DE1728624B2 - Steuereinrichtung für ein pneumatisch betriebenes Eintreibwerkzeug für Nägel, Klammern o.dgl - Google Patents

Description

Eine Steuereinrichtung gemäß Gattungsbegriff ist bereits aus der US-PS 32 53 760 bekannt. Sie setzt für t>o die Kolbenrückführung voraus, daß das Vorsteuerventil zunächst freigegeben wird, wodurch das Hauptventil schließt und den Arbeitshubraum entlüftet, so daß der im Rückhubraum entstandene Druck den Arbeitskolben zurücktreibt. Damit aber sind rasch aufeinanderfolgen- ft5 de Betätigungen des betreffenden Werkzeugs nicht möglich, indem vor jeder erneuten Betätigung des Vorsteuerventils zunächst die Rückkehr des Arbeitskol

bens abgewartet werden muß.

Zwar ist aus der US-PS 32 78 104 auch bereits eine automatisch wirkende Kolbenrückführeinrichtung bekannt, bei der dem Hauptventil ein Kolbenrückführventil vorgeschaltet ist, das durch den Druck des für die Kolbenrückführung in einer Rückführkammer gespeicherten Druckmittels in einen Zustand umsteuerbar isi, in dem das Hauptventil den Arbeitshubraum entlüftet, doch findet dieses Kolbenrückführventil nur bei sogenanntem Dauerbetrieb Anwendung, d. h. bei einer Betriebsart, bei der mit einer einmaligen Betätigung des Steuerventils fortlaufende Arbeitsoperationen erfolgen.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug nach Gattungsbegriff für Einzelbetätigung entsprechend auszurüsten, um eine automatische Kolbenrückführung zu erzielen.

Diese Aufgabe ist durch die im Patentanspruch 1 bezeichnete Erfindung gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten dieser Erfindung an.

Nachfolgend wird ein entsprechendes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Hiervon zeigt

F i g. 1 einen teilweisen Querschnitt durch ein pneumatisches Eintreibwerkzeug nach der Erfindung,

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 in F i ς. 1,

Fi g. 3 einen Teilschnitt in größerem Maßstab in der Ebene der Linie 3-3 in Fig. 2, wobei die Teile in der Ruhestellung des Werkzeuges gezeigt sind,

F i g. 4 einen ebensolchen Querschnitt, wobei die Teile in der Stellung gezeigt sind, die sie während des Arbeitshubes einnehmen, und

F i g. 5 einen gleichen Querschnitt, der die Teile in der Stellung zeigt, die sie nach der Rückkehr des Arbeitskolbens in dessen Ausgangsstellung einnehmen, bevor der Auslösemechanismus freigegeben und das Werkzeug von dem Werkstück abgehoben wird.

Zunächst sei das in den Fig. 1 bis 5 dargestellte Eintreibwerkzeug 10 so weit beschrieben, wie dies zum Verständnis; der Erfindung zweckmäßig erscheint. Es hat ein Gehäuse 12 mit einem vertikal angeordneten Kopfteil 12a und einem hinten daran anschließenden, hohlen Griffteil 126, dessen Innenraum einen Druckmittelbehälter 16 bildet. Diesem Behälter wird das Druckmittel, vorzugsweise Druckluft, über einen Schlauch zugeführt. Der Kopfteil 12a enthält einen Arbeitszylinder 18, dessen oberes Ende zur Auslösung eines Arbeitshubes mit dem Behälter 16 verbunden wird. Der Zutritt des Druckmittels zu dem oberen, offenen Ende 18a des Zylinders 18 (Arbeitshubraum) wird durch ein Hauptventil 20 gesteuert, das seinerseits pneumatisch durch ein Vorsteuerventil 22 gesteuert wird. Der Antrieb 24 des Werkzeugs weist einen in dem Zylinder 18 gleitfähig angeordneten Arbeitskolben 26 auf, mit dem ein Stößel 28 verbunden ist. In der Ruhestellung des Werkzeugs befindet der Kolben sich in seinem oberen Totpunkt, wie in F i g. 1 dargestellt. Das Hauptventil 20 enthält ein Auslaßventil 32, das den Arbeitshubraum in der Ruhestellung mit der Außenluft verbindet.

Wenn ein Arbeitshub ausgeführt werden soll, wird Druckluft aus dem Behälter 16 in den Arbeitshubraum eingeleitet, wodurch der Kolben 26 nach unten getrieben wird. Hierbei ergreift der Stößel einen Nagel oder eine Klammer, die aus einem Magazin in ein Mundstück 38 vorgeschoben wird, und treibt dieses Teil in das Werkstück ein. Das Hauptventil 20 enthält in dem beschriebenen Beispiel eine Membran 40, deren Rand

zwischen einem Deckel 42 und dem Kopfteil 12a des Gehäuses festgeklemmt ist, und die sich gegen das obere Ende 18a des Zylinders 38 legt. Sie wird durch eine Feder 44 nach unten gedruckt, die zwischen dem Deckel 42 und der Membran angeordnet ist. Eine den Zylinder 18 umgebende Ringfläche auf der Unterseite der Membran 40 steht über einen weiten Kanal 46 dauernd in Verbindung mit dem Behälter 16, so daß Druckmittel auf die Unterseite der Membran einwirkt und sie von der Oberkante des Zylinders 18 abzuheben sucht. Das gleiche Druckmittel gelangt jedoch über einen Kanal 48 auch in den Raum zwischen der Membran und dem Deckel 42, wenn die Teile des Werkzeugs sich in der Ruhestellung befinden. Da hierdurch die Membran mit einer stärkeren Kraft nach unten gedrückt wird als durch das auf ihre Unterseite einwirkende Druckmittel nach oben, wird das Hauptventil normalerweise in der Schließstellung (Fig. 1) gehalten. Wird jedoch der Raum über der Membran mit der Außenluft verbunden, so wird die Membran von der Oberkante des Zylinders 18 abgehoben, worauf das Druckmittel in den Arbeitshubraum eintritt und den Kolben 26 nach unten treibt.

In der Ruhestellung sowie während der Aufwärtsbewegung des Kolbens steht der Arbeitshubraum über das Auslaßventil 32 mit der Außenluft in Verbindung. In dem dargestellten Beispiel hat das Auslaßventil einen iiohlen Ventilschaft 50, der mit der Membran 40 verbunden ist und den Arbeitshubraum über einen Auslaßkanal 52 mit der Außenluft verbindet. Um während des Arbeitshubes den Arbeitshubraum nach außen hin zu verschließen, ist ein Ventilsitz S4 gegenüber dem oberen Ende des Ventilschaftes 50 angeordnet, der mit dem Ventilschaft in Eingriff kommt, sobald die Membran 40 zur Einleitung eines Arbeitshubes angehoben wird.

Um den Kolben 26 nach Beendigung des Arbeitshubes in seine Ausgangsstellung zurückzuführen, ist eine Rückführkammer 50 vorgesehen, die über eine Mehrzahl Bohrungen 62 mit dem Zylinderraum unterhalb des Kolbens 26 in Verbindung steht. Darüberhinaus enthält der Kolben 26 eine Art Rückschlagventil 63, über das Druckluft in die Rückführkammer 60 eintreten kann. Genauer gesagt weist der Kolben 26 zwei im Abstand voneinander angeordnete Ringnuten 64 und 66 auf. In der oberen Nut, 64, ist ein Dichtungsring 68 angeordnet, der den Kolben gegenüber der Innenwand des Zylinders 18 abdichtet. Um diese Dichtung zu umgehen, enthält der Kolben eine Mehrzahl von radialen Bohrungen 70, die mit einer oberseitigen Höhlung 26a des Kolbens in Verbindung stehen und in die untere Nut, 66, münden. In dieser Nut ist ein elastisch dehnbarer Dichtungsring 62 angeordnet, der sich normalerweise gegen den Grund der Nut 66 legt, so daß er die Bohrungen 70 verschließt. Beim Auftreten eines bestimmten Überdruckes in dem Arbeitshubraum jedoch wird der Dichtungsring 72 von der Mündung der Bohrungen 70 abgehoben, so daß nun Druckmittel in den unteren Zylinderraum und damit in die Rückführkammer 60 übertreten kann.

Um den Kolben 26 am Ende seines Arbeitshubes elastisch aufzufangen, ist am unteren Ende des Zylinders 18 ein elastischer Puffer 74 vorgesehen. Wird nach Beendigung eines Arbeitshubes der Arbeitshubraum mit der Außenluft verbunden, so strömt das Druckmittel aus der Rückführkammer 60 in den unteren Zylinderraum zurück, wodurch der Kolben 26 nach oben in seine Ausgangsstellung zurückgeführt wird.

Zur Betätigung des Voryteuerventils 22 ist es erforderlich, sowohl den Auslösehebel 78 als auch ein schieberförmiges Sicherheitsglied 80 zu betätigen. Wird nur der Auslösehebel oder das Sicherheitsglied betätigt, so wird kein Arbeitshub ausgelöst.

Das Vorsteuerventil 22 weist einen in dem Gehäuse 12 fes: angeordneten Ventilzylinder 82 auf, in dem ein Ventilkolben 84 längsverschiebbar angeordnet ist. Dieser hat an seinem Außenende eine stangenförmige Verlängerung 86, die mit dem Sicherheitsglied 80 in

ίο Eingriff steht. Genauer gesagt besitzt das Sicherheitsglied 80 ein gegabeltes Ende 80a, welches die Verlängerung 86 derart umgreift, daß zwischen Sicherheitsglied und Ventilkolben 84 eine Verbindung mit totem Gang erzielt wird.

Der Ventilkolben 84 hat eine Bohrung, die unten, bei 84a, geschlossen ist und eine sog. Ventilkammer 88 bildet. Am oberen Ende besitzt die Ventilkammer 88 eine Auslaßöffnung 84έ>, die über den Ventilzylinder 82 und eine Auslaßbohrung 90 (F i g. 2) mit der Außenluft in Verbindung steht. Die Mündung dieser Auslaßöffnung ist im Inneren der Ventilkammer 88 von einem Dichtungsring 92 umgeben, der einen Ventilsitz für ein Ventilglied 94 bildet. Dieses Ventilglied 94 hat einen Ventilteller 94a, der sich normalerweise gegen den Dichtungsring 92 legt und nur dann von ihm abgehoben ist, wenn beide Betätigungsorgane, d. h. sowohl der Auslösehebel 78 als auch das Sicherheitsglied 80, ihre Betätigungsstellung einnehmen. Zu diesem Zweck hat das Ventilglied 94 einen Schaft 96, der mit Spiel durch

j» die öffnung 846 hindurch- und nach oben aus dem Ventilzylinder 84 herausragt. Eine Feder 97 sucht das Ventilglied 94 nach oben und damit den Ventilteller 94a gegen den Dichtungsring 92 zu drücken. Entgegen dieser Federkraft kann das Ventilglied 94 durch den Auslösehebel 78 über eine Verbindungsstange 98 und einen Kipphebel 100 verschoben werden. Eine weitere Feder, 102, sucht die Verbindungsstange 98 und den Auslösehebel 78 in ihre Ausgangsstellung gemäß F i g. 3 zurückzudrücken.

Der Ventilkolben 84 hat an seinem Umfang eine Mehrzahl von Einschnürungen, die durch Dichtungsringe 104, 106,108 und 110 voneinander getrennt sind und eine erste Ringkammer 112, eine zweite Ringkammer 114 und eine dritte Ringkammer 116 bilden. Die erste

•t5 und oberste Ringkammer, 112, steht über den Kanal 48 stets in Verbindung mit dem Raum oberhalb der Membran 40 des Hauptventils, die zweite Ringkammer, 114, ist über eine Bohrung 118 stets mit dem Druckmittelbehälter 16 verbunden. Die dritte Ringkammer, 116, erhält ein Druckluftsignal in Abhängigkeit von der Stellung des Arbeitskolbens 26, indem sie über einen Kanal 120 in ständiger Verbindung mit der Rückführkammer 60 steht.
Zum Zweck der automatischen Rückführung des Arbeitskolbens in seine Ausgangsstellung, ohne daß erst der Auslösehebel 78 oder das Sicherheitsglied 80 freigegeben werden muß, enthält das Steuerventil 22 ein Umsteuerventil mit einem Umsteuerkolben 122, das in der Ventilkammer 88 längsverschiebbar angeordnet ist.

bi) Dieses Ventilglied besteht aus einem Kolben mit einer mittleren Einschnürung 124 sowie zwei Köpfen 126 und 128. Der untere Kopf, 128, enthält einen Dichtungsring 130, der eine Abdichtung gegenüber der Wand der Ventükammer 88 bewirkt. Der obere Kopf, 126, ist

b'> hingegen nicht abgedichtet und im Durchmesser etwas kleiner als die Ventilkammer, so daß Druckmittel über einen Spalt an ihm vorbeiströmen kann. Darüber hinaus besitzt der Ventilkolben 84 eine erste Gruppe radialer

Bohrungen, 132, die mit der Ringkammer 112 und daher, über den Kanal 48, stets mit dem Raum oberhalb der Membran 40 des Hauptventils in Verbindung steht, eine zweite Gruppe radialer Bohrungen, 134, die mit der Ringkammer 114 und daher über die Bohrung 118 stets mit dem Druckmittelbehälter 16 verbunden ist, sowie eine d"itte Gruppe radialer Bohrungen, 136, die mit der Ringkammer 116 und daher, über den Kanal 120, stets mit der Rückführkammer 60 in Verbindung steht. Der obere Kopf, 126, des Umsteuerkolbens 122 bewegt sich während dessen Verschiebung an den öffnungen 132 vorbei, während der untere Kopf, 128, stets zwischen den Bohrungen 134 und 136 liegt.

Wenn der Arbeitskolben sich in seiner Ausgangsstellung gemäß Fig. 1 und 3 befindet, tritt Druckmittel aus dem Behälter 16 über den Kanal 118 und die Ringkammer 114 in die Bohrungen 134 ein und strömt langsam an dem Kopf 126 des Umsteuerkolbens 122 vorbei durch die Bohrungen 132 in die Ringkammer 112 und von dort über den Kanal 48 in den Raum über der Membran 40 des Hauptventils, wodurch dieses geschlossen gehalten wird.

Wenn ein Arbeitshub ausgelöst werden soll, ist es, wie gesagt, erforderlich, sowohl das Sicherheitsglied 80 als auch den Auslösehebel 78 zu betätigen, um dadurch den Ventilteller 94a von dem Dichtungsring 92 abzuheben (Fig. 4). Dann entweicht Druckmittel aus dem Raum oberhalb der Membran 40 des Hauptventils über den Kanal 48, die Ringkammer 112, die Bohrungen 132, am Ventilteller 94a vorbei, und durch die Auslaßbohrung 90 (F i g. 2) hindurch nach außen. Zwar strömt dabei nach wie vor eine geringe Menge Druckmittel am Kopf 126 des Umsteuerkolbens 122 vorbei, doch ist diese zu

gering, um die Entlüftung des Raumes über de Membran 40 zu beeinträchtigen.

Sobald der Arbeitskolben 26 seinen unteren Totpunk erreicht hat, steigt der Druck in der Rückführkammer 6( an, da nun infolge des sich in dem Arbeitshubraum dam erst aufbauenden Druckes der Dichtungsring 72 von de Mündung der Bohrungen 70 zum Abheben kommt un< Druckmittel aus dem Arbeitshubraum übertritt. Ein Tei des so in die Rückführkammer einströmenden Druck mittels tritt über den Kanal 120 in die Ringkammer 111 über. Von dort gelangt das Druckmittel über dii Bohrungen 136 in den Raum unterhalb des Kolbens 124 wodurch der Umsteuerkolben 122 emporgehoben um in die Stellung gemäß Fig. 5 gebracht wird. Bei diese Stellung strömt Druckmittel aus dem Behälter 16 übe den Kanal 118, die Ringkammer 114, die Bohrungen 134 an der Einschnürung 124 des Umsteuerkolbens 12: vorbei, über die Bohrungen 132, die Ringkammer 11: und den Kanal 48 in den Raum oberhalb der Membrai 40 ein, so daß das Hauptventil 20 schließt und da Auslaßventil 32 öffnet. Dies hat zur Folge, daß de Arbeitskolben unter der Einwirkung des Druckmittel aus der Rückführkammer 60 nunmehr in sein« Ausgangsstellung zurückkehrt. Der Umsteuerkolbet 122 verbleibt dabei in der Stellung nach Fig. 5, bi: entweder der Auslösehebel 78 oder das Sicherheitsgliec 80 freigegeben wird. Ist dies der Fall, so kehrt mit der Ventilgliedern 84 und 94 auch der Umsteuerkolben 12; in seine Ausgangsstellung (Fig. 3) zurück, da dam Druckmittel aus dem Druckmittelbehälter 16 mit seinen vollen Druck auf die Oberseite des Kopfes 126 einwirkt während der Druck in der Rückführkammer 6( abgebaut wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Steuereinrichtung für den Arbeits- und den Rückhub des Arbeitskolbens eines pneumatisch betriebenen Eintreibwerkzeugs für Nägel, Klammern oder dergl, mit einem einen Druckmittelbehälter und einen Arbeitszylinder für den Arbeitskolben enthaltenden Gehäuse, einem den Druckmittelzu- und -austritt für den Arbeitshubraum des Arbeitszylinders steuernden Hauptventil und einem das Hauptventil zur Auslösung eines Arbeitshubes des Arbeitskolbens steuernden Vorsteuerventil, das selbst durch einen Auslöse- und/oder Sicherheitsmechanismus betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Überströmkanal (70) zwischen dem Arbeitshubraum (Arbeitszylinderraum über dem Arbeitskolbcn 26) und dem Rückhubraum (Arbeitszylinderraum unter dem Arbeitskolben 26) oder einer an diesen angeschlossenen Rückführkammer (60) vorgesehen ist und daß von dem Rückhubraum oder der Rückführkammer mindestens eine Steuerleitung (120) mit dem Steuerraum (88) eines auf die Steuerleitung (48) des Hauptventils (20) einwirkenden Umsteuerkolbens (122) verbunden ist, der bei ansteigendem Druck innerhalb des Rückhubraumes in eine Position gelangt, in welcher er das Hauptventil veranlaßt, den Arbeitshubraum zu entlüften, während er mit der Freigabe des Vorsteuerventils in eine Ausgangsstellung zurückbringbar ist.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umsteuerkolben (122) an einem Ende einen gegenüber einer umgebenden Zylinderbohrung abgedichteten Kopf (128) und am anderen Ende einen gegenüber der Bohrung einen Spalt lassenden Kopf (126) aufweist und daß in die Bohrung durch den letztgenannten Kopf (126) im wesentlichen von einander trennbare bzw. verbindbare seitliche Kanäle (132, 134) münden, die ·*ο beständig mit dem Druckmittelbehälter (IC) bzw. mit der Steuerleitung (48) des Hauptventils (20) in Verbindung stehen, während der Steuerraum (88) des Umsteuerkolbens in der Bohrung außerhalb des abgedichteten Kopfes liegt.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umsteuerkolben (122) im wesentlichen koaxial im Inneren eines Ventilkolbens (84) des Vorsteuerventils (22) angeordnet ist und daß die in die Zylinderbohrung des Umsteuerkolbens so mündenden Kanäle (132, 134, 136) über gegenüber einer äußeren Ventilbohrung abgedichtete Ringkammern (112, 114, 116) mit entsprechenden anschließenden Kanälen (48, 118, 120) in dem Gehäuse (12) in Verbindung stehen. «