 und 21, und der Steuerkörper
wird so weit rückwärts bewegt, daß er den weiteren Zutritt von Frischluft in den
hinteren Teil der Kolbenkammer durch den Kanal i 5a absperrt, bevor die hintere
Kolbenkante die Auspuffkammer 9 freigegeben hat. Nach Freigabe der Auspuffkammer
9 durch den Kolben 4 fällt sofort der die Flächen 21 und 23 belastende Druck. Da
jedoch die Fläche 2o größer ist als die Fläche ig, beendet der Steuerkörper seine
rückwärts gerichtete Bewegung und wird in seiner rückwärtigen Stellung durch den
Druck des Treibmittels gehalten, das durch die Kanäle 17, die Kammer 18 und den
Kanal i 8a zur vorderen Seite des Kolbens strömt und den Kolben unmittelbar nach
Ausführung des Schlages auf den A mboß 7 zurücktreibt. Bei seiner Rückwärtsbewegung
schließt der Kolben die Auspuffkammer g. Die hinter ihm befindliche Luft wird jedoch
weiter durch den Kanal 26 und den engen Entlüftungskanal 25 abgeführt, bis der Kanal
26 geschlossen wird. Darauf erfolgt eine Verdichtung der vom Kolben eingeschlossenen
Luft. Der Verdichtungsdruck pflanzt sich durch den Kanal i5a zur Zusatzdruckfläche
2.1 fort, und sobald der Druck auf die Flächen i9 und 21 größer wird als der Druck
auf die kleinere Fläche :2o, wird der Steuerkörper vorwärts getrieben, wobei er
den Eintritt von Treibmittel in den vorderen Teil der Kolbenkammer schließt. Dies
geschieht, bevor der Kolben die Auspuffkammer 9 öffnet. Infolge seiner Wucht wird
der Kolben weiter der durch den Kanal i 5a (Abb. i) einströmenden Luft entgegengetrieben,
bis er die Auspuffkammer 9 freigibt und so den vorderen Teil der Kolbenkammer zur
Vorbereitung des Schlaghubes des Kolbens entlüftet. Der Steuerkörper behält seine
vordere Lage, weil die Summe der Inhalte der Flächen ig und 21 größer ist als der
Inhalt der Fläche 20. Damit ist ein Arbeitsspiel beendet.
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Um den Druckanstieg vor der Zusatzdruckfläche 21 zur Herbeiführung
der nach vorn gerichteten Bewegung des Steuerkörpers zu beschleunigen, kann eine
kleine radiale Bohrung 30 in dem Steuerkörper angeordnet werden, um einen
geringen Betrag Frischluft ständig in di0 Ventilkammer 15 zu leiten. Die Bohrung
3o ist jedoch im allgemeinen nicht erforderlich.
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Aus der Beschreibung folgt, daß eine wichtige Wirkung des Gegenstandes
der Erfindung darin liegt, daß der Steuerkörper in jeder Richtung früher umgesteuert
wird, als der Kolben 4 die Auspuffkammer 9 öffnet. Hierdurch
ist
ein Verlust an Treibmittel vermieden, weil ein unmittelbarer Austritt von Treibmittel
aus den Einlaßkanälen durch die Kolbenkammer in die Auspuffkammer 9 nicht erfolgen
kann. Die beschriebene Steuerung ermöglicht nicht nur ein genaues rechtzeitiges
Umsteuern zwecks Entfaltung des vollen Treibmitteldruckes auf den Kolben, sondern
die Steuerung hat auch einen äußerst sparsamen Treibmittelverbrauch, da kein Treibmittel
entweichen kann, ohne Arbeit geleistet zu haben.