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Diese Erfindung bezieht sich auf
ein Befestigungsmittel-Eintreibgerät und insbesondere auf ein mit
Luft betriebenes Befestigungsmittel-Eintreibgerät mit einem Hauptventil und
einem sekundären
Ventilelement, welches es erlaubt, dass das Gerät einen gesamten Betriebszyklus
beendet, während
ein Auslöser
desselben betätigt
bleibt.
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Herkömmliche Auslöser-Aktivierungs-Befestigungsmittel-Eintreibgeräte oder
-werkzeuge beinhalten normalerweise ein mit Steuerdruck betriebenes
Hauptventil, das in Reaktion auf die Betätigung eines Auslösers von
einer geschlossenen Position in eine geöffnete Position bewegt werden
kann, wodurch Druckluft mit einer Kolbenkammer in Verbindung kommen
kann, um einen Kolben und ein Befestigungsmittel-Eintreibelement
zu bewegen, wodurch ein Befestigungsmittel-Eintreibhub initiiert
wird. Ein Loslassen des Auslösers
initiiert den Rückhub
des Befestigungsmittel-Eintreibelements. Mit diesen Arten von Geräten kann
der Betreiber den Auslöser
länger
als erforderlich betätigen,
um ein Befestigungsmittel einzutreiben, wodurch die Luft über dem
Kolben zunimmt. Dieser Druck kann den Leitungsdruck erreichen. Somit
muss der hohe Druck über
dem Kolben während
des Rückhubs
des Kolbens abgelassen werden, was normalerweise ein lautes Geräusch erzeugt.
Weiterhin ist der Luftverbrauch bei Auslöser-Aktivierungs-Werkzeugen
aufgrund der Notwendigkeit, dass ein solch hoher Druck abgelassen
wird, hoch. Außerdem
wird, da der hohe Druck unnötigerweise
auf den Kolben wirkt, der am Ende des Eintreibhubs einen Puffer
des Werkzeugs berührt,
die Lebensdauer des Puffers reduziert.
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Bei Auslöser-Aktivierungs-Werkzeugen bleibt,
falls der Betreiber den Auslöser
länger
als erforderlich betätigt,
das Eintreibelement frei liegend oder erstreckt sich aus dem Nasenstück des Werkzeugs.
Wenn der Betreiber sich von einer Position zu einer anderen bewegt,
kann die Spitze des Befestigungsmittel-Eintreibelements beschädigt oder
abgebrochen werden. Wenn weiterhin das Werkzeug ein Polsterwerkzeug
ist, kann die freiliegende Spitze des Befestigungsmittel-Eintreibelements
sich in dem Polster verfangen und dadurch den Stoff beschädigen.
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Es wurden Befestigungsmittel-Eintreibwerkzeuge
entwickelt, dergestalt, dass ein einziger voller Betriebszyklus
des Werkzeugs beendet wird, während
der Auslöser
betätigt
bleibt.
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Somit bleibt der Luftdruck über dem
Kolben relativ gering, unterhalb des Leitungsdrucks. Dies reduziert
den Lärm
und verlängert
die Lebensdauer des Puffers. Weiterhin wird das Befestigungsmittel-Eintreibelement
nur ab dem Nasenstück
für eine sehr
kurze Zeit freigelegt, wodurch die obengenannten Probleme eliminiert
sind.
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DE-A-3341980 offenbart ein pneumatisch betriebenes
Befestigungsmittel-Eintreibgerät,
welches umfasst:
eine Gehäuseanordnung,
die in ihr einen Zylinder enthält,
wobei die Gehäuseanordnung
eine Befestigungsmittel-Eintreibspur definiert;
einen Antriebskolben,
der gleitend und dichtend in dem Zylinder für eine Bewegung durch einen
Betriebszyklus angebracht ist, der einen Eintreibhub und einen Rückhub beinhaltet;
ein
Befestigungsmittel-Eintreibelement, das operativ mit dem Kolben
verbunden ist und in der Befestigungsmittel-Eintreibspur für eine Bewegung
darin durch einen Eintreibhub in Reaktion auf den Eintreibhub des
Kolbens und einen Rückhub
in Reaktion auf den Rückhub
des Kolbens angebracht ist;
eine Befestigungsmittel-Magazinanordnung,
die von der Gehäuseanordnung
getragen ist, um aufeinander folgende Befestigungsmittel seitlich
in die Eintreibspur zu führen,
damit diese von dort durch das Befestigungsmittel-Eintreibelement
während
dessen Eintreibhubs angetrieben werden;
eine Kolbenkammer zur
Aufnahme von den Kolben antreibender Druckluft, die an einem Ende
des Zylinders definiert ist und mit dem Antriebskolben in Verbindung
steht;
einen Druckluftbehälter,
der mit der Kolbenkammer in Verbindung steht;
einen Auslasspfad,
der in der Gehäuseanordnung definiert
ist und die Kolbenkammer mit der Atmosphäre verbindet, wenn der Auslasspfad
in einem offenen Zustand ist;
ein mit Steuerdruck betriebenes
Hauptventil, das von einer normalerweise geschlossenen Position,
in der der Auslasspfad in dem offenen Zustand ist, in eine geöffnete Position
bewegbar ist, um dadurch den Auslasspfad zu schließen und
zu ermöglichen,
dass ein Vorrat von Druckluft von dem Druckluftbehälter in Verbindung
mit der Kolbenkammer gebracht werden kann, um die Bewegung des Kolbens
und des Befestigungsmittel-Eintreibelements durch dessen Befestigungsmittel-Eintreibhub
hindurch zu veranlassen und zu bewirken, wobei das Hauptventil eine
erste Oberfläche,
die auf Druck reagiert, und mit einem Abschnitt der Gehäuseanordnung
eine Steuerdruckkammer definiert, und eine zweite Oberfläche, die
auf Druck reagiert, in gegensätzlicher
Beziehung zu der ersten auf Druck reagierenden Oberfläche hat,
wobei die zweite auf Druck reagierende Oberfläche dem Druckluftvorrat ausgesetzt
ist;
eine Zufuhröffnung,
die den Luftdruckbehälter
mit der Steuerdruckkammer in Verbindung bringt;
ein Betätigungselement,
das für
eine Bewegung in Bezug auf eine Auslassöffnung montiert ist, um den Druck
in der Steuerdruckkammer zu steuern, wobei das Betätigungselement
(A) normalerweise in einer inoperativen Position angeordnet
ist, in welcher die Auslassöffnung
geschlossen ist, so dass der Druck in dem Druckluftbehälter mit
der Steuerdruckkammer als Steuerdruck darin in Verbindung stehen
kann; und (B) in Reaktion auf einen manuellen Betätigungsvorgang
in eine Betriebsposition bewegt werden kann, in welcher die Auslassöffnung geöffnet wird
und der Steuerdruck in der Steuerdruckkammer über die Auslassöffnung an
die Atmosphäre
abgegeben wird;
ein Auslöseelement,
das in Bezug auf die Gehäuseanordnung
zur manuellen Bewegung von einer normalen inoperativen Position
in eine operative Position montiert ist, um das Betätigungselement
in seine Betriebsposition zu bewegen;
eine erste Luftdurchgangsstruktur
zwischen der Steuerdruckkammer und der Auslassöffnung;
ein sekundäres Ventilelement,
das auf Druck reagiert und zwischen einer normalerweise geöffneten
Position und einer geschlossenen Position bewegbar ist; und
eine
zweite Luftdurchgangsstruktur, die die Kolbenkammer mit dem sekundären Ventilelement
in Verbindung bringt, wobei die zweite Luftdurchgangsstruktur mit
dem Auslasspfad in Verbindung steht, wenn der Auslasspfad in dem
offenen Zustand ist, wobei das sekundäre Ventilelement in Bezug auf
die erste Luftdurchgangsstruktur so montiert ist, dass sie zwischen
einer geöffneten
Position, vorgespannt durch die Druckluft über die erste Luftdurchgangsstruktur,
die eine Verbindung zwischen der Steuerdruckkammer und der Auslassöffnung ermöglicht, und
einer geschlossenen Position, vorgespannt durch Luft über dem
Antriebskolben, die von der Kolbenkammer über die zweite Luftdurchgangsstruktur zugeführt wird,
was eine Verbindung zwischen der Steuerdruckkammer und der Auslassöffnung verhindert;
wobei
ein operativer Zyklus bei Bewegung des Auslöseelements in seine operative
Position initiiert wird, wodurch das Betätigungselement in seine Betriebsposition
bewegt wird, in der der Steuerdruck in der Steuerdruckkammer über die
Auslassöffnung
abgegeben wird und bewirkt wird, dass das Hauptventil in seine geöffnete Position
bewegt wird, wodurch der Befestigungsmittel-Eintreibhub initiiert
wird, wobei der Druck über
dem Antriebskolben in der Kolbenkammer und der zweiten Luftdurchgangsstruktur
mit dem sekundären
Ventilelement in Verbindung steht, um das sekundäre Ventilelement von der geöffneten Position
in die geschlossene Position zu bewegen, wodurch das Hauptventil
sich in seine geschlossene Position bewegt, wodurch ein genannter
Betriebszyklus beendet wird während
das Auslöseelement
in seiner Betriebsposition verbleibt;
wobei das sekundäre Ventilelement
so konstruiert und angeordnet ist, dass es in seine geöffnete Position
zurückkehrt,
wenn dem Auslöseelement
gestattet wird, sich in seine normale inoperative Position zu bewegen;
wobei
das sekundäre
Ventilelement im wesentlichen zylindrisch ist und einen Basisabschnitt,
der in einer ersten Gehäusebohrung
angebracht ist, und einen Stammabschnitt aufweist, der sich von
dem Basisabschnitt erstreckt und in einer zweiten Gehäusebohrung
angebracht ist, wobei der Basisabschnitt einander gegenüberliegende
erste und zweite Druck aufnehmende Oberflächen hat.
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Es besteht immer ein Bedarf, ein
Befestigungsmittel-Eintreibwerkzeug für einen gesamten Betriebszyklus
bereitzustellen mit einer verbesserten Ventilanordnung, die kosteneffektiv
und einfach im Zusammenbau ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
ist ein pneumatisch betriebenes Befestigungsmittel-Eintreibgerät vorgesehen,
das umfasst:
eine Gehäuseanordnung,
die in ihr einen Zylinder enthält,
wobei die Gehäuseanordnung
eine Befestigungsmittel-Eintreibspur definiert;
einen Antriebskolben,
der gleitend und dichtend in dem Zylinder für eine Bewegung durch einen
Betriebszyklus angebracht ist, der einen Eintreibhub und einen Rückhub beinhaltet;
ein
Befestigungsmittel-Eintreibelement, das operativ mit dem Kolben
verbunden ist und in der Befestigungsmittel-Eintreibspur für eine Bewegung
darin durch einen Eintreibhub in Reaktion auf den Eintreibhub des
Kolbens und einen Rückhub
in Reaktion auf den Rückhub
des Kolbens angebracht ist;
eine Befestigungsmittel-Magazinanordnung,
die von der Gehäuseanordnung
getragen ist, um aufeinander folgende Befestigungsmittel seitlich
in die Eintreibspur zu führen,
damit diese von dort durch das Befestigungsmittel-Eintreibelement
während
dessen Eintreibhubs angetrieben werden;
eine Kolbenkammer zur
Aufnahme von den Kolben antreibender Druckluft, die an einem Ende
des Zylinders definiert ist und mit dem Antriebskolben in Verbindung
steht;
einen Druckluftbehälter,
der mit der Kolbenkammer in Verbindung steht;
einen Auslasspfad,
der in der Gehäuseanordnung definiert
ist und die Kolbenkammer mit der Atmosphäre verbindet, wenn der Auslasspfad
in einem offenen Zustand ist;
ein mit Steuerdruck betriebenes
Hauptventil, das von einer normalerweise geschlossenen Position,
in der der Auslasspfad in dem offenen Zustand ist, in eine geöffnete Position
bewegbar ist, um dadurch den Auslasspfad zu schließen und
zu ermöglichen,
dass ein Vorrat von Druckluft von dem Druckluftbehälter in Verbindung
mit der Kolbenkammer gebracht werden kann, um die Bewegung des Kolbens
und des Befestigungsmittel-Eintreibelements durch dessen Befestigungsmittel-Eintreibhub
hindurch zu veranlassen und zu bewirken, wobei das Hauptventil eine
erste Oberfläche,
die auf Druck reagiert, und mit einem Abschnitt der Gehäuseanordnung
eine Steuerdruckkammer definiert, und eine zweite Oberfläche, die
auf Druck reagiert, in gegensätzlicher
Beziehung zu der ersten auf Druck reagierenden Oberfläche hat,
wobei die zweite auf Druck reagierende Oberfläche dem Druckluftvorrat ausgesetzt
ist;
eine Zufuhröffnung,
die den Luftdruckbehälter
mit der Steuerdruckkammer in Verbindung bringt;
ein Betätigungselement,
das für
eine Bewegung in Bezug auf eine Auslassöffnung montiert ist, um den Druck
in der Steuerdruckkammer zu steuern, wobei das Betätigungselement
(A) normalerweise in einer inoperativen Position angeordnet
ist, in welcher die Auslassöffnung
geschlossen ist, so dass der Druck in dem Druckluftbehälter mit
der Steuerdruckkammer als Steuerdruck darin in Verbindung stehen
kann; und (B) in Reaktion auf einen manuellen Betätigungsvorgang
in eine Betriebsposition bewegt werden kann, in welcher die Auslassöffnung geöffnet wird
und der Steuerdruck in der Steuerdruckkammer über die Auslassöffnung an
die Atmosphäre
abgegeben wird;
ein Auslöseelement,
das in Bezug auf die Gehäuseanordnung
zur manuellen Bewegung von einer normalen inoperativen Position
in eine operative Position montiert ist, um das Betätigungselement
in seine Betriebsposition zu bewegen;
eine erste Luftdurchgangsstruktur
zwischen der Steuerdruckkammer und der Auslassöffnung;
ein sekundäres Ventilelement,
das auf Druck reagiert und zwischen einer normalerweise geöffneten
Position und einer geschlossenen Position bewegbar ist; und
eine
zweite Luftdurchgangsstruktur, die die Kolbenkammer mit dem sekundären Ventilelement
in Verbindung bringt, wobei die zweite Luftdurchgangsstruktur mit
dem Auslasspfad in Verbindung steht, wenn der Auslasspfad in dem
offenen Zustand ist, wobei das sekundäre Ventilelement in Bezug auf
die erste Luftdurchgangsstruktur so montiert ist, dass es zwischen
einer geöffneten
Position, vorgespannt durch die Druckluft über die erste Luftdurchgangsstruktur,
die eine Verbindung zwischen der Steuerdruckkammer und der Auslassöffnung ermöglicht, und
einer geschlossenen Position, vorgespannt durch Luft über dem
Antriebskolben, die von der Kolbenkammer über die zweite Luftdurchgangsstruktur zugeführt wird,
was eine Verbindung zwischen der Steuerdruckkammer und der Auslassöffnung verhindert,
beweglich ist;
wobei ein operativer Zyklus bei Bewegung des
Auslöseelements
in seine operative Position initiiert wird, wodurch das Betätigungselement
in seine Betriebsposition bewegt wird, in der der Steuerdruck in
der Steuerdruckkammer über
die Auslassöffnung
abgegeben wird und bewirkt wird, dass das Hauptventil in seine geöffnete Position
bewegt wird, wodurch der Befestigungsmittel-Eintreibhub initiiert
wird, wobei der Druck über
dem Antriebskolben in der Kolbenkammer und der zweiten Luftdurchgangsstruktur
mit dem sekundären
Ventilelement in Verbindung steht, um das sekundäre Ventilelement von der geöffneten Position
in die geschlossene Position zu bewegen, wodurch das Hauptventil
sich in seine geschlossene Position bewegt, wodurch ein genannter Betriebszyklus
beendet wird während
das Auslöseelement
in seiner Betriebsposition verbleibt;
wobei das sekundäre Ventilelement
so konstruiert und angeordnet ist, dass es in seine geöffnete Position
zurückkehrt,
wenn dem Auslöseelement
gestattet wird, sich in seine normale inoperative Position zu bewegen;
wobei
das sekundäre
Ventilelement im wesentlichen zylindrisch ist und einen Basisabschnitt,
der in einer ersten Gehäusebohrung
angebracht ist, und einen Stammabschnitt aufweist, der sich von
dem Basisabschnitt erstreckt und in einer zweiten Gehäusebohrung
angebracht ist, wobei der Basisabschnitt einander gegenüberliegende
erste und zweite Druck aufnehmende Oberflächen hat, dadurch gekennzeichnet,
dass
eine Oberfläche
des Stammabschnitts des sekundären
Ventilelements kontinuierlich über
eine Lüftungsöffnung Atmosphärendruck
ausgesetzt ist, und
die zweite Druck aufnehmende Oberfläche des
sekundären
Ventilelements in seiner geschlossenen Position eine Gehäuseauflagefläche berührt, wodurch
eine Verbindung zwischen der Steuerdruckkammer und der Auslassöffnung verhindert
wird.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung besteht darin, ein Befestigungsmittel-Eintreibgerät der beschriebenen Art bereitzustellen,
das eine einfache Konstruktion hat, einen effektiven Betrieb bereitstellt
und ökonomisch
in Herstellung und Wartung ist.
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Diese und andere Aufgaben der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung
und beiliegenden Ansprüchen.
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Die Erfindung wird am deutlichsten
in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen, die eine beispielhafte
Ausführungsform
zeigen.
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1 ist
eine Teilschnittansicht eines Befestigungsmittel-Eintreibgeräts mit Steuerventilstruktur gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine Teilschnittansicht der Steuerventilstruktur von 1, die die relativen Positionen des
Hauptventils und des sekundären
Ventilelements zeigt, wenn die Einrichtung im Ruhezustand ist;
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3 ist
eine Schnittansicht ähnlich
zu 2, die ein Betätigungselement
zeigt, das so betrieben wird, dass es das Hauptventil in eine geöffnete Position
bewegt;
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4 ist
eine Ansicht ähnlich
zu 2, die das Hauptventil
und das sekundäre
Ventilelement in geschlossenen Positionen während eines Rückhubs des
Kolbens zeigt, während
das Betätigungselement betätigt bleibt;
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5 ist
eine Ansicht ähnlich
zu 2, die das Betätigungselement
im gelösten
Zustand zeigt, wobei das Hauptventil in seiner geschlossenen Position
ist und das sekundäre
Ventilelement in seine geöffnete
Position zurückgekehrt
ist;
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6 zeigt
einen Abschnitt des Steuerventilmoduls, betrachtet in der Richtung
des Pfeils A von 1,
wobei das Hauptventil entfernt wurde, um die Darstellung zu verdeutlichen;
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7 ist
eine Teilschnittansicht entlang der Linie 7-7 von 6, die das sekundäre Ventilelement in einer geöffneten
Position zeigt;
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8 ist
eine Teilschnittansicht entlang der Linie 7-7 von 6, die das sekundäre Ventilelement in einer geschlossenen
Position zeigt;
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9 ist
eine Ansicht des Auslösegehäuses des
Steuerventilmoduls entlang der Linie 9-9 von 1;
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10 ist
eine Schnittansicht des Auslösegehäuses entlang
der Linie 10-10 von 1;
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11 ist
eine Teilschnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Befestigungsmittel-Eintreibgeräts mit einem
sekundären
Ventilelement (nicht gezeigt) und einem fernen Hauptventil; und
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12 ist
eine Teilschnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Befestigungsmittel-Eintreibgeräts mit einem
fernen sekundären
Ventilelement und einem fernen Hauptventil.
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Mit besonderem Bezug auf die Zeichnungen ist
ein pneumatisch betriebenes Befestigungsmittel-Eintreibgerät gezeigt,
das in 1 generell mit 10 angedeutet
ist und die Prinzipien der vorliegenden Erfindung verkörpert. Die
Vorrichtung 10 beinhaltet die gewöhnliche Gehäuseanordnung, generell mit 12 angedeutet,
mit einem zylindrischen Gehäuseabschnitt 13 und
einem Rahmengehäuseabschnitt 15, der
sich seitlich von dem zylindrischen Gehäuseabschnitt 13 erstreckt.
Ein Handgriffabschnitt 14 von hohler Struktur ist in dem
Rahmengehäuseabschnitt 15 begrenzt,
welcher eine Behälterkammer 16 für Druckluft
bildet, die von einer damit in Verbindung stehenden Quelle kommt.
Die Gehäuseanordnung 12 beinhaltet
weiterhin das gewöhnliche
Nasenstück, das
eine Befestigungsmittel-Eintreibspur 18 begrenzt, welche
so ausgebildet ist, dass sie seitlich das erste Befestigungsmittel
von einer Packung von Befestigungsmitteln aufnimmt, die in einer
Magazinanordnung 20 von herkömmlicher Konstruktion und Betrieb
angeordnet ist.
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Ein Zylinder 22 ist in dem
zylindrischen Gehäuseabschnitt 13 angeordnet,
dessen oberes Ende in Verbindung mit der Behälterkammer 16 über einen Durchgang 24 angeordnet
ist. Ein Kolben 26 ist in dem Zylinder 22 angeordnet.
Ein Befestigungsmittel-Eintreibgerät 28 ist von dem Kolben 26 getragen und
ist gleitend in der Eintreibspur 18 montiert und kann von
dem Kolben und der Zylindereinheit durch einen Betriebszyklus bewegt
werden, welcher einen Eintreibhub, während welchem das Befestigungsmittel-Eintreibelement 28 mit
einem Befestigungsmittel in der Eintreibspur eingreift und dieses
in Längsrichtung
nach außen
in ein Werkstück
bewegt, und einen Rückhub
beinhaltet.
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Eine Einrichtung ist in der Gehäuseanordnung 12 vorgesehen,
um den Rückhub
des Kolbens 26 zu bewirken. Eine solche Einrichtung kann
z. B. in Form eines herkömmlichen
Plenumkammer-Rückführsystems
sein, wie offenbart in dem US-Patent Nr. 3,708,096.
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Um den obengenannten Betriebszyklus
zu bewirken, ist eine Steuerventilstruktur vorgesehen, die generell
mit 30 angedeutet und gemäß der vorliegenden Erfindung
konstruiert ist. Die Steuerventilstruktur 30 beinhaltet
eine Gehäuseeinheit,
die bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
ein Auslösegehäuse 32 beinhaltet,
das beweglich mit dem Rahmengehäuseabschnitt 15 durch
Stiftverbindungen bei 34 gekoppelt ist, und ein Ventilgehäuse 36,
das mit dem Auslösegehäuse 32 durch
Befestigungsmittel, vorzugsweise in Form von Schrauben 38 gesichert
ist. Die Gehäuse 32 und 36 sind
vorzugsweise aus Kunststoffmaterial geformt. O-Ringe 40 und 42 dichten
das Ventilgehäuse 36 in
dem Rahmenabschnitt der Gehäuseanordnung 12 ab.
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Mit besonderem Bezug nun auf 1 des gezeigten Ausführungsbeispiels
beinhaltet die Steuerventilstruktur 30 ein Hauptventil 44,
das in Bezug auf das Ventilgehäuse 36 angeordnet
ist und dem Durchgang 24 zwischen einem Ende 46 des
Zylinders 22 und der Behälterkammer 16 zugeordnet
ist. Das Hauptventil 44 ist zwischen der geöffneten
und geschlossenen Position bewegbar, um den Durchgang 24 zu öffnen und
zu schließen
und hat eine erste ringförmige
auf Druck reagierende Oberfläche 50 und
eine zweite gegenüberliegende
ringförmige
auf Druck reagierende Oberfläche 52.
Wenn das Hauptventil 44 geschlossen ist, erstreckt sich
ein Abschnitt 53 der Oberfläche 52 über den
ringförmigen
Gehäusesitz 54 hinaus
und ist dem Behälterdruck
in der Behälterkammer 16 ausgesetzt.
Die Federstruktur in Form einer Schraubenfeder 56 spannt
das Hauptventil 44 in seine geschlossene Position vor zusammen
mit dem Behälterdruck,
der auf die Oberfläche 50 wirkt.
Somit ist die Kraft der Feder 56 plus die Kraft aufgrund
des auf die Oberfläche 50 wirkenden Drucks
größer als
die Kraft aufgrund des Drucks, der auf den Abschnitt 53 der
gegenüberliegenden
Oberfläche 52 wirkt,
wodurch das Hauptventil 44 in seiner geschlossenen Position
gehalten wird. Die Feder 56 ist zwischen einer Oberfläche einer
Auslassdichtung 58 und einer Oberfläche des Hauptventils 44 angeordnet.
Die Auslassdichtung 58 ist an dem Ventilgehäuse 36 fixiert
und eine obere ringförmige
Oberfläche 60 derselben
ist mit einer inneren Oberfläche
des Hauptventils 44 in Kontakt, wenn das Hauptventil in seiner
vollständig
geöffneten
Position ist, wodurch sich ein Auslasspfad 62 schließt. Der
Auslasspfad 62 steht mit der Atmosphäre über den Auslass 64 in
Verbindung.
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Ein Urethan-Dichtungselement 66 ist
mit dem oberen Ende des Hauptventils 44 verbunden und stellt
eine ordnungsgemäße Dichtung
sicher, wenn das Hauptventil 44 geschlossen ist. Wenn somit
das Hauptventil 44 in seiner geschlossenen Position ist,
ist die Oberfläche 52 und
somit das Dichtungselement 66 des Hauptventils in dichtendem
Eingriff mit dem Sitz 54 der Gehäuseanordnung 12. O-Ring-Dichtungen 70 (3) sind vorgesehen, um das
Hauptventil 44 in dem Ventilgehäuse 36 abzudichten.
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Ein Durchgang, generell mit 72 bezeichnet, ist
durch das Hauptventil 44 und die Auslassdichtung 58 begrenzt.
Der Durchgang 72 beinhaltet den Durchgang 74 des
Ventilgehäuses 36,
Durchgang 76 des Auslösegehäuses 32,
Durchgang 75 der Auslassdichtung 58 und Durchgänge 77,
die in der oberen Fläche
des Hauptventils 44 begrenzt sind. Der Durchgang 72 ist
Teil einer zweiten Durchgangsstruktur, die ein Drucksignal an die
sekundäre
Ventilstruktur liefert, was aus dem folgenden deutlich wird.
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Eine Druckkammer 78 (2) ist zwischen der ersten
auf Druck reagierenden Oberfläche 50 des Hauptventils 44 und
einem Abschnitt des Ventilgehäuses 36 begrenzt.
Die Druckkammer 78 ist in Verbindung mit dem hohen Druck
in der Behälterkammer 16 über eine
Zufuhröffnung 80,
um das Hauptventil 44 in seine geschlossene Position vorzuspannen. Dieser
hohe Druck in der Kammer 78 wird auf Atmosphäre gesenkt,
um das Hauptventil 44 zu öffnen, was im folgenden erklärt wird.
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In Bezug auf 2 verbindet die erste Durchgangsstruktur
die Druckkammer 78 mit einer Auslassöffnung 86. Der Durchgang 82,
die Bohrungen 88 und 89, Ablasspfad 84 begrenzen
die erste Durchgangsstruktur zwischen der Druckkammer 78 und
der Auslassöffnung 86,
deren Funktion aus folgendem hervorgehen. Es ist klar, dass die
erste Durchgangsstruktur eine beliebige Anordnung haben kann, die
eine Verbindung zwischen der Steuerdruckkammer 78 und der
Auslassöffnung 86 erlaubt.
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Die Steuerventilstruktur 30 beinhaltet
ein sekundäres
Ventilelement in Form eines Wechselventils 90, das in Bezug
auf die erste Durchgangsstruktur in der Bohrung 88 des
Auslösegehäuses 32 und
Bohrung 89 des Ventilgehäuses 36 (2) angeordnet ist. 2 zeigt die Position des
Wechselventils 90, wenn die Einrichtung im Ruhezustand
ist. Das Wechselventil 90 ist im wesentlichen zylindrisch
und hat einen Basisabschnitt 92 und einen Schaftabschnitt 94, der
sich von dem Basisabschnitt 92 erstreckt. Der Schaftabschnitt 94 hat
einen reduzierten Durchmesserabschnitt 95, dessen Funktion
im folgenden deutlich wird. Der Basisabschnitt 92 begrenzt
eine erste Druck aufnehmende Oberfläche 96, die in Druckverbindung
mit dem Druck über
dem Kolben ist, welches der Druck ist, mit welchem eine Kolbenkammer 48 in Verbindung
steht. Dieser Druck mag Auslassdruck oder Hochdruck sein, abhängig davon,
in welchem Teil des Zyklus die Einrichtung 10 betrieben
wird. Eine solche Verbindung wird erreicht, da die Oberfläche 96 mit
der Öffnung 98 in
Verbindung steht, die wiederum mit der Bohrung 100 in Verbindung
steht, die in Verbindung mit dem Durchgang 72 ist. Der Durchgang 72 ist
für den
Durchgang 24 und somit für die Kolbenkammer 48 geöffnet. Diese
Durchgänge definieren
eine zweite Durchgangsstruktur, die eine Verbindung zwischen dem
Wechselventil 90 und der Kolbenkammer 48 bereitstellt.
Es ist ersichtlich, dass die zweite Durchgangsstruktur eine beliebige
Anordnung haben kann, die eine Verbindung zwischen der Kolbenkammer
und dem sekundären
Ventilelement ermöglicht.
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Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
ist ein Stopfen 102 (10)
dichtend in der Bohrung 100 montiert. Wenn das Ventilgehäuse 36 mit
dem Auslösegehäuse 32 gekoppelt
ist, wird ein Druckhohlraum 104 begrenzt. Die Öffnung 106 steht
in Verbindung mit dem Hohlraum 104 (9) und verbindet den Druckhohlraum 104 mit
der Öffnung 98 über die
Bohrung 100. Ein Dichtungselement 108 liefert eine
Dichtung zwischen dem Auslösegehäuse 32 und
dem Ventilgehäuse 36.
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Das Wechselventil 90 hat
eine zweite Druck aufnehmende Oberfläche 110 gegenüber der
ersten Druck aufnehmenden Oberfläche 96,
die in Verbindung mit der Behälterkammer 16 über einen
Durchgang 82 und die Zufuhröffnung 80 ist. Wenn
die Einrichtung 10 im Ruhezustand ist, steht der Behälterdruck über die Öffnung 130 ebenfalls
mit der Oberfläche 110 in
Verbindung. Weiterhin beinhaltet der Schaftabschnitt 94 des
Wechselventils 90 eine dritte Druck aufnehmende Oberfläche 112,
die kontinuierlich der Atmosphäre über die Öffnung 114 ausgesetzt ist.
Der Oberflächenbereich
der ringförmigen
Oberfläche 110 und
ringförmigen
Oberfläche 112 ist
jeweils kleiner als der Oberflächenbereich
der ringförmigen
Oberfläche 96.
Die Öffnung 114 steht
mit dem Auslass 64 in Verbindung. Wie in 2 gezeigt ist, steht, wenn das Wechselventil 90 in
seiner geöffneten
Position ist, normalerweise durch einen hohen Druck an der Oberfläche 110 vorgespannt,
der über den
Durchgang 82 über
die Zufuhröffnung 80 und Öffnung 130 zugeführt wird,
der Durchgang 82 mit dem Ablasspfad 84 in Verbindung
Dies passiert, da die Hochdruckluft um den Abschnitt 95 des
Wechselventils 90 mit reduziertem Durchmesser gelangen kann.
Ein O-Ring 116 verhindert, dass diese Hochdruckluft in
die Atmosphäre über die Öffnung 114 abgegeben
wird, während
der O- Ring 118 den
Durchgang 82 von der Öffnung 98 isoliert.
Die Oberfläche 96 ist
Atmosphärendruck
ausgesetzt, da der Druck über
dem Kolben in der Öffnung 98 Atmosphärendruck
ist, da der Auslasspfad 62 offen ist.
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In Bezug auf 3 wird, wenn die Einrichtung 10 wie
im folgenden erklärt,
betätigt
wird, Druck in der Steuerdruckkammer 78 abgegeben und die Öffnung 130 wird
abgedichtet, wodurch sich das Hauptventil öffnen kann und einen Befestigungsmittel-Eintreibhub
initiiert. Folglich wirkt der Druck über dem Kolben oder Hochdruck
auf die Oberfläche 96 und übt eine
größere Kraft
aus als die Kraft, die auf die Oberfläche 110 wirkt aufgrund
des damit in Verbindung stehenden Drucks. Somit wird das Wechselventil 90 in
seine geschlossene Position (4)
bewegt. In dieser Position greift die Oberfläche 110 des Wechselventils 90 in
die Oberfläche 120 des
Ventilgehäuses 36 so
ein, dass eine Verbindung zwischen der Öffnung 82 und der
Auslassöffnung 86 verhindert wird.
Der O-Ring 116 dichtet
die Oberfläche 112 ab und
beide O-Ringe 116 und 122 dichten die Öffnung 82 ab,
wodurch eine pneumatisch ausgeglichene Dichtung erzeugt wird. Der
O-Ring 122 dichtet
die Öffnung 86 ab.
Der O-Ring 118 verhindert ebenfalls, dass der Druck in
der Öffnung 98 mit
der Auslassöffnung 86 in
Verbindung kommt. Wenn das Wechselventil 90 in dieser geschlossenen
Position ist, setzt die Zufuhröffnung 80 die
Steuerdruckkammer 78 unter Druck, wobei sich das Hauptventil
schließt,
was im folgenden detaillierter beschrieben wird.
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Wie in 2 gezeigt
ist, verbindet der Ablasspfad 84 den Durchgang 82 und
Bohrungen 88 und 89 mit einer Auslöserschaftbohrung 124.
Die Auslöserschaftbohrung 124 steht
mit der Auslassöffnung 86 in
Verbindung und kann als Teil der Auslassöffnung betrachtet werden. Ein
Auslöserschaft 126, der
ein Betätigungsorgan
begrenzt, wird von dem Auslösegehäuse 32 für eine Bewegung
von einer normalen abgedichteten Position in eine operative nicht
abgedichtete Position getragen, um eine Bewegung des Hauptventils 44 in
seine geöffnete
Position zu initiieren, wodurch eine Bewegung des Befestigungsmittel-Eintreibelements 28 durch
einen Befestigungsmittel-Eintreibhub initiiert wird. Das Betätigungsorgan 126 ist
normalerweise in seine normale, abgedichtete Position durch eine
Feder 128 vorgespannt, zusammen mit dem Behälterdruck,
der auf es über
die Auslöseöffnung 130 ausgeübt wird.
Die Öffnung 130 steht
mit der Behälterkammer 16 in
Verbindung. Wie in 2 gezeigt
ist, greift in der abgedichteten Position das Betätigungsorgan 126 in
eine Oberfläche
des Auslösegehäuses 32 mit
einem dazwischen komprimierten O-Ring 132 ein, wodurch die
Auslassöffnung 86 abgedichtet
wird.
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In Bezug auf 1 beinhaltet bei der gezeigten Ausführungsform
die Steuerventilstruktur 30 eine Auslöseanordnung mit einem Auslöseelement 136, das
zum Auslösegehäuse 32 am
Stift 138 für
eine manuelle Bewegung von einer normalen, inoperativen Position
in eine operative Position verschwenkt wird. Die Auslöseanordnung
beinhaltet ebenfalls einen Hebelarm 140, welcher zu dem
Auslöseelement 136 über einen
Stift 142 verschwenkt wird. Eine Bewegung des Auslöseelements 136 nach
oben bewirkt, dass der Hebelarm 140 in ein Betätigungsorgan
eingreift und dieses von seiner abgedichteten Position in seine
operative, nicht abgedichtete Position bewegt.
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Der Betrieb der Steuerventilstruktur
und somit der Einrichtung 10 geht in Bezug auf 1–10 hervor. Wie in 2 gezeigt ist, spannt der
Behälterdruck
von der Zufuhröffnung 80,
der auf die Oberfläche 50 wirkt,
das Hauptventil 44 gegen den Sitz 54 der Gehäuseanordnung 12 vor,
wenn die Vorrichtung 10 in der Ruhestellung ist, wodurch
verhindert wird, dass Behälterdruck
in das obere Ende 46 des Zylinders 22 eintritt.
Das Hauptventil 44 ist nach oben vorgespannt, da der Bereich
der auf Druck reagierenden Oberfläche 50 größer ist
als der Oberflächenbereich des
Abschnitts 53 (1),
der sich über
den Sitz 54 hinaus erstreckt. Der hohe Druck in der Kammer 78 tritt
in den Durchgang 82 und in die Bohrungen 88 und 89 ein
und spannt das Wechselventil 90 in seine geöffnete Position
vor zusammen mit Behälterdruck von
der Öffnung 130.
Somit öffnet
sich durch den hohen Druck, der auf die Oberfläche 110 des Wechselventils 90 ausgeübt wird,
das Wechselventil. Der Druck in der Öffnung 98 ist ein
Auslassdruck, da die Kolbenkammer 48 über den Durchgang 72 und
den Auslasspfad 62 Atmosphärendruck ausgesetzt ist. Das
Betätigungselement 126 wird
in seine normale abgedichtete Position vorgespannt, wobei die Auslassöffnung 86 geschlossen
ist.
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Wie in 3 gezeigt
ist, wird, wenn das Betätigungsorgan 126 durch
eine manuelle Bewegung des Auslöseelements 136 nach
oben bewegt wird, die Auslassöffnung 86 geöffnet, wodurch
der Druck in der Steuerdruckkammer 78 über den Durchgang 82, Bohrungen 88 und 89 und
Ablasspfad 86 auf Atmosphäre absinkt. Dadurch verschiebt
sich das Hauptventil 44 in seine geöffnete Position, was in 3 gezeigt ist, wodurch der
Hochdruck durch den Durchgang 24 und in die Kolbenkammer 48 gelangen
kann und das Befestigungsmittel-Eintreibelement 28 durch einen
Eintreibhub bewegt wird. Das Betätigungsorgan 126 beinhaltet
einen oberen O-Ring 144, der den Behälterdruck von der Öffnung 130 abdichtet,
bevor die Dichtung des O-Rings 132 gelöst wird in Bezug auf die Auslöserschaftbohrung 124.
Zu diesem Zeitpunkt ist der Druck über dem Kolben Hochdruck, der durch
den Durchgang 72 in die Öffnung 98 gelangt.
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Wie in 3 gezeigt
ist, ist, wenn das Hauptventil 44 vollständig geöffnet ist,
die von dem Hochdruck erzeugte Kraft, die auf die Druckfläche 52 wirkt (1), größer als die Kraft der Feder 56 in
ihrer komprimierten Höhe
plus der Kraft, die von dem Atmosphärendruck erzeugt wurde, der
auf die Oberfläche 50 wirkt.
In dieser Position und in Bezug auf 1 ist
ersichtlich, dass das Hauptventil 44 in die ringförmige Fläche 60 der
Ablassdichtung 58 eingreift, die den Durchgang 62 schließt, wodurch
verhindert wird, dass der Druck in der Kolbenkammer 48 die
Einrichtung 10 über
den Ablass 64 verlässt.
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Druckluft über dem Kolben oder Hochdruckluft
gelangt durch den Durchgang 72 in die Bohrung 100 und
durch die Öffnung 98 unter
das Wechselventil 90 und in die Öffnung 106 und somit
in den Hohlraum 104. Der Hohlraum 104 bietet ein
Volumen für den
Aufbau von Luft, die die Kolbenverweilzeit am unteren Punkt seines
Hubs steuert. Der Hohlraum 104 bietet eine angemessene
Verweilzeit, um den Druck in der Steuerdruckkammer 78 abzubauen. Druckluft über dem
Kolben baut sich in dem Hohlraum 104 auf und steht mit
der Oberfläche 96 des Wechselventils 90 über die Öffnung 98 in
Verbindung und verschiebt somit das Wechselventil 90 in
seine geschlossene Position, was in 4 gezeigt
ist. Dies passiert, da die Kraft, die von dem Druck über dem Kolben,
der auf die Oberfläche 96 wirkt,
größer ist
als der Druck der auf die Oberfläche 110 wirkt
und der Atmosphärendruck,
der auf die Oberfläche 112 wirkt. Wie
in 4 gezeigt ist, verschiebt
somit, wenn das Betätigungsorgan 126 immer
noch betätigt
ist, während
des Rückhubs
des Befestigungsmittel-Eintreibelements der Druck über dem
Kolben oder Hochdruck in dem Durchgang 98 das Wechselventil 90 in seine
geschlossene Position, in welcher eine Kommunikation zwischen Durchgang 82 und
Auslassöffnung 86 verhindert
wird. Die Kammer 78 ist mit Behälterdruck über die Zufuhröffnung 80 gefüllt. Die
Zufuhröffnung
hat eine solche Größe, dass
sie die Kolbenverweilzeit am unteren Punkt seines Hubs steuert.
Hochdruckluft verschiebt dann das Hauptventil 44 in seine
geschlossene Position, so dass das Dichtungselement 66 mit
dem Sitz 54 der Gehäuseanordnung 12 (1) in Eingriff kommt. Der
Druck über dem
Kolben wird über
den Pfad 62 und durch den Auslass 64 abgelassen.
Der Druck über
dem Kolben in dem Hohlraum 104 wird über die Öffnung 106 (9) und dann durch den Durchgang 76 und
den Durchgang 72, durch den Pfad 62 und schließlich durch
den Auslass 64 abgelassen. Wie oben bemerkt, liefert die
Anordnung des Wechselventils 90 und O-Rings 116 und 122 eine
pneumatisch ausgeglichene Dichtung. Somit bleibt das Wechselventil 90,
sobald es geschlossen ist, geschlossen über 116, 122, 118 O-Ring-Reibung, bis das
Auslöseelement freigegeben,
wird wie im folgenden erklärt
wird.
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In Bezug auf 5, ermöglicht ein Freigeben des Auslöseelements 136,
dass das Betätigungsorgan 126 in
seine abgedichtete Position bewegt wird. Dadurch gelangt Hochdruckluft
an dem O-Ring 144 vorbei und drückt auf die Oberfläche 110 des
Wechselventils 90, wodurch das Wechselventil 90 in
seine geöffnete
Position vorgespannt oder zurückgesetzt wird,
wobei das Hauptventil 44 in seiner geschlossenen Position
ist, was in 5 gezeigt
ist. Der Druck über
dem Kolben in dem Durchgang 98 und unter dem Wechselventil 90 ist
Auslassdruck, da das Hauptventil 44 geschlossen ist und
der Auslasspfad 62 geöffnet
ist. Somit ist klar, dass ein vollständiger Zyklus beendet wird, während das
Auslöseelement 136 betätigt wird.
Ein Freigeben des Auslöseelements 136 setzt
das Wechselventil 90 zurück und die Einrichtung 10 ist
für eine
erneute Betätigung
bereit.
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Es ist klar, dass durch Positionieren
des Hauptventils 44 in dem Rahmen der Einrichtung 10 die
gesamte Werkzeughöhe
reduziert wird. Da weiterhin bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
die Steuerventilstruktur 30 in Form einer einzelnen Einheit
ist, die von dem Gehäuse 12 weg
bewegt werden kann, ist die Einrichtung 10 einfach zusammenzubauen
und zu warten.
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Es ist ebenfalls klar, dass das Hauptventil und
Wechselventil in verschiedenen Positionen in Bezug auf das Gehäuse angeordnet
werden können und
unterschiedliche Anordnungen haben können, jedoch dieselbe Funktion
wie oben beschrieben ausführen.
Insbesondere in Bezug auf 11 wird
deutlich, dass das Hauptventil 244 oberhalb des Zylinders 22 angeordnet
werden mag. Wie gezeigt ist, ist das Hauptventil 244 im
allgemeinen identisch zu dem der Ausführungsform von 1, ist jedoch in einer invertierten Position
oberhalb des Zylinders 222. Das Wechselventil (nicht gezeigt)
ist in der Gehäuseanordnung 230 ähnlich wie
bei der Ausführungsform von 1 angeordnet. Die Zufuhröffnung 280 verbindet
die Steuerdruckkammer 278 mit dem Behälter 16. Der Durchgang 282 steht
mit der Auslassöffnung 86 in
Verbindung, wenn das Wechselventil in der geöffneten Position ist, wie bei
der Ausführungsform
von 1. Ein Zufuhrdurchgang 272 oberhalb
des Kolbens ist vorgesehen, welcher den Druck oberhalb des Kolbens
in der Kammer 148 mit dem Wechselventil in oben beschriebener
Weise in Verbindung bringt. Wenn somit das Auslöseelement 136 gezogen wird
und dadurch das Betätigungsorgan 126 nach oben
bewegt, beendet die Einrichtung einen gesamten Zyklus wie oben beschrieben,
so lange das Auslöseelement 136 gezogen
wird.
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12 zeigt
eine weitere Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen
gekennzeichnet sind. Wie gezeigt ist, beinhaltet die Einrichtung 300 ein
Wechselventil 390, das in dem Werkzeuggehäuse angeordnet
ist und eine herkömmliche
Auslöseventilanordnung 336 hat.
Das Hauptventil 244 ist oberhalb des Zylinders 222 angeordnet
und ist identisch mit dem Ventil 244 von 11. Die Auslöseventilanordnung 336 kann
von der z. B. im US-Patent Nr. 5,083,694 offenbarten Art sein. Die
Kammer 340 oberhalb des Wechselventils 390 ist
der Atmosphäre über die Öffnung 314 ausgesetzt.
Der Druck über dem
Kolben steht mit dem Wechselventil über die Öffnung 398 in Verbindung.
Der Durchgang 382 ist ähnlich
zum oben erklärten
Durchgang 82. Wenn das Auslöseelement 136 gezogen
wird, um das Betätigungsorgan 326 zu
bewegen, fällt
der Druck in der Steuerdruckkammer 278 auf Atmosphäre ab, wodurch
der Betriebszyklus der Einrichtung initiiert wird. Der Druck von
der Öffnung 384 setzt
das Wechselventil 390 zurück, wenn das Betätigungsorgan 326 freigegeben
wird, indem der Hochdruck auf die Oberfläche 110 des Wechselventils 390 gerichtet
wird.
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Es ist somit ersichtlich, dass das
Hauptventil und die Wechselventilanordnung sicherstellen, dass ein
gesamter Betriebszyklus beendet wird während das Auslöseelement
betätigt
bleibt. Freigeben des Auslöseelements
setzt die Vorrichtung 10 für einen weiteren kompletten
Zyklus zurück.
Dass das Befestigungsmittel-Eintreibelement
nur für
eine sehr kurze Zeit dem Antrieb des Befestigungsmittels ausgesetzt ist,
kann eine Beschädigung
des Befestigungsmittel-Eintreibelements verhindert werden, selbst
wenn der Betreiber den Auslöser
für eine
längere
Zeit als erforderlich, um das Befestigungsmittel einzutreiben, hält. Weiterhin
erreicht nach dem Eintreibhub der Druck über dem Kolben nicht den Leitungsdruck, wenn
das Auslöseelement
betätigt
ist. Somit ergibt ein Ablassen des Drucks über dem Kolben während des
Rückhubs
einen leiseren Werkzeugbetrieb.
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Während
die Erfindung in Verbindung mit dem, was momentan als die praktischste
und bevorzugte Ausführungsform
betrachtet wird, beschrieben wurde, ist klar, dass die Erfindung
nicht auf die offenbarte Ausführungsform
beschränkt
ist, sondern im Gegensatz dazu verschiedene Modifikationen und entsprechende
Anordnungen umfasst, die in dem Rahmen der beiliegenden Ansprüche beinhaltet
sind.