DE8801114U1

DE8801114U1 - Steuerventileinrichtung an einem mit Druckluft betriebenen Gerät zum Eintreiben von Befestigungsmitteln

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Publication number: DE8801114U1
Application number: DE8801114U
Authority: DE
Original assignee: Joh Friedrich Behrens AG
Current assignee: Joh Friedrich Behrens AG
Priority date: 1988-01-30
Filing date: 1988-01-30
Publication date: 1988-03-31
Also published as: EP0326639B1; DE3872508D1; EP0326639A3; JPH01210227A; EP0326639A2; US4915013A

Description

Steuerventileinrichtung an einem mit Druckluft betriebenen Gerät zum Eintreiben von&ldquor;Befestigungsmitteln

Die Neuerung bezieht sich auf eine Steuerventileinrichtung an einem mit Druckluft betriebenen Gerät zum Eintreiben von Befestigungsmitteln nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bekannte Geräte dieser Gattung dienen zum Eintreiben von Nägeln, Klammere! oder dergleichen. Der Eintreibkolben zur Betätigung des Einfcreibstößels wird pneumatisch betrieben. Die Auslösung erfolgt mit Hilfe eines Drückers oder eines Auslösehebels, der ein Auslöseventil betätigt. Das Auslöseventil steuert seinerseits ein Steuerventil, das in seiner Öffnungsstellung den Hubraum des Arbeitskolbens mit einer Druckluftquelle verbindet, während es in

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der geschlossenen Stellung den Arbeitshubraum entlüftet.

Bei derartigen Geräten erfolgt üblicherweise ein einzelner* feifitreibschlag, wenn das Auslöseventil von Hand betätigt wird. Der Eintreibkolben gelangt erst wieder in die obere TöTipunktsteiiung, wenn die Auslösung beendet wird, &idigr;&pgr; vielen Fällen ist ein fortlaufendes automatisches Eintreiben von Befestigungsmittel gewünscht, ohne daß hierfür eine Betätigung pro Eintreibvorgang erforderlich wird. Hierzu öedarf es einer Steuerventileinrichtung, die automatisch das Steuerventil in Schließstellung bringt und damit den Kolbenrückholvorgang einleitet, wenn der Eintreibvorgang beendet ist, um ein neues Arbeitsspiel zu beginnen.

Aus der DE-PS 16 03 979 ist eine Steuerventileinrichtung bekanntgeworden, bei der ein Steuerk-olben von einer Feder ständig in Schließstellung vorgespannt ist. Gleichachsig zum Steuerkolbf?° ist ein Steuerventilkolben vorgesehen, der bei entsprechender Druckbeaufschlagung den Steuerkolben in die Öffnungsstellung schiebt. Die Druckluftbeaufschlagung des Steuerkolbens wird durch ein Umsteuerventil gesteuert, das eine Wirkfläche des Steuerventils wahlw"i££ mit Atmosphäre oder Druckluft beaufschlagt. Nachteilig bei

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dem bekannten Gerät ist, daß die Rückholfeder am Steuerkolben ein ausgesprochenes Verschleißteil ist, d&s nach einer bestimmten Anzahl von Eintreibvorgängen ermüdet. Nachteilig ist ferner, daß der Steuerkolben mit Hilfe des Steuerventilkolbens in die Öffnungsstellung gebracht wird. Dadurch wird der Steuerventilkolben und auch der Steuerkolben mechanisch stark belastet. Außerdem entstehen unangenehme Geräusche. Besonders nachteilig ist jedoch, daß eine Synchronisation der Umsteuerung des Automatikventils mit der Bewegungsfolge des Eintreibkolbens nicht vorhanden ist. Es besteht die Gefahr, daß der Umsteuervorgang bereits eingeleitet wird, bevor der Eintreibkolben seinen vollständigen Schlag ausgeführt hat. Das Befestigungsmittel wird daher unter Umständen nicht mit genügender Energie beaufschlagt und nicht weit genug eingetrieben. Ferner besteht die Gefahr, daß der Arbeitshubraum des Eintreibkolbens bereits mit Druckluft beaufschlagt wird, bevor er seine obere Totpunktstellung erreicht hat. Der Eintreibkolben wird ebenfalls nicht mit ausreichender Energie vorgetrieben. Es kann ferner geschehen, daß der Eintreibkolben überhaupt kein Befestigungsmittel austreibt, da er sich nicht ausreichend weit der oberen Totpunktlage nähert. Der Eintreibstößel verhindert dadurch ein Eintreten eines >, Befestigungsmittels in den Ausstoßkanal.

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Es ist auch eine Steuerventileinrichtung aus der DE-PS 1 603 839 bekanntgeworden, bei der der einem Hauptsteuerventilschieber zugekehrte Steuerraum über ein auf Druck ansprechendes zusätzliches Ventil mit der Kolbenrückholkaramer verbunden ist, wobei diese Verbindung durch einen Hilfsventilschieber gesteuert ist. Die Kolbenrückholkammer dient bekanntlich dazu, den Kolben aus der unteren Totpunktstellung wieder in die obere Totpunktstellung zu verstellen, indem sie mit Druckluft gefüllt wird, wenn der Eintreibkolben annähernd seine untere Totpunktstellung erreicht hat. Die Rückholkammer ist mit einer Bohrung unterhalb des Kolbens in der unteren Totpunktlage mit dem Zylinder verbunden, so daß die in der Rückholkammer gespeicherte Luft nunmehr den Rückhub bewerkstelligen kann. Bei der bekannten Steuerventileinrichtung wird nun ein Teil der Druckluft aus der Kolbenrückholkammer abgezweigt, um den Hauptventilschieber wieder in die Schließstellung zu verstellen. Die Druckverhältnisse in der Kolbenrückholkammer sind jedoch von verschiedenen Faktoren abhängig, wie beispielsweise der Reibung des Arbeitskolbens,der Dich tungen usw., so daß nicht immer reproduzierbare Drücke erreicht werden. Das zusätzliche Ventil öffnet daher nicht reproduzierbar bei einer bestimmten Stellung des Arbeitskolbens. Es ist daher auch bei dieser Ventileinrichtung

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keine exakte Synchronisierung zwischen der Bewegung des Eintreibkolbens und den Schaltvorgängen der Steuerventileinrichtung vorhanden. Die Verstellung des Hauptventilschiebers in die Schließstellung erfordert einen gewissen Druck und ein bestimmtes Volumen, die unter Umständen dann für die Kolbenrückholung nicht zur Verfügung stehen.Außerdem besteht bei dem bekannten Ventil die Gefahr, daß der Umsteuervorgang zu rasch erfolgt und der Eintreibkolben nicht seine obere Totpunktstellung erreicht hat, bevor der Arbeitshubraum erneut mit der Druckluftquelle verbunden wird. Schließlich erfordert das bekannte Ventil eine große Anzahl von dynamisch beanspruchten Dichtungsringen sowie auch eine Hückholfeder im zusätzlichen Ventil. Dichtungsringe und Federn sind jedoch Verschleißteile, die von Zeit zu Zeit ausgewechselt werden müssen.

Eine Steuerventileinrichtung der eingangs genannten Art ist aus der DE-PS 19 08 150 bekanntgeworden. Ein Hilfsventilschieber ist ebenfalls stufenkolbenförmig ausgebildet, der mit einer Kolbenstufe einen eigenen Steuerraum begrenzt, der über eine vom Hauptventilschieber steuerbare Leitung in der geöffneten Ventilstellung mit der Druckleitung und in der geschlossenen Ventilstellung mit einer

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Entlüftungsleitung verbindbar ist. Der Hilfsventilschieber steuert seinerseits die Druckbeaufschlagung des Hauptventilschiebers. Die Umsteuerung des Hauptventilschiebers beginnt erst, wenn der Hauptventilschieber vollständig in die Öffnungsstellung gelangt ist, so daß sich im Arbeitshubraum ein ausreichender Druck aufbauen kann, um den Eintreibkolben anzutreiben. Ein erneutes Arbeitsspiel wird erst eingeleitet, wenn aus dem Arbeitszylinder während des Kolbenrückhubs fast keine Lufi mehr ausströmt. Bei der bekannten Ventileinrichtung wird die ausströmende Luft über eine steuerbare Leitung in den weiteren Steuerraiim eingeleitet, so daß dessen Entlüftung erst eintreten kann, wenn die entgegenströmende Luft aus dem Arbeitshubraum nahezu oder vollständig entwichen ist. Hit Hilfe dieser Maßnahmen soll eine Anpassung an den Bewegungsablauf des Eintreibkolbens erzielt werden in der Weise, daß der Eintreibkolben stets einen vollen Arbeits- und einen vollen Rückhub ausführt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß vor allen Dingen bei höheren Eintreibfrequenzen die beabsichtigte Synchronisation nicht mehr erreicht wird. Die Zeit, die zwischen den Umsteuervor^ängen verstreicht, ist im wesentlichen durch die Verbindungskanöle, die ggf. Drosselstellen aufweisen können, vorgegeben. Sind die Strömungsquerschnitte zu klein oder zu groß, kann es daher ge-

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schellen, daß der Eintreibkolber. Vor dem unteren Tötpunkt bereits druckentlastet wird oder vor dem oberen Totpunkt bereits wieder mit Druck beaufschlagt wird. Nachteilig bei der bekannten Steuerventileinrichtung ist ferner, daß eine große Anzahl von dynamischen Dichtringen erforderlich ist, die bekanntlich als Verschleißteile zu betrachten sind*

Der Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Steuer-Ventileinrichtung an einem mit Druckluft betriebenen Gerät zum Eintreiben von Befestigungsmitteln zu schaffen, das ein Minimum an Verschleißteilen aufweist und vor allen Dingen eine exakte Anpassung der Umschaltvorgänge an die Bewegung des Eintreibkolbens auch bei hohen Eintreibfrequenzen im sogenannten Repetierbetrieb gewährleistet*

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Kennzeichnungen teils des Anspruchs 1 gelöst.

Die neuerungsgemäße Steuerventileinrichtung kommt wie die gattungsgemäße Ventileinrichtung ohne dynamisch belastet? Federn aus, Für das Auslöseventil bzw. dessen Schaft kann eine Druckfeder vorgesehen sein, die jedoch nicht dyna-^ misch belastet wird. Die neuerungsgemäße Steuerventileinrichtung kommt ferner mit einer sehr geringen Anzahl von

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dynamisch belasteten Dichtringen aus, so daß sie sine minimale Verschleißanfälligkeit aufweist und größere Wartungsabstände erlaubt«

Wie ferner bei der gattungsgemäßen Steuerventileinrichtung kommt die neuerungsgemäße Einrichtung mit lediglich zwei Ventilschiebern aus, wobei der Häuptventilschieber den Kanal zum Arbeitshubraum steuert, während der Hilfsventilschieber die Druckbeaufschlagung der größeren Wirkfläche des Hauptventilschiebers steuert. Neuerungswesentlich ist nun, daß die zweite Wirkfläche des Hilfsventilschiebers unmittelbar mit dem Kolbenrückholraum in Verbindung steht. Diese Verbindung, die von einer einfachen Querbohrung gebildet sein kann, enthält vorzugsweise eine Drossel, etwa in Form einer Stellschraube oder einer Nadel zur Verstellung des Strömungsquerschnitts. Wird die Bohrung vollständig geschlossen, arbeitet das neuerungsgemäße Gerät im Einzelschußbetrieb. Der von der Drossel eingestellte Durchströmquerschnitt in der Bohrung bestimmt hingegen die Repetierfrequenz des automatisch arbeitenden Steuerventils,

Das Auslöseventil sorgt im entspannten bzw. nicht betätigten Zustand dafür, daß die größere Wirkfläche des Hauptventilschiebers mit dem Druck der Druckluftquelle, bei-

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spieisWeise dom Reservoir im Griff des Eintr eibgerates, beaufschlagt wird. Dadurch bleibt der Hauptventilschieber etändig in der geschlossenen Stellung und sperrt die Verbindung der Druckiuftqueiie mit dem Arbeitshubraum. Durch Betätigung des Auslöseventils wird jedoch die größere Wirkfläche des Häuptventilschiebers entlüftet. Der HilfsVentilschieber kann dabei seine Position beibehalten. Beispiels** weise kann ein durch Betätigung des Auslöseventils mit Atmosphäre verbundener Raum in der Ausgangsstellung des HilfsVentilschiebers ständig über eine Verbindung mit der größeren Wirkfläche des Hauptventilschiebers verbunden sein. Der Druck auf die kleinere Wirkfläche des Hauptventilschiebers führt daher zu einer Verstellung in seine Öffnungsstellung, in der er den Verbindungskanal zwischen Druckluftquelle und Arbeitshubraum freigibt. Der Eintreibkolben wird nach unten getrieben und treibt das Befestigungsmittel in ein Werkstück. Hat der Eintreibkolben seine untere Position (unterer Totpunkt) erreicht, kann über eine Bohrung im Zylinder die Druckluft in einen den Zylinder umgebenden Rückhölraum strömen. Aus dem Rückholraum strömt etwas Luft öbsr dis beschriebene Bohrung und die darin angeordnete Drossel zur zweiten Wirkfläche des Hilfsventilschiebers. Dieser wird daraufhin in seine zweite Stellung verstellt, in der er nunmehr die größere Wirk-

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fläche des Hauptventilschiebef s mit der DrLtckluftquelle Verbindet, Der Hauptventüschieber wird daraufhin wieder in die Schließstellung verstellt, trennt daher die Verbindung zwischen Druckluftquplle und Arbe·»tshubraum und legt statt dessen den Arbeitshubraum an Atmosphäre, Die ifn Rückholraum gespeicherte Luft drückt nunmehr den Kolben in Richtung obere Totpunktstellung. Während der gesamten Rückholzeit ist die Rückholkammer bis zuletzt unter einem gewissen Druck, so daß die zweite Wirkflache des Hilfsventilschiebers mit diesem Druck beaufschlagt wird und die Rückkehr des Hilfsventilschiebers in die Anfangsstelliung verhindert. Bei Vorzeichenumkehr derDruckdifferenz fließt dann die Luft unter Druck von der zweiten Wirkfläche des Hilfsventilschiebers zum Rückholraum und unterstützt dabei dessen Rückholwirkung. Wird die zweite Wirkfläche des Hilfs ventilschiebers entsprechend groß ausgelegt, kann ohne weiteres erreicht werden, daß der Hilfsventilschiebei erst dann in seine erste oder Anfangsstellung zurückkehrt, wenn der Eintreibkolben mit Sicherheit seine obere Totpunktlage erreicht hat. Irgendwann wird der Hilfventilschieber durch den Druck der Druckluftquslle in die Anfangsstellung zurückverstellt, so daß er erneut die größere Wirkfläche des Hauptventilschiebers mit Atmosphäre verbindet, und
neues Arbeitsspiel beginnen kann.

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Wie erkennbar, kann beim erfindungsgemäßen Automatikventil eine Umschaltung erst dann vorgenommen werden, wenn der Eintreibkolben tatsächlich seine untere Totpunktstellung erreicht hat. Umgekehrt wird der Arbeitshubraum des Eintreibkolbens mit der Druckqudlle erst dann verbunden, wenn er seine obere Totpunktlage erreicht hat. Beim neuerungsgemäßen Steuerventil wird daher die maximal zur Verfügung stehende Energie ausgenutzt, um Befestigungsmittel wirksam einzutreiben, auch und vor allen Dingen im Repetierbetrieb.

Ähnlich wie bei der eingangs beschriebenen Steuerventileinrichtung weist das neuerungsgemäße Ventil eine feststehende Steuerhülse aus, die dichtend mit einer mittigen Durchbohrung des Hauptventilschiebers zusammenwirkt. Die Steuerhülse kann neuerungsgemäß einen radialen Flansch aufweisen, durch den der Hauptsteuerraum, dem die größere Wirkfläche des Hauptventilschiebers zugekehrt ist, begrenzt. Der Hilfsventilschieber ist neuerungsgemäß in der Bohrung

der Steuerhülss verschiebbar geführt. ^ij

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Neuerung ist die Hülsenbohrung gestuft mit einem dem Hauptventilechieber zugewandten Abschnitt kleineren Durchmessers und einem sich daran anschließenden Abschnitt größeren Durchmessers.

Der Hilfsvsntilschieber weist zwei zylindrische Abschnitte unterschiedlichen Durchmessers auf, die jeweils in einem Bohrungsabschnitt der Steuerhülse gleitend und dichtend verschiebbar sind. Sie haben einen Abstand voneinander derart, daß der eine zylindrische Abschnitt sich außerhalb seines Bohrungsabschnitts befindet, wenn der andere sich innerhalb des zugeordneten Bohrungsabschnitts befindet. Der dazwischenliegende Abschnitt des Hilfsventilschiebers bildet mit der Bohrung der Steuerhülse einen Durchgang. Je nach Stellung des Hilfsventilschiebers ist daher der Durchgang mit der Druckluftquelle oder mit Atmosphäre verbunden (wenn das Auslöseventil betätigt ist). Die zylindrischen Abschnitte sind vorzugsweise glattzylindrisch. Besondere Dichtungen brauchen nicht vorgesehen zu werden. Der Hilfsventilschieber kann nach einer weiteren Ausgestaltung der Neuerung aus zwei Teilen bestehen, von denen das eine die mit der Steuerhülse zusammenwirkenden zylindrischen Abschnitte und das andere die zweite Wirkfläche aufweist. Diese Unterteilung ist vorteilhaft, da das untere Teil zum oberen Teil nicht exakt koaxial angeordnet sein muß und somit unterschiedliche, zueinander versetzte Positionen der Ventilbohrungen im Gehäuse und in der Ventilabdeckung realisiert werden können. D.h., daß für die Fertigung die Positionstoleranzen relativ grob sein dürfen.

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Hauptventilschiebers zwischen seinen beiden Endstellungen verschoben wird.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, oaß das neuerungsgemäße "Ventil mit einer Mindestanzahl von beweglichen Teilen auskommt, eine exakte Anpassung an den Bewegungsablauf des Eintreibkolbens gewährleistet, eine Mindestanzahl von dynamisch beanspruchten Dichtungen enthält und trotzdem eine hohe Schlagfrequenz erlaubt. Darüber hinaus ist es konstruktiv so ausgebildet, daß es in vorhandene Gehäuse von Eintreibgeräten eingebaut werden kann, ohne daß besondere Anpassungsmaßnahmen vorzusehen sind.

Die Neuerung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine Steuerventileinrichtung nach der Neuerung im unbetätigten Zustand.

Fig. 2 zeigt eine gleiche Darstellung wie Fig. 1, jedoch
nach einer ersten Betätigungsphase.

Fig. 3 zeigt eine ähnliche Darstellung wie Fig. 1, jedoch nach einer zweiten Betätigungsphase.

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Fig. 4 zeigt eine ähnliche Darstellung wie Fig. 1, jedoch nach einer dritten Betätigungsphase.

Fig. 5 zeigt vergrößert einen Schnitt durch die Darstellung nach Fig. 1 entlang der Linie 5-5.

Bevor auf die in den Zeichnungen dargestellter» Einzelheiten näher eingegangen wird, sei vorangestellt, daß jedes der Merkmale für sich oder in Vorbindung mit Merkmalen der Ansprüche von nsuerungswesentlicher Bedeutung ist.

Das in den Figuren 1 bis 4 teilweise im Schnitt dargestellte Eintreibgerät weist ein Gehäuse 10 und einen Arbeitszylinder 11 auf, der einen Eintreibkolben 12 aufnimmt, mit dem ein Eintreibstößel 13 verbunden ist. Am unteren Ende des Arbeitszylinders 11 ist ein Bremsring 14 angeordnet. Der Arbeitszylinder 11 wird von einer Kolbenrückholkammer 15 umgeben, die über erste radiale Bohrungen 16 und zweite radiale Bohrungen 17 mit dem Arbeitszylinder 11 verbunden ist, wobei die Bohrungen 16 auf seiten der Rückholkammer 15 durch einen O-Ring 18 verschlossen sind, der ein Rückschlagventil bildet.

Das Gehäuse 11 besitzt einen Sriffteil 20, in dem ein

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Reservoir 21 für Druckluft ausgebildet ist, das beispiels-= weise über einen Druckluftschlauch mit einer DrucklUftquelle verbindbar ist (nicht gezeigt) . Außerdem ist im Griffteil 20 ein Entlüftungskätial 22 ausgebildet. Am zylinderseitigen Ende ist an der Unterseite des Griffteils 20 eine Ventilplatte 23 angebracht^ die mit einem Vorsprung 24 in eine entsprechende Ausnehmung des Gehäuses 10 ein-^ greift. Die Vehtilplatte 23 ist mittels einer Schraube 25, die versenkt in der Ventilplatte 23 angeordnet ist, mit dem Griff 20 verschraubt« An der Unterseite lagert die Ventilplatte 23 einen Auslösehebel 26, d&r bei 27 schwenk-

bar gelagert ist. |

Eine Bohrung 30 im Griffteil 20 steht in Verbindung mit einem Kanal 31, der zum Afbeitshubraum 32 des Zylinders 11 führt. Oberhalb ist der Arbeitshubraum 32 durch einen Deckelstopfen 33 abgeschlossen. In der Bohrung 30 ist eine Steuerventileinrichtung 36 aufgenommen. Sie weist einen Hauptventilschieber 37 auf sowie einen Hilfsventilschieber 38. Der Hauptventilschieber 37 ist als Stufenkolben aus^ gebildet mit einer stirnseitigen, dem Reservoir 21 zugekehrten Wirkfläche 37a und einer einer Hauptsteuerkammer 39 zugekehrten entgegengesetzt gerichteten größeren Wirkfläche. Der die Wirkfläche 37a aufweisende Kolbenabschnitt

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des Häuptventiischiebefs 37 weist zwei axial beabständete Ö-Ringe 41. 42 auf, wobei der O^Rirlg 41 mit einem oberen Ventilsitz zus&rtimenwifkt, wodurch die Verbindung zwischen Kanal 31 und Reservoir 21 unterbrochen ist. Der Untere O-Ring 42 wirkt mit einer gestuften Buchse 43 zusammen, die dichtend von der Bohrung 30 aufgenommen ist. Die Buchsenböhrung führt den Kolbenabschnitt des Hauptventilschiebers 37 gleitend und dichtend. In der in Fig. 1 gezeigten Position des Hauptventilschiebers 37 ist der Kanal 31 mit einem den Hauptventilschieber 37 umgebenden Ringräum 45 verbunden, der in Verbindung steht mit einem die Buchse 43 umgebenden Ringraum 46 über radiale Bohrungen in der Buchse 43, der in ständiger Verbindung ist mit dem Entlüftungskanal 22. Der Arbeitshubraum 32 ist daher unter Atmosphärendruck.

Die mittige Bohrung des Hauptventilschiebers 37 nimmt gleitend und dichtend das obere Ende einer Steuerhülse 48 auf, die einen radialen Flansch 49 aufweist, der in einem erweiterten Abschnitt der Bohrung 30 sitlt. Die Steuerhülse 48 weist mehrere radiale Bohrungen 50 auf, die die Bohrung der Steüefhulse 48 mit der Hauptsteuerkammer 39 verbinden.

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Der radiale Flansch 49 liegt von unten gegen die Buchse 43 an und wird seinerseits von Unten durch die Ventilplätte 23 gehalten. Die Bohrung der Steuerhülse 48 nimmt den oberen Teil des zweigeteilten Hilfsventilschiebers 38 auf. Dieser besteht aus einem oberen glattzylindrischen Abschnitt 51 mit einer Wirkfläche 52, die über die Bohrung 47 des Hauptventilschiebers 37 dem Reservoir¹ 21 zugekehrt ist. Der obere Teil des Hilfsventilschiebers weist ferner einen glattzylindrischen Abschnitt 53 auf. Die dazwischenliegende Stange ist im mittleren Bereich im Querschnitt dreieckförmig, wie bei 54 gezeigt. Dadurch ist ein Durchgang gebildet zwischen den Abschnitten 51 und 53 zwischen der Stange 54 und der Bohrungswand der Steuerhülse 48. Die Bohrung der Steuerhülse 48 weist im Bereich des Flansches 49 einen erweiterten Abschnitt 55 auf, in den der glattzylindrische Abschnitt 53 dichtend einschiebbar ist. Der Abstand der glattzylindrischen Abschnitte 51, 53 ist derart, daß entweder der obere glattzylindrische Abschnitt 51 dichtend in der Bohrung der Steuerhülse 48 sitzt, während der Abschnitt 53 den Bohrungsabschnitt 55 freigibt, oder der glattzylindrische Abschnitt 53 im Bohrungsabschnitt 55 sitzt, wobei dann der glattzylindrische Abschnitt 51 nach oben so weit aus der Steuerhülse 48 heraussteht., daß der Durchgang um die Ventilstange 54 herum mit der Bohrung 47

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des Hauptventilschiebers und damit mit dem Reservoir 21 in Verbindung steht (Fig. 3).

In einer Bohrung 56a der Ventilplatte 23 ist das untere Teil des Hilfsventilschiebers 38 angeordnet. Es weist einen Ventilkolbenabschnitt 56 auf, der dichtend in der Bohrung 56a verschiebbar ist. Ein Kolbenäbschnitt 57 mit polygonalem Querschnitt - vorzugsweise dreieckig - sitzt in einer entsprechenden Bohrung der Ventilplatte 23. Das untere Teil dps Hilfsventilschiebers 38 weist eine Wirkfläche 57a und eine polygonale Wirkfläche 66 auf_t die gemeinsam über eine Schrägbohrung 58 in der Ventilplatte 23 mit der Rückholkammer 15 in Verbindung steht.

Ein Stößel 60 eines Auslöseventils 61 wir!--t mit den? Auslösehebel 26 zusammen. Er wird vom Luftdruck im Griffraum 21 und in einer Bohrung 63a eines Einsatzes 63 unterstützt von einer Feder 62 in Richtung Auslösehebel 26 gedrückt. Dabei verschließt ein O-Ring 62a die Bohrung in der Ventilplatte 23 nach unten. Der Stößel 50, der im unteren Bereich dreieckförmig im Querschnitt geformt ist, weist am oberen Ende einen weiteren Dichtring 64 auf, der mit der Bohrung 63a im Einsatz 63 dichtend zusammenwirkt, wenn der Stößel mit Hilfe des Auslösehebels 26 nach oben en3_&ldquor;ooen

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wird. Dadurch wird ein Steuerraum 65 von dem Reservoir 21 abgetrennt, der in der in Fig. 1 gezeigten Positron des Hilfsventilschiebers 38 mit der Bohrung 56a in Verbindung steht.

Die beschriebene Steuerventileinrichtung arbeitet wie folgt.

Fig. 1 gibt den unbetätigten Zustand wieder. Der Auslösehebel 26 ist in seiner unbetätigten Stellung gezeigt.In dieser Position des Auslöseventils 61 herrscht in der Kammer 65 der gleiche Druck wie im Reservoir 21, da eine Verbindung über die Bohrung 63a hergestellt ist. Dadurch befindet sich auch in der Bohrung 56a und im Bohrungsabschnitt 55 der Druck des Reservoirs 21, der sich über die radialen Bohrungen 50 auch in die Hauptsteuerkammer 39 ausbreiten kann. Da die Wirkfläche 40 des Hauptventilschiebers 37 größer ist als die dem Reservoir 21 zugekehrte Wirkfläche 37a, wird der Hauptventilschieber in der in Fig. 1 gezeigten Schließstellung gehalten, in der er den Verbindungskanal 31 von der Druckluft absperrt und Ober den Ringraum 45 mit dem Ausläßkanal 22 verbindet. Der Kolben 12 befindet sich in seiner oberen Totpunktstellung. Wie jedoch ohne weiteres erkennbar, wird der Hauptventilschieber 37

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in der Schließstellung auch gehalten, wenn der obere Teil des Hilfsventilschiebers-38 sich in seiner oberen Position befindet (die etwa in Fig. 3 dargestellt ist). Der zylindrische Abschnitt 51 befindet sich dann außerhalb der Bohrung der Steuerhülse 48, so daß der Durchgang zwischen der Verbindungsstange 54 und der Steuerhülse 48 ebenfalls über die Bohrung 47 des Hauptventilschiebers 37 mit Druckluft in Verbindung steht, die dann ebenfalls über die radialen Bohrungen 50 in die Hauptsteuerkammer 39 gelangen kann.

Wird der Auslösehebel 26 in Richtung des Pfeils betätigt (Fig. 2), wird der Ventilstößel des Auslöseventils 61 angehoben, und der mit dem Ventilstößel verbundene Oichtring 64 tritt in den unteren Abschnitt der Bohrung 63a des Einsatzes 63 ein, so daß die Druckluft abgesperrt wird.Gleichzeitig tritt der Dichtring 62a aus der zugehörigen Bohrung der Ventilplatte 23 aus. Da der Ventilstößel im unteren Bereich im Querschnitt polygonal, vorzugsweise dreieckig ist, ist eine Verbindung der Steuerkammer 65 zur Atmosphäre hergestellt, über die Bohrungen 56a_t 55 sowie die radialen Bohrungen 50 besteht nunmehr auch eine Verbindung des Hauptsteuerraums 39 mit Atmosphäre. Der auf die kleinere Wirkfläche 37a des Hauptventilschiebers 37 wirkende Druck ver-

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stellt daher den Hauptventilschieber 37 in die in Fig. 2 gezeigte Öffnungsstellung, in der die O-Ringe 41, 42 Mit der Bohrung des buchsenförmigen Einsatzes 43 zusammenwirken und dadurch die Verbindung des Verbindungskanals 31 zum Auslaßkanal 22 absperren. Dadurch gelangt die Druckluft in den Arbeitshubraum 32 und treibt den Eintreibkolben 12 abwärts, damit ein Eintreibschlag auf ein Befestigungsmittel durchgeführt wird.

In seiner unteren Totpunktstellung trifft der Eintreibkolben 12 mit seiner unteren Stirnfläche auf den Bremsring 14. Seine obere Stirnfläche gibt die Bohrungen 16 frei, und die Druckluft kann aus dem Arbeitshubraum 32 über die Bohrungen 16 und den als Rückschlagventil wirkenden Dichtring 18 in die Rückholkammer 15 strömen. Wia bereits erwähnt, ist die Rückholkammer 15 über die Bohrungen 58 und 58a mit der Bohrung 56a verbunden. Ist diese Bohrung verschlossen (die Drosselung der Bohrung 58 wird weiter unten noch beschrieben) , arbeitet die beschriebene Steuerventileinrichtung als Einzelschußgerät. Solange der Auslösehebel 26 betätigt ist, bleibt der Eir.treibkolben 12 in der unteren Totpunktstellung. Beim Loslassen des Auslösehebels 26 wird der Ventilstift 60 von der Druckfeder 62 und dem Luftdruck wieder nach unten geschoben. Dadurch wird die Hilfssteuer-

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kammer 65 von der Atmosphäre getrennt. Gleichzeitig erfolgt

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Druck aufbauen kann, der den Hauptventilschieber 37 in die Schließstellung zurückverstellt. Dadurch wird der Arbeitshubraum 32 wieder mit Atmosphäre verbunden, und die im Rückholraum 15 gespeicherte Druckluft treibt de! Eintreibkolben 12 in die obere Totpunktstellung zurück. Dadurch wird wieder ein Zustand erhalten, wie er in Fig. 1 dargestellt ist.

Bleibt hingegen der Auslesehebel 26 betätigt, und gibt die Bohrung 58 einen Durchströmquerschnitt frei, arbeitet die beschriebene Steuerventileinrichtung als Automatikventil. Gelangt die Druckluft aus der Rückholkammer 15 über die Bohrung 58 und 58a in die Bohrung 56a, so wirkt sie auf die untere Wirkfläche 57a und auf die polygonale untere Wirkfläche 66 des unteren Teils des Hilfsventilschiebers 38 und drückt ihn nach oben, wobei er gleichzeitig den oberen Teil mitnimmt und die in Fig. 3 dargestellte Position erreicht. Dadurch kdnn sich über die Bohrung 47 im Hauptventilschieber 37 und den Durchgang zwischen dar Ventilstange 54 und der Steuerhülse 48 sowie die radialen Bohrungen 50 wieder ein Druck in der rfauptsteuerkammer 39 aufbauen, durch den der Hauptventilschieber 37 in die in

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Fig. 3 dargestellte Schließstellung zurückgebracht wird. Gleichzeitig wird der Arbeitshubraum 32 über den Verbindungskanal 31 an den Auslaßkarial 22 gelegt. Der Eintreibkolben 12 kann daher mit Hilfe der in der Rückholkammer 15 gespeicherten Luft in die obere Tdtpunktstellung zurückverstellt werden» Beim Rüßkhub des Eintreibkolbens 12 ent=- spannt sich der Druck in der Rückhölkämmer 15 allmählich, so daß auoh die Druckluft aus der Bohrung 56a unterhalb der Wirkfläche 57a und der polygonalen Wirkfläche 66 des Kolbenabschnitts 56 über die Bohrungen 58 und 58a in die Rückholkammer 15 zurückströmt und dadurch den Rückhub des Kolbens 12 unterstützt (überschüssige Luft wird am Eintreibstößel 13 vorbei in die Atmosphäre geleitet).

Durch den Druckabfall in der Rückholkammer 15 wird die Kraft, die den Kolbenabschnitt 56 in der oberen· Stellung j hält, allmählich kleiner, bis der Druck, der auf den zylindrischen Abschnitt 53 des oberen Teils des Hilfsventilschiebers 38 wirkt, ausreicht, den oberen Teil zusammen mit dem unteren nach abwärts zu bewegen. Sobald der zylindrische Abschnitt 53 aus der Bohrung 55 austritt, befindet sich diese auf Atmöspharendfuck, da auch die Hiifssteuerkammer 65 nach wie vor mit Atmosphäre verbunden ist. Der Hauptsteuerraum 39 wird daher vom Druck entlastet, so daß der Hauptventilschieber 37 sich erneut nach unten bewegen kann. Ein neues Arbeitsspiel beginnt.

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Fig, 5 zeigt einen Schnitt durch das Gehäuse 10 sowie eines Teils der Ventilplatte 23 im Bereieh einer Dichtung 70, über die der Ansatz 24 gegenüber dem Gehäuse 10 äbgedichtet ist. Man erkennt die Bohrung 58a, die die Rückholkammer 15 über die Bohrung 58 mit der Bohrung 56a verbindet, ferner erkennt man die Drossel 59, die mit der Bohrung 58 zusammenwirkt. Sie besteht aus einer Schraube, die einen Rändelkopf 71, einen Gewindeabschnitt 72 sowie einen Drosselabschnitt 73 aufweist, der am Ende bei 74 konisch ausgebildet ist. Mit Hilfe der Drosselschraube läßt sich die Größe des Durchströmquerschriitts durch die Bohrung 58 beliebig einstellen. Sie bestimmt die Repetierfrequenz der Steuerventileinrichtung.

Die gezeigte Steuerventileinrichtung weist folgende Vorteile auf. Sie arbeitet ohne dynamisch belastete Federn. Die einzig vorgesehene Feder ist die Druckfeder 62 für das Auslöseventil. Sie ist jedoch nicht dynamisch belastet. Ferner ist die gezeigte Steuerventileinrichtung mit sehr wenig dynamisch belasteten O-Ringen versehen. In der gezeigten Ausführungsform sind nur fünf dynamisch mit der Hubfrequenz belastete 0-fiinge erförderlich, eine Zahl, die von bekannten Steuerventileinrichtungen bei weitem übertroffen wird. Der obere Teil des Hilfsventilschiebers 38 arbeitet zum Beispiel völlig ohne O-Ringe und der untere Teil weist nur einen O-Ring auf.

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Die beschriebene Steuerventileinrichtung ist für Einzelschuß- Ufid Repetierbetrieb gleichermäßen einsetzbar. Im Einzelschußbetrieb verbleibt der untere Teil des Hilfs-Ventilschiebers in seiner in Fig. 1 dargestellten unteren Position. Besonders wesentlich ist jedoch, daß die gezeigte Steuerventileinrichtung eine Anpassung an die Bewegung des Eintreibkolbens 12 vorsieht. Eine Umschaltung des Hauptventilschiebers in die Schließstellung erfolgt erst, wenn der Eintreibkolben 12 auch wirklich unten angekommen ist. Dadurch kann die gesamte zur Verfügung stehende Eintreibenergie ausgenutzt werden. Umgekehrt wird der Arbeitshubraum 32 erst mit Druck aus dem Reservoir 21 beaufschlagt, Wenn der Eintreibkolben 12 tatsächlich seine obere Totpunktstellung erreicht hat.

Im Verhältnis zu der Wirkfläche 52 des oberen Teils des Hilfsventilschiebers 38 weisen die Kolbenabschnitte 56 und 57 des unteren Teils eine besonders große Wirkfläche 57a und 66 auf. Es reicht daher ein relativ kleiner Druck aus, den Hilfsventilschieber 38 in der oberen Stellung zu halten, so daß eine Umsteuerung erst dann erfolgt, wenn der Ein= treibkolben 12 tatsächlich seine obere Totpunktlage eingenommen hat.

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Wie ohne weiteres zu erkennen ist, kann die beschriebene Steuerventileinrichtung in herkömmliche bereits irrt Betrieb befindliche Nagler eingebaut werden* Lediglich die Bohrung 58a ist zusätzlich anzubringen.

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Ansprüche:

1. Steuerventileinrichtung an einem mit Druckluft betriebenem Gerät zum Eintreiben von ßefestigungsmitteln, mit dem einzelne oder fortlaufende Arbeitsspiele eines Arbeitskolbens, dessen Rückhub von einem Rückholraum bewirkt wird (ein Arbeitsspiel besteht aus einem einzigen Arbeitshub des Kolbens zum Eintreiben eines Befestigungsmittels, dem sich ein Rückhub anschließt), mit einem in einer Druck- und Entlüftungsleitung für den Arbeitshubraum angeordneten, druckgesteuerten stufenförmigen Hauptventilschieber, dessen kleinere Kolbenfläche einem Druckluftvorratsraum und dessen größere Kolbenfläche einem Hauptsteuerraum zugewandt ist, der zum Steuern von fortlaufenden Arbeitsspielen be- und entlüftbar ist, einem koaxial zum Hauptventilschieber beweglich gelagerten gestuften Hilfsventilschieber, von dem eine erste Wirkfläche mit Hilfe eines Auslöseventils wahlweise mit der Druckleitung oder der Atmosphäre verbindbar ist, von dem eine entgegengesetzt gerichtete Wirkfläche mit einem Kanal verbunden ist, über den ein Umsteuerimpuls zugeführt wird zur Verstellung des Hilfsventilschiebers in eine zweite axiale Stellung, in der der Hauptstguerraum mit der Drucklei-

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tung verbunden ist zur Verstellung des Hauptventilschiebers in die Schließstellung, wobei der Hilfsventilschieber vom Druck der Druckleitung in die erste Stellung zurückverstellt wird, wenn der Druck an seiner zweiten Wirkfläche (57a und 66) einen vorgegebenen Wert unterschreitet, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Wirkfläche (57a und 66) des Hilfsventilschiebers (38) über einen eine Drossel (59) aufweisenden Kanal (58, 58a) auf kürzestem Wege mit dem Rückholraum (15) verbunden ist.

2. Steuerventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Drosselschraube (59) oder dergleichen im Kanal (58) angeordnet ist.

3. Steuerventileinlichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einer mittigen Durchbohrung (47) des Hauptventilschiebers (37) eine feststehende Steuerhülse (48) dichtend eingreift, die mit einem radialen Flansch (49) den Hauptsteuerraum (39) begrenzt, und der Hilfsventilschieber (38) in der Hülsenbohrung geführt ist.

4. Steuerventileinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn-&iacgr; zeichnet, daß die Hülsenböhrung gestuft ist mit einem

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dem Hauptventilschieber (37) zugewandten Abschnitt klei< neren Durchmessers Und einem sich daran anschließenden Abschnitt (55) größeren Durchmessers, der Hilfsventil^- schieber zwei zylindrische Abschnitte (5i, 53) unterschiedlichen Durchmessers aufweist, die jeweils in sinsüT SuirrüriyäSbäChnilit uBr SteüBiniüsB (4SJ gleixenä und dichtend Verschiebbar sind und einen Abstand voneinander haben, daß der eine zylindrische Abschnitt (51) sich außerhalb seines Bohrungsabschhitts befindet, wenn der andere (53) sich in seinem zugeordneten Bohrungsabschnitt (55) befindet, der zwischen den zylin-^ drischen Abschnitten (51, 53) liegende Teil (54) des Hilfsventilschiebers (38) einen Durchgang mit der Hölsenböhrurig bildet und dieser Durchgang ober mindestens eine radiale Bohrung (50) in der Steuerventilhulse (48) mit dem Hauptsteuerraum (39) verbunden ist.

5. Steuerventileinrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch glatte zylindrische Abschnitte (51, 53).

6. Steuerventileinrichtung nach Anspruch 4 öder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsventilschieber (38) im Bereich des Durchgangs im Querschnitt polygonal, vorzugsweise dreieckig ist.

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7. Steuerventileinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis

6, dadurch gekennzeichnet -, daß eine dritte Wifkfiache (52) des Hilfsventilschiebers ständig dem Druck der Druckleitung (21) ausgesetzt ist und ein Vielfaches kleiner ist als die zweite Wirkfläehe (57a und 66) .

Bi Steuerventileinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis

7, dadurch gekennzeichnet _t daß der Hilfsventilschieber (38) aus zwei Teilen besteht, von denen der eine die -mit der Steuerhülse (48) zusammenwirkenden zylindrischen Abschnitte (51, 53) enthält und der andere die zweite Wirkfläche (57a und 66) aufweist.

9&iacgr; Steuerventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ventilplatte (23) vorgesehen ist, die den Auslösehebel (26) für das Aus^ löseventil (61) lagert, den Kanal (58) für die Verbindung über Kanal (58a) zum Rückholraum (15) und zweiter Wirkflache (57a, 66) aufweist und die den die zweite Wirkfläche (57a, 66) des hilfsventilschiebers aufweisenden Abschnitt (56) in einer Bohrung (56a) dichtend und gleitend lagert und in einer weiteren Bohrung einen Stift (60) für das Auslöseventil (61) lagert.