EP0054782A2 - Puffersystem bei Einschlaggeräten - Google Patents

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EP0054782A2
EP0054782A2 EP81110132A EP81110132A EP0054782A2 EP 0054782 A2 EP0054782 A2 EP 0054782A2 EP 81110132 A EP81110132 A EP 81110132A EP 81110132 A EP81110132 A EP 81110132A EP 0054782 A2 EP0054782 A2 EP 0054782A2
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EP
European Patent Office
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buffer
buffer element
buffer system
cylinder
percussion piston
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EP0054782A3 (en
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Gerhard Farian
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Karl M Reich Maschinenfabrik GmbH
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Karl M Reich Maschinenfabrik GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25C—HAND-HELD NAILING OR STAPLING TOOLS; MANUALLY OPERATED PORTABLE STAPLING TOOLS
    • B25C1/00—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices
    • B25C1/04—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices operated by fluid pressure, e.g. by air pressure
    • B25C1/047—Mechanical details

Definitions

  • the invention relates to a buffer system according to the preamble of claim 1.
  • an impact device for driving in nails or the like is known, the buffer system of which consists of a relatively soft buffer element made of volume-compressible material and a hard buffer element interacting therewith, the contact surface of which rests fully on the bottom of the cylinder base .
  • This buffer system is able to absorb surges with excess pressure and empty surges safely and with a long service life.
  • the contact between the hard buffer element and the bottom of the cylinder base creates an unpleasant structure-borne noise with each impact, which is annoying for the operator. In extreme cases there is also a considerable deformation of the hard buffer element, which can then be damaged by internal friction and heating.
  • the object of the present invention is therefore to create a buffer system of the type mentioned at the outset which reliably absorbs and destroys the excess of impact with the lowest possible structure-borne noise and with the longest possible service life.
  • the movable arrangement of the hard buffer element means the interposition of a friction stage between the soft spring characteristic of the soft buffer element and the hard spring characteristic of the hard buffer element.
  • the hard buffer element is arranged with a prestress in the cylinder, so that it is pressed even more against the outer ring by the soft buffer element when compressed. Upon further compression, the excess impact energy is then destroyed by friction on the contact surfaces between the hard buffer element and the cylinder base or inner wall of the cylinder, and the heat generated can be dissipated well.
  • the hard buffer element lies with its entire contact surface on the bottom of the cylinder base, then it acts as in the known design as a hard, deformable buffer, which is heated up considerably by internal friction. This internal heating can also lead to the destruction of the hard buffer element, but at the same time there is an increase in structure-borne noise, which shows the operator that the buffer element must be replaced. This reliably prevents damage or destruction of parts of the wrapping device.
  • the design of the buffer system according to the invention offers the further advantage that this compressed air is only slowly and therefore quieter from the cylinder during the return stroke of the percussion piston escapes
  • the soft buffer element rests on the hard buffer element and thus severely limits the cross section of the vent opening.
  • a cylinder 2 is arranged in a housing 1, in which a percussion piston 3 is displaceably mounted with a percussion plunger 4.
  • Compressed air is supplied to the impact device from a compressed air source (not shown) by a handle 5 and, after actuation of the trigger 6, reaches the interior of cylinder 2 by actuation of a tubular valve slide 7, where the compressed air pushes the percussion piston 3 held by an elastic latching device 8 in the direction of the cylinder base 9 accelerates.
  • the nail 10 is knocked into a workpiece, not shown, in a known manner by means of a ram 4. Additional nails 10 are provided in a magazine 11.
  • the cylinder 2 is surrounded by an air reservoir 12, into which compressed air passes through openings 13 and 14 in cylinder 2 in a known manner during the stroke stroke. After releasing trigger 6, this compressed air acts on the underside of percussion piston 3 and conveys it back to its starting position.
  • the impact piston 3 meets a buffer system 15, which is shown enlarged in FIG. 2. It consists of a first, hard-elastic buffer element 16, which expediently consists of cross-linked polyurethane. Its contact surface 18 directed against the conical bottom 17 of the cylinder base 9 is also frustoconical, but its cone angle is smaller than the cone angle of the bottom. When the buffer system is in a relaxed position, there is an intermediate space 19 between the base 17 and the contact surface 18, while the buffer element 16 lies against the base 20.
  • the buffer element 16 furthermore has a cylindrical section 21, the outer diameter of which is larger than the inner diameter of cylinder 2, so that the buffer element 16 is arranged in cylinder 2 with prestress.
  • the percussion piston 3 has a cylindrical recess 24, the inside diameter of which is somewhat larger than the outside diameter of the buffer element 22.
  • left half shows the buffer system 15 in a relaxed state, the percussion piston 3 just touching the second buffer element 22. There is a space 19 between the bottom 17 and the contact surface 18.
  • the buffer system 15 is now compressed to destroy the excess impact energy, as shown in FIG. 2, right half.
  • the first buffer element 16 is spread by the compressed second buffer element 22 so that its cylindrical section 21 presses against cylinder 2 beyond the preload.
  • the percussion piston 3 is further braked once the cylindrical section 21 moves against the cylinder 2 and parts of the contact surface 18 against the substrate 20 with considerable friction, energy being destroyed by the formation of heat. This heat can be easily dissipated through the surrounding metal parts.
  • the first buffer element 16 acts as a hard buffer, which has been known since then and which can absorb further excess impact energy under internal deformation.

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Abstract

Ein Puffersystem (15) bei Einschlaggeräten zum Einschlagen von Nägeln od. dgl. besteht aus einem hartelastischen Pufferelement (16) und einem weichelastischen Pufferelement (22), wobei das Pufferelement (16) bewegbar am Boden (17) von Zylinderfuß (9) angeordnet ist.
Damit wird beim normalen Nageln nur der weiche Teil der Federkennlinie und erst bei Leerschlägen deren harter Teil ausgenützt, was zu einer deutlichen Herabsetzung des Körperschalls beim normalen Nageln führt.
Bei starker Beanspruchung des Puffersystems (15) wird die überschüssige Schlagenergie durch Reibung zwischen Pufferelement (16) und Boden (17) vernichtet.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Puffersystem gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Aus der DE-PS 23 39 163 ist dazu ein Einschlaggerät zum Einschlagen von Nägeln oder dgl. bekannt, dessen Puffersystem aus einem verhältnismäßig weichen Pufferelement aus volumenkompressiblem Werkstoff und einem damit zusammenwirkenden harten Pufferelement besteht, das mit seiner Kontaktfläche voll auf dem Boden des Zylinderfußes aufliegt.
  • Dieses Puffersystem ist in der Lage, Schläge mit Drucküberschuß und Leerschläge sicher und bei hoher Lebensdauer aufzufangen. Durch den Kontakt zwischen hartem Pufferelement und Boden des Zylinderfußes entsteht jedoch bei jedem Schlag ein unangenehmer und den Bedienungsmann störender Körperschall. In extremen Fällen tritt auch eine erhebliche Verformung des harten Pufferelementes ein, das dann durch innere Reibung und Erwärmung beschädigt werden kann.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines Puffersystems der eingangs genannten Art,.das den Schlagüberschuß bei möglichst geringem Körperschall und bei möglichst hoher Lebensdauer sicher auffängt und vernichtet.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Die bewegbare Anordnung des harten Pufferelements bedeutet die Zwischenschaltung einer Reibungsstufe zwischen der weichen Federkennlinie des weichen Pufferelements und der harten Federkennlinie des harten Pufferelements. Beim normalen Nageln mit wenig Drucküberschuß wird nur der weiche Teil der Federkennlinie ausgenützt, erst bei Leerschlägen kommt der harte Teil zum Tragen. Dies führt zu einer deutlichen Reduzierung des Körperschalls beim normalen Nageln, dessen Verminderung bis zu 6 dB, also nahezu eine Halbierung betragen kann.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist das harte Pufferelement mit Vorspannung im Zylinder angeordnet, so daß es beim Zusammendrücken vom weichen Pufferelement noch stärker an den Außenring angedrückt wird. Beim weiteren Zusammendrücken wird dann die überschüssige Schlagenergie durch Reibung an den Kontaktflächen zwischen hartem Pufferelement und Zylinderfuß bzw. Innenwand des Zylinders vernichtet, wobei die dabei entstehende Wärme gut abgeführt werden kann.
  • Liegt das harte Pufferelement mit seiner ganzen Kontaktfläche auf dem Boden des Zylinderfußes auf, dann wirkt es wie bei der bekannten Ausführung als harter, verformbarer Puffer, der durch innere Reibung stark erwärmt wird. Diese innere Erwärmung kann zwar auch zur Zerstörung des harten Pufferelementes führen-, gleichzeitig tritt jedoch eine Erhöhung des Körperschalles auf, der dem Bedienungsmann zeigt, daß ein Auswechseln des Pufferelements nötig ist. Damit wird eine Beschädigung oder Zerstörung von Teilen des Einschlaggerätes sicher vermieden.
  • Wird das Einschlaggerät in bekannter Weise mit einem Luftspeicher versehen, der zur Speicherung der für den Rückhub des Schlagkolbens nötigen Druckluft dient, dann bietet die erfindungsgemäße Ausführung des Puffersystems den weiteren Vorteil, daß diese Druckluft beim Rückhub des Schlagkolbens nur langsam und damit leiser aus dem Zylinder entweicht,
  • Figure imgb0001
    das weiche Pufferelement auf dem harten Pufferelement aufliegt und damit den Querschnitt der Entlüftungsöffnung stark beschränkt.
  • Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1 Längsschnitt durch ein Einschlaggerät mit Puffersystem
    • Fig. 2 Längsschnitt durch das Puffersystem, linke Hälfte entspannt, rechte Hälfte zusammengedrückt.
  • Bei dem in Fig. 1 teilweise dargestellten Einschlaggerät für Nägel oder dgl. ist in einem Gehäuse 1 ein Zylinder 2 angeordnet, in dem ein Schlagkolben 3 mit einem Schlagstößel 4 verschiebbar gelagert ist. Durch einen Handgriff 5 wird dem Einschlaggerät Druckluft von einer nicht dargestellten Druckluftquelle zugeführt und gelangt nach Betätigung von Abzugshebel 6 durch Betätigung eines rohrförmigen Ventilschiebers 7 in den Innenraum von Zylinder 2, wo die Druckluft den durch eine elastische Rastvorrichtung 8 festgehaltenen Schlagkolben 3 in Richtung Zylinderfuß 9 beschleunigt. Dabei wird in bekannter Weise durch Schlagstößel 4 der Nagel 10 in ein nicht dargestelltes Werkstück eingeschlagen. Weitere Nägel 10 sind in einem Magazin 11 bereitgestellt.
  • Der Zylinder 2 ist von einem Luftspeicher 12 umgeben, in den beim Schlaghub in bekannter Weise Druckluft durch Öffnungen 13 und 14 in Zylinder 2 gelangt. Diese Druckluft wirkt nach Loslassen von Abzugshebel 6 auf die Unterseite von Schlagkolben 3 und befördert diesen wieder in seine Ausgangsstellung.
  • Am unteren Ende eines Schlaghubes trifft der Schlagkolben 3 auf ein Puffersystem 15, das in Fig. 2 vergrößert dargestellt ist. Es besteht aus einem ersten, hartelastischen Pufferelement 16, das zweckmäßigerweise aus vernetztem Polyurethan besteht. Seine gegen den konischen Boden 17 von Zylinderfuß 9 gerichtete Kontaktfläche 18 ist ebenfalls kegelstumpfartig ausgebildet, sein Kegelwinkel ist jedoch kleiner als der Kegelwinkel des Bodens. Bei entspannter Stellung des Puffersystems besteht daher zwischen Boden 17 und Kontaktfläche 18 ein Zwischenraum 19, während Pufferelement.16 am Bodengrund 20 anliegt.
  • Das Pufferelement 16 weist weiterhin einen zylindrischen Abschnitt 21 auf, dessen Außendurchmesser größer ist als der Innendurchmesser von Zylinder 2, so daß das Pufferelement 16 mit Vorspannung im Zylinder 2 angeordnet ist.
  • Gegen den Schlagkolben 3 gerichtet sitzt auf dem ersten Pufferelement 16 ein zweites Pufferelement 22 auf, das vorzugsweise aus zelligem Polyurethan-Elastomer besteht. Durch die zellige Struktur wird in bekannter Weise eine progressive Federkennlinie erreicht, seine gegen den Schlagkolben 3 gerichtete Stirnfläche 23 ist nach außen abgeschrägt. Der Schlagkolben 3 weist eine zylindrische Vertiefung 24 auf, deren Innendurchmesser etwas größer ist als der Außendurchmesser von Pufferelement 22.
  • Fig. 2, linke Hälfte, zeigt das Puffersystem 15 in entspanntem Zustand, wobei der Schlagkolben 3 gerade das zweite Pufferelement'22 berührt. Zwischen Boden 17 und Kontaktfläche 18 besteht ein Zwischenraum 19. Zur Vernichtung der überschüssigen Schlagenergie wird jetzt das Puffersystem 15 zusammengedrückt, wie Fig. 2, rechte Hälfte, zeigt. Dabei wird das erste Pufferelement 16 durch das verdichtete zweite Pufferelement 22 so gespreizt, daß sich sein zylindrischer Abschnitt 21 über die Vorspannung hinaus gegen Zylinder 2 preßt. Beim weiteren Abbremsen des Schlagkolbens 3 verschiebt sich einmal der zylindrische Abschnitt 21 gegen Zylinder 2 und Teile der Kontaktfläche 18 gegen den Bodengrund 20 unter erheblicher Reibung, wobei Energie unter Bildung von Wärme vernichtet wird. Diese Wärme läßt sich über die umgebenden Metallteile gut abführen.
  • Liegt Kontaktfläche 18 vollständig am Boden 17 auf, dann wirktdas erste Pufferelement 16 wie seither bekannt als harter Puffer, der unter innerer Verformung noch weitere überschüssige Schlagenergie aufnehmen kann.
  • Bei der eben beschriebenen Reibungsphase des Puffersystems 15 wird wenig Körperschall erzeugt bei äußerster Schonung der Pufferelemente. Tritt nach einer gewissen Zeit doch eine Abnützung der Pufferelemente ein, dann verstärkt sich der Körperschall und der Bedienungsmann wird darauf aufmerksam gemacht, daß die Pufferelemente ausgewechselt werden müssen.

Claims (8)

1) Puffersystem bei Einschlaggeräten zum Einschlagen von Nägeln od. dgl. mittels eines in einem Zylinder geführten, durch Druckluft beaufschlagbaren Schlagkolbens mit folgenden Merkmalen:
a) das Puffersystem ist am einschlagseitigen Ende des Zylinders zur Aufnahme der überschüssigen Schlagenergie des Schlagkolbens angeordnet
b) es besteht aus mindestens zwei Pufferelementen verschiedener Härte
c) ein erstes hartelastisches Pufferelement liegt auf einem den Zylinder begrenzenden Boden auf
d) ein zweites,weichelastisches Pufferelement wirkt mit dem ersten Pufferelement zusammen
dadurch gekennzeichnet , daß das erste Pufferelement (16) mit mindestens einem Teil seiner gegen den Zylinderfuß (9) gerichteten Kontaktfläche (18) bewegbar am Boden (17) angeordnet ist.
2) Puffersystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, daß zwischen einem Teil der Kontaktfläche (18) des ersten Pufferelements (16) und dem Boden (17) ein Zwischenraum (19) vorgesehen ist.
3) Puffersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Pufferelement (16) als topfförmiger Kegelstumpf ausgebildet ist, der mindestens teilweise auf dem konischen Boden (17) aufliegt.
4) Puffersystem nach Anspruch 3, dadurch gekenn- zeichnet, daß der Kegelwinkel der Kontaktfläche (18) des ersten Pufferelements (16) kleiner ist als der Kegelwinkel des Bodens (17).
5) Puffersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß das erste Pufferelement (16) an seinem äußeren Umfang einen zylindrischen Abschnitt (21) aufweist, dessen Außendurchmesser größer ist als der Innendurchmesser des das erste Pufferelement (16) umgebenden Zylinders (2).
6) Puffarsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß das zweite Pufferelement (22) auf dem ersten Pufferelement (16) angeordnet ist.
7) Puffersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Schlagkolben (3) eine gegen das Puffersystem (15) offene Vertiefung (24) aufweist, deren Innendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des zweiten Pufferelements (22).
8) Puffersystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die gegen den Schlagkolben (3) gerichtete Stirnfläche (23) des zweiten Pufferelements (22) nach außen abgeschrägt ist.
EP81110132A 1980-12-18 1981-12-04 Puffersystem bei Einschlaggeräten Expired EP0054782B1 (de)

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DE3047662 1980-12-18
DE3047662A DE3047662C2 (de) 1980-12-18 1980-12-18 Puffersystem bei Einschlaggeräten

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EP0054782A3 EP0054782A3 (en) 1983-07-20
EP0054782B1 EP0054782B1 (de) 1985-09-25

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EP (1) EP0054782B1 (de)
JP (1) JPS57121484A (de)
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