DE2344163C3 - Abfangeinrichtung für den Arbeitskolben eines pneumatischen Eintreibwerkzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Abfangeinrichtung für den Arbeitskolben an einem pneumatisch betriebenen Eintreibwerkzeug für Nage¹, Klammern od. dgl., mit einem Bodenanschlagkörper aus gummielastischem Werkstoff, auf dessen frei liegender Oberseite die Unterseite des in einem Arbeitszylinder linear beweglichen Arbeitskolben am Ende seines Arbeitshubes unmittelbar und im wesentl^;chen flächig aufschlägt, und der von der Restenergie des Arbeitskolbens zusammengedrückt wird.

Seit der Einführung pneumatischer Eintreibkräfte werden diese mit immer höherer Eintreibleistung angeboten. Bei den ersten Geräten genügte es, nach dem Arbeitshub den Zylinderraum oberhalb des Kolbens zu entlüften und den Kolbenrückhub mittels einer Feder durchzuführen, die gleichzeitig als Ab.fangeinrichtung diente. Als diese Maßnahme bei leistungsstärkeren Geraten nicht mehr ausreichte, wurde in der DT-AS 11 47 540 vorgeschlagen, als Abfangeinrichtung für den Arbeitskolben einen gummielastischen Bodenanschlagkörper zu verwenden, der beim Auftreffen des Arbeitskolbens überschüssige Schlagenergie durch innere Rei- bung in Wärme umwandelt.

Mit Erscheinen stärkerer Eintreibgeräte auf dem Markt, mit denen man langschenklige Klammern oder lange Nägel in Hartholz eintreiben kann, erwies sich auch diese Abfangeinrichtung als nicht mehr ausreichend. Es zeigte sich, daß der Widerstand, der dem Befestiger beim Eindringen in das Werkstück entgegengesetzt wird, wenig Einfluß auf das Abbremsen des Kolbens hat. Das bedeutet, daß die voll eingetriebene Lage des Befestigers im wesentlichen von der Relativstellung des freien Treiberendes gegenüber der Werkzeugnase in der untersten Kolbenstellung abhängt. Das Problem besteht somit darin, einen mit hoher kinetischer Energie bewegten Kolben am Ende seines Arbeitshubes auf einer Strecke von etwa 2 bis 3 mm vollständig zum Stillstand zu bringen.

In der DT-OS 23 03 536 war zur Lösung dieses Problems vorgeschlagen worden, den elastischen Anschlag in zwei Einzelteile zu unterteilen, von denen ein Teil am Zylinderboden und das andere Teil an der Kolbenunterseite befestigt ist. Dies? Anordnung hat neben Vorteilen auch erhebliche Nachteile. Da die beiden Elemente zwangläufig übereinander angeordnet werden müssen, erhöht sich dadurch die Gesamthöhe des Eintreibwerkzeuges. Ferner wird die Masse des Kolbens vergrößert und dadurch die Leistung vermindert. Diese bekannte Anordnung ist vor allem für kleine und niedrige Werkzeuge ungeeignet.

Vor allem aber hat sich gezeigt, daß allein auf Grund innerer Reibung wirkende Bodenanschlagkörper auf Dauer ungeeignet sind, der hohen Belastung standzuhalten, der sie bei mit hoher Schlagfolge arbeitenden Hochleistungs-Eintreibwerkzeugen unterworfen sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Belastung des Bodenanschlagkörpers der vorliegenden Art auf ein für Dauerbetrieb geeignetes Maß zu begrenzen und seine Wirkung derart zu unterstützen, daß die volle Kapazitätsentfaltung des Eintreibgerätes ermöglicht wird.

D'näse Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Eintreibwerkzeug der eingangs geschilderten Art in die Innenwandung des Arbeitszylinders in dessen unterem Bereich ein elastischer Bremsring von sich in Eintreibrichtung radial einwärts erweiterndem Querschnitt eingelassen ist, der etwa dann am Arbeitskolben anzugreifen beginnt, wenn dieser auf dem Bodenanschlagkörper zur Auflage kommt. Dadurch wird die durch Werkstoffkompression herbeigeführte Abfangwirkung des Bodenanschlagkörpers unterstützt, und zwar vom Kompressionsbeginn an durch zunehmende Klemmwirkung. Wenn aus äußeren Gründen die Kolben-Überschußenergie relativ klein ist, so tritt der Bremsring bei entsprechend kurzem Kompressionsweg des Bodenanschlagkörpers auch nur in geringem Maße in Aktion. Ist dagegen die Kolben-Überschußenergie relativ groß, so erfolgt mit zunehmender Kompression des Bodenanschlagkörpers eine zunehmende Zusätzliche Abbremsung des Arbeitskolbens durch den Bremsring, wodurch einerseits eine das Materialgefüge des Bodenanschlagkörpers zerstörende Überbeanspruchung dieses Bauteils vermieden und andererseits sichergestellt wird, daß der Arbeitskolben sowie der damit verbundene Treiber und das einzutreibende Befestigungselement nicht zu weit durchschlagen.

Es ist zwar z.B. aus der DT-OS 16 03 852 bekannt, bei pulvergetriebenen Bolzensetzgeräten durch Aufweiten eines oder mehrerer Stahlringe mittels eines konischen Kolbenteils eine hohe kinetische Kolbenenergie auf kurzem Wege zu verzehren, und diese ausschließlich durch äußere Reibung erfolgende Abbremsung mag bei Bolzensetzgeräten, die jeweils nur einen Einzelschlag ausführen und dann neu geladen werden müssen, ausreichen, aber für pneumatisch betriebene Nagler, die im allgemeinen mit hoher Schlagfolge betrieben werden, ist sie jedoch ungeeignet, weil jene bekannte Abfangeinrichtung dort in kürzester Zeit zerstört werden würde.

Nachfolgend wird ein in ein Hochleistungs-Eintreibwerkzeug eingebautes Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht des teilweise aufgeschnittenen Eintreibwerkzeuges, dessen Kolben sich fast am Ende seines abwärts gerichteten Arbeitshubes befindet, und

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F i g. 2 eine ähnliche Seitenansicht, jedoch mil sich in der Rückhub-Anfangsphase befindendem Kolben.

Die nachfolgend beschriebene Abfangeinrichtung ist in ein Hochleistungs-Eintreibgerät für Befestiger eingebaut, wie es aus der DT-AS 22 54 132 bekannt ist und deshalb hier nur in aller Kürze beschrieben wird

Im wesentlichen besteht das Eintreibgerät aus einem Kopfabschnitt 10, einem nach hinten auslaufenden Griffabschnitt IZ einer der Führung dienenden Werkzeugnase 1.4, einem Magazin 16 und einem handbetätigbaren Auslöser 18.

Im Kopfabschnitt 10 befindet sich eine als Arbeitszylinder dienende Zylinderbuchse 20 mit einem darin verschiebbaren Arbeitskolben 22. Es sei kurz erwähnt, daß sich der Kolben 22 zu Beginn seines Arbeitshubes am oberen Ende der Zylinderbuchse 20 befindet, während ihn F i g. 1 nahe dem unteren Ende seines abwärtsgerichteten Arbeitshubes, und F i g. 2 zu Beginn seines Rückhubes zeigt. An der Unterseite des Kolbens 22 ist ein Treiber 24 befestigt, mit dem ein Befestiger in ein ;o Werkstück eingetrieben wird. In dem Magazin 16 befindet sich ein Vorrat von streifenförmig aufgereihten Befestigern, welche mit einer bestimmten Kraft durch das Magazin in Richtung auf einen Treiberkana! 14<7 in der Werkzeugnase 14 gedruckt werden. In der oberen Endlage des Kolbens 22 befindet sich das untere Ende des Treibers 24 ein kleines Stück über dem Kopf des gerade im Treiberkanal 14a bereitgestellten Befesii- _f gers.

Wenn eine Bedienungsperson den Auslöser 18 betätigt. gelangt Druckluft über eine in der DT- \S 22 54 132 beschriebene Ventilanordnung, die nicht zur vorliegenden Erfindung gehört, aus einem Raum 26 in die Zylinderbuchse 20 oberhalb des Kolbens 22. Diese Preßluft drückt den Kolben 22 mit dem Treiber 24 im Verlauf eines Arbeitshubes schnell nach unten in die in F i g. 1 dargestellte Stellung. Zum dargestellten Zeitpunkt gelangt ein Teil der Druckluft im Arbeitszylinder über Kanäle 28a in ein Rückholreservoir 28, um anschließend zum Rückholen des Kolbens 22 in seine obe- ^ re Endlage ausgenutzt zu werden.

Läßt die Bedienungsperson im Normalbetrieb den Auslöser 18 los, so kann keine Druckluft mehr in den Raum 26 gelingen, und der obere Bereich der Zylinderbuchse 20 wird in die Atmosphäre entlüftet. Unter diesen Betriebsbedingungen drückt die im Rückholreservoir 28 befindliche Druckluft über Schlitze 36 auf die Unterseite des Kolbens 22 und bewegt ihn in seine obere Ausgangstellung zurück.

Derartige Plenum-Rückholsysteme für Befestiger-Eintreibwerkzeuge sind eingehend in der DT-AS 11 47 540 beschrieben worden. Die zu diesem Gerät gehörige Ventilanordnung ist eingehend in der bereits erwähnten DT-AS 22 54 132 beschrieben worden.

Wie aus der anliegenden Zeichnung entnehmbar ist, ίο weist der Kolben 22 eine Ringnut 30 >.ur Aufnahme eines O-Ringes 32 auf, welcher sowohl während des Arbeits- als auch während des Rückhubes ständig abdichtend an der Innenwand der Zylinderbuchse 20 anliegt. Der Treiber 24 ist auf geeignete konventionelle ^(vl Weise am Kolben 22 befestigt.

Man muß wissen, daß bei der hier in Betracht gezogenen und in DT-AS 22 54 132 beschriebenen Ventilanordnung die Zylinderbuchse 20 zusätzlich als Hauptventil arbeitet. Zu diesem Zwecke besitzt der Kopfab- <>s schnitt 10 einen internen ringförmigen Ventilsitz 132. welcher mit einem elastischen Ventilelement 50 zusammenwirkt, der in einer äußeren Ringnut 34 der Zylinderbuchse 20 untergebracht ist. Wenn diese Ventileinrichtung wie in F i g. 1 offen ist, drückt die Druckluft den Kolben 22 zu seinem Arbeitshub nach unten. Während dieser Bewegung ist die Zylinderbuchse 20. wie die zuvor genannte DT-AS beschreibt, einer nach oben gerichteten Vorspannung unterworfen. An: Ende des Arbeitshubes erfolgt bei der betreffenden Ventilanordnung eine Abwärtsbewegung der Zylinderbuchse 20 in die in F i g. 2 dargestellte Stellung, so daß jetzt die Ventilanordnung 132/50 geschlossen wird. Gleichzeitig wird eine Bodenentlüftung 38 geschlossen, der Zylinderraum oberhalb des Kolbens 22 in die freie Atmosphäre entlüftet und im unteren Teil der Zylinderbuchse 20 befindliche Schlitze 36 geöffnet, so daß die im Rückholreservoir 28, weiches auch als Plenumkammer bezeichnet wird, stehende Druckluft auf die Unterseite des Kolbens 22 einwirken und ihn in seine obere Endlage zurückdrücken kann.

Mittels eines Flansches 42 ist ein konventioneller elastische^r Bodenanschlag 40 am Boden des Gehäuses bzw. Kopfabschnittes 10 befestigt. Außerdem ist in einer Ringnut 44a im unteren Teil der Zylinderbuchse 20 ein elastischer Bremsring 44 eingelassen, der auf seiner Innenseite mit einer mehr oder weniger keilförmige,¹ Stufe versehen ist. Diese umlaufende Stufe verläuft nach schräg unten und ragt dabei in die Kolbengleitbahn hinein. Man beachte, daß die untere Kante des Kolbens 22 wegen dieser Stufe des Bremsringes 44 abgerundet ist. Wie bereits erwähnt, handelt es sich bei dem beschriebenen Werkzeug um ein Hochleistungs-Ein'.reibgerät; während der Abwärtsbewegung des Kolbens 22 beginnt der Bremsring 44 den Kolben etwa zu dem Zeitpunkt abzubremsen, in dem jener auf den elastischen Bodenanschlag 40 auftrifft, so daß det üremsring 44 den Bodenanschlag 40 beim Abbremsen des Kolbens 22 unterstützt. Während dieser Periode der negativen Beschleunigung und bis zum Erreichen des unteren Kolben-Umkehrpunktes bleibt die aufwärtsgerichtete, auf die Zylinderbuchse 20 mit dem Bremsring 44 wirkende Kraft bestehen. Ferner ist zu bemerken, daß außer der nach unten gerichteten und an der Stufe des elastischen Bremsringes 44 wirksamen Mitnehmerwirkung des Kolbens 22 gleichzeitig eine nach außen gerichtete Keilwirkung ausgeübt wird, welche den Bremsring 44 in die Ringnut 44;; drückt uno das Herausschlagen des Ringes verhindert. Im praktischer, Ausführungsbeispiel beträgt der Kolbenweg zwischen der Erstberührung mit dem Bodenanschlag 40 und dem Punkt, wo der Kolben vollständig zur Ruhe gekommen ist, etwa zwischen 2.3 und 3,2 mm.

Es leuchtet ein, daß der elastische Bremsring 44 nicht nur den Bodenanschlag 40 bei seiner Kolben-Abbremsarbeit unterstützt, sondern zusätzlich die auf den Bodenanschlag 40 ausgeübte Schlagenergie vermindert un<.^! so wesentlich zu dessen Lebensdauer-Erhöhung beiträgt. Damit ist ein wesentlicher Mangel der bisher benutzten Hochleistungs-Eintreibkräfte behoben, deren elastische Boderianschläge bereits nach relativ kurzer Betriebszeit ausfielen. Wenn man dagegen erfindungsgemäß den elastischen Bremsring 44 verwendet, erhöht sich die Lebensdauer des Bodenanschlages 40 wesentlich.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Abfangeinrichtung für den Arbeitskolben an einem pneumatisch betriebenen Eintreibwerkzeug für Nägel, Klammern od. dgl., mit einem Bodenanschlagkörper aus gummielastischem Werkstoff, auf dessen freiliegender Oberseite die Unterseite des in einem Arbeitszylinder linear beweglichen Arbeitskolbens am Ende seines Arbeitshubs unmitelbar und im wesentlichen flächig aufschlägt, und der von der Restenergie des Arbeitskolbens zusammengedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in die Innenwandung des Arbeitszylinders (20) in dessen unterem Bereich ein elastischer Bremsring (44) von sich in Eintreibrichtung radial einwärts erweiterndem Querschnitt eingelassen ist, der etwa dann am Arbeitskolben (22) anzugreifen beginnt, wenn dieser auf dem Bodenanschlagkörper (40) zur Auflage kommt.

2. Abfangeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Bremsring (44) auftreffende untere Ringkante des Arbeitskolbens (22) im Querschnitt abgerundet ist.

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