(19)
(11) EP 0 029 210 A1

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
27.05.1981  Patentblatt  1981/21

(21) Anmeldenummer: 80106979.0

(22) Anmeldetag:  12.11.1980
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)3B25C 1/04
(84) Benannte Vertragsstaaten:
FR GB IT

(30) Priorität: 16.11.1979 DE 2946387

(71) Anmelder: SIGNODE CORPORATION
Glenview Illinois 60025 (US)

(72) Erfinder:
  • Klaus, Arthur
    D-6000 Frankfurt/M. (DE)
  • Tacke, Horst
    D-6368 Bad Vilbel (DE)

(74) Vertreter: Patentanwälte Leinweber & Zimmermann 
Rosental 7/II Aufg.
80331 München
80331 München (DE)


(56) Entgegenhaltungen: : 
   
       


    (54) Pneumatisches Eintreibgerät, insbesondere für lange Befestigungsmittel


    (57) Die Erfindung betrifft ein pneumatisch betätigbares Eintreibwerkzeug, insbesondere für lange Befestigungsmittel, mit einem Zylinder (8), in dem ein Arbeitskolben (3) axial verschiebbar gelagert ist, einem Treiberblatt (7), das in einem Eintreibkanal (4) geführt und mit dem Arbeitskolben (3) starr verbunden ist, und einem manuell betätigbaren Steuerventil (19), mit dem der Arbeitsraum (26) des Zylinders (8) wahlweise mit der Atmosphäre oder einem Druckluftvorratsraum (13) verbindbar ist. Es ist ein Hilfszylinder (1) vorgesehen, in dem ein Kolben (11) axial verschiebbar gelagert ist, mit dem eine Kolbenstange (2) verbunden ist, die mit der aus Arbeitskolben (3) und Treiberblatt (7) bestehenden Baueinheit in Eingriff bringbar ist. Es ist ferner ein Hilfsventil (5, 6) vorgesehen, mit dem die Räume des Hilfszylinders (1) beiderseits des Kolbens (11) wechselweise mit der Atmowphäre und dem Druckluftvorratsraum (13) verbindbar sind. Der Zylinder (8) in dem Raum unter dem Arbeitskolben (3) ist mit Abluftöffnungen versehen. Das Steuerventil (19) und das Hilfsventil (5, 6) sind über eine Kupplungseinrichtung (15, 16) derart miteinander gekuppelt, dass der Arbeitsraum (26) des Zylinders (8) mit dem Druckluftvorratsraum (13) verbindbar ist, nachdem derjenige Raum des Hilfszylinders (1) mit dem Druckluftvorratsraum (13) verbunden wurde, dessen Beaufschlagung eine Bewegung des Kolbens (11) in diejenige Endstellung bewirkt, in der dessen Kolbenstange (2) mit der aus Arbeitskolben (3) und Treiberblatt (7) bestehenden Baueinheit ausser Eingriff steht. Der andere Raum des Hilfszylinders (1) wird mit dem Druckluftvorratsraum (13) verbunden, nachdem der Arbeitsraum (26) des Zylinders (8) mit der Atmosphäre verbunden wurde, wodurch die Kolbenstange (2) des Kolbens (11) mit der aus Arbeitskolben (3) und Treiberblatt (7) bestehenden Baueinheit in Eingriff gelangt und diese in die Ausgangsstellung zurückführt.




    Beschreibung


    [0001] Die Erfindung betrifft ein pneumatisch betätigbares Eintreibwerkzeug, insbesondere für lange Befestigungsmittel, mit einem Zylinder, in dem ein Arbeitskolben axial verschiebbar gelagert ist, einem Treiberblatt, das in einem Eintreibkanal geführt und mit dem Arbeitskolben starr verbunden ist, und einem manuell betätigbaren Steuerventil, mit dem der Arbeitsraum des Zylinders wahlweise mit der Atmosphäre oder einem Druckluftvorratsraum verbindbar ist.

    [0002] Für pneumatisch betriebene Eintreibwerkzeuge sind die verschiedensten Systeme zur Rückführung des Arbeitskolbens in die obere Totpunktstellung bekannt. Alle diese Systeme haben jedoch zwei entscheidende Nachteile. Diese Systeme benötigen näm lich einen bedeutenden Aufwand an Bauhöhe oder Volumen des Gerätes. Klammer-oder Nagelgeräte, die für Befestigungsmittel bis zu einer Länge von 100 bis 120 mm vorgesehen sind, können zwar noch so gestaltet werden, daß eine Bedienungsperson diese tragen und handhaben kann. Würden jedoch mit dem bisher bekannten System Eintreibwerkzeuge für Befestigungsmittel mit einer Länge von 130 mm bis etwa 200 mm gebaut, so könnten diese Werkzeuge kaum noch getragen und noch weniger in bisher bekannter Weise gehandhabt werden. Es kommt noch dazu, daß alle bisher bekannten Systeme mit ihrem Arbeitskolben beim Eintreibvorgang gegen mehr oder minder große Rückstellkräfte arbeiten (Feder-oder Gasdruck). Diese Rückstellkräfte vermindern aber die Kräfte, die zum Eintreiben des Befestigungsmittels erforderlich sind und bedingen dadurch wiederum größere Kolbendurchmesser und größere Steuerventile. Diese Nachteile summieren sich natürlich mit zunehmender Länge und zunehmendem Querschnitt der Befestigungsmittel.

    [0003] In den letzten Jahren hat beispielsweise der Bedarf an Nägeln mit einer Länge bis zu 200 mm erheblich zugenommen. Nägel dieser Länge mit einem Schaftdurchmesser von über 6 mm sind mit dem Handhammer nur unter großer körperlicher Anstrengung einzutreiben. Es besteht daher ein dringender Bedarf an geeigneten Eintreibwerkzeugen für lange Befestigungsmittel. Andererseits müssen diese Eintreibwerkzeuge für lange Befestigungsmittel eine wesentlich größere Eintreibleistung besitzen als die bisher bekannten Eintreibwerkzeuge, wobei aber das Gewicht; und die Baugröße dieser Werkzeuge Grenzen unterliegt, damit die Werkzeuge von einer Bedienungsperson getragen und in üblicher Weise bedient werden können.

    [0004] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Eintreibwerkzeug zu schaffen, das bei gleicher Baugröße wie vergleichbare herkömmliche Werkzeuge eine gesteigerte Eintreibleistung hat.

    [0005] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Hilfszylinder vorgesehen ist, in dem ein Kolben axial verschiebbar gelagert ist, und daß eine mit dem Kolben verbundene Kolbenstange mit der aus Arbeitskolben und Treiberblatt bestehendmBaueinheit in Eingriff bringbar ist, daß ein Hilfsventil vorgesehen ist, mit dem die Räume des Hilfszylinders beiderseits des Kolbens wechselweise mit der Atmosphäre und dem Druckluftvorratsraum verbindbar sind, daß der Arbeitszylinder in dem Raum unter dem Arbeitskolben mit Abluftöffnungen versehen ist und daß das Steuerventil und das Hilfsventil über eine Kupplungseinrichtung derart miteinander gekuppelt sind, daß der Arbeitsraum des Zylinders mit dem Druckluftvorratsraun verbindbar ist, nachdem derjenige Raum des Hilfszylinders mit dem Druckluftvorratsraum verbunden wurde, dessen Beaufschlagung eine Bewegung des Kolbens in diejenige Endstellung bewirkt, in der dessen Kolbenstange mit der aus Arbeitskolben und Treiberblatt bestehenden Baueinheit außer Eingriff steht, und daß der andere Raum des Hilfszylinders mit dem Druckluftvorratsraum verbunden wird, nachdem der Arbeitsraum des Zylinders mit der Atmosphäre verbunden wurde, wodurch die Kolbenstange des Kolbens mit der aus Arbeitskolben und Treiberblatt bestehenden Baueinheit in Eingriff gelangt und diese in die Ausgangsstellung zurückführt.

    [0006] Durch diese Ausbildung des Eintreibwerkzeuaes wird erreicht, daß dessen Arbeitskolben beim Arbeitshub keinerlei Rückstellkräfte überwinden muß. Die gesamte Arbeitsleistung des Werkzeugs steht daher zumEintreiben des Befestigungsmittels zur Verfügung. Nach Ausführung des Arbeitshubs werden das Steu - erventil und das Hilfsventil umgesteuert, so daß die Kolbenstange mit der aus dem Arbeitskolben und dem Treiberblatt gebildeten Baueinhaut in Eingriff gelangt und diese ohne Überwindung eines Gegendruckes in die Ausgangslage zurückbewegen kann. Der Hilfszylinder kann dabei innerhalb der üblichen Bauhöhe des Eintreibwerkzeugs angeordnet werden.

    [0007] Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

    [0008] In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die nachfolgend näher erläutert werden. Es zeigen:

    Fig. 1 einen vertilalen Schnitt durch ein pneumatisches Eintreibgerät gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

    Fig. 2 einen Schnitt ähnlich wie Fig. 1, wobei sich ein in einem Hifszylinder angeordneter Kolben jedoch in seiner unteren Totpunktstellung befindet,

    Fig. 3 einen vertikalen Schnitt durch ein pneumatisches Eintreibgerät gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, und

    Fig. 4 einen .Schnitt ähnlich wie Fig, 3, wobei sich ein in einem Hilfszylinder angeordneter Kolben jedoch in seiner oberen Totpunktstellung befindet.



    [0009] Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte pneumatische Eintreibgerät hat einen Hauptzylynder 8, in dem ein Arbeitskolben 3 axial verschiebbar ist. Der Arbeitskolben 3 ist mit einem Treiberblatt 7 starr verbunden, das in einem Eintreibkanal 4 geführt ist. Ein Hilfszylinder 1 ist derart parallel zum Eintreibkanal 4 angeordnet, daß die Bauhöhe des Gerätes nicht vergrößert wird. In dem Hilfszylinder 1 ist ein Kolben 11 verschiebbar gelagert, der mit einer Kolbenstange 2 starr verbunden ist. Die Kolbenstange 2 kann an der Unterseite des Arbeitskolbens 3 zur Anlage gebracht werden, um diesen nach Ausführung eines Arbeitshubs in seine obere Totpunktstellung zurückzubewegen. Die Kolbenstange 2 bewegt sich dabei parallel zum Treiberblatt 7 durch den Zylinder 8 hindurch. Der Hilfszylinder 1 wird über ein Hilfsventil 5 und ein Auslaßventil 6 derart gesteuert, daß er vor Beginn des Eintreibvorganges in seine eingefahrene Ausgangsstellung zurückläuft, so daß der Arbeitskolben 3 den Eintreibvorgang ohne entgegenwirkende Rückstellkräfte ausführen kann.

    [0010] Die Kolbenstange 2 besteht aus einem Rohr, in dem ein an der Unterseite des Arbeitskolbens 3 zur Anlage bringbarer Berührungsstift 9 unter dem Druck einer Feder 10 gelagert ist.

    [0011] Das Auslaßventil 6 ist im Boden des Hilfszylinders 1 angeordnet und gibt beim Aufsetzen des Eintreibgerätes auf ein Werkstück zusätzlich zu dem Hilfsventil 5 einen verhält-nismäßig großen öffnungsquerschnitt frei. Vor Beginn des Eintreibvorganges wird daher der Kolben 11 des Hilfszylinders 1 unter dem Druck der kopfseitig über eine Leitung 12 mit dem Druckluftvorratsraum 13 verbundenen Druckluft in die untere Totpunktstellung verfahren.

    [0012] Andererseits wird das Hilfsventil 5 über einen Nocken 14 des Werkstückkontaktschiebers 15 derart gesteuert, daß der unter dem Kolben 11 befindliche Raum des Hilfszylinders 1 beim Aufsetzen des Eintreibgerätes auf ein-Werkstück entlüftet wird. Nach weiterer axialer Verschiebung des Kontaktschiebers 15 wird ein dem Hauptsteuerventil 19 zugeordnetes Fingerauslöseventil 17 über einen Bügel 16 aktiviert. Nach Betätigen eines Fingerauslösehebels 18 wird das Hauptsteuerventil 19 geöffnet, und die im Vorratsraum 13 des Eintreibgerätes befindliche Druckluft kann in den Arbeitsraum 26 des Zylinders 8 über dem Arbeitskolben 3 einströmen. Nach dem Abheben des Eintreibgerätes vom Werkstück, d.h. nach Entlastung des Kontaktschiebers 15 und des Fingerauslöseventils 17 wird das Hilfsventil 5 über den Nocken 14 des Kontaktschiebers 15 umgesteuert, und das Auslaßventil 6 wird geschlossen, so daß Druckluft über Leitungen 20 vom Luftvorratsraum 13 in den unter dem Kolben 11 befindlichen Raum des Hilfszylinders 1 gelangen kann. Der Kolben 11 wird infolge seines bodenseitig größeren Querschnittes in die obere Stellung verschoben, wodurch der Arbeitskolben 3 gleichfalls nach oben verschoben wird, da durch die inzwischen zwangsläufig erfolgte Umsteuerung des Hauptsteuerventils 19 die über dem Arbeitskolben 3 befindliche Druckluft über Bohrungen 21 entweichen konnte.

    [0013] Am oberen Ende des Hauptzylinders 8 ist eine Unterdruck-Haltevorrichtung 22 vorgesehen, in die ein mit einem Dichtelement 23 versehener oberer Ansatz 24 des Arbeitskolbens 3 in der oberen Totpunktstellung des Arbeitskolbens eingefahren wird. Diese Unterdruck-Haltevorrichtung 22 ist mit einem Rückschlagventil 25 versehen; so daß beim Einfahren des Ansatzes 24 des Arbeitskolbens 3 die im Arbeitsraum 26 befindliche Luft in die über dem Arbeitskolben 3 befindliche Kammer 28 gelangen kann. Da diese Kammer 28 bei geöffnetem Hauptsteuerventil 19 mit der Atmosphäre verbunden ist, kann die Luft ins Freie entweichen. Beim Beginn des Eintreibvorganges wird der Arbeitskolben 3 infolge der auf seine Außenfläche einwirkenden Druckluft mit seinem Ansatz 24 aus der Unterdruckkammer herausgezogen. Da das Rückschlagventil 25 dabei geschlossen bleibt, bildet sich in der Unterdruckkammer ein Unterdruck. Dieser Unterdruck hält den Arbeitskolben 3 solange fest, bis im Arbeitsraum über der Außenfläche des Arbeitskolbens 3 ein ausreichend großer Luftdruck gespeichert ist, woraufhin der Ansatz 24 des Arbeitskolbens 3 vollständig aus der Unterdruckkammer 22 gerissen wird. Dadurch wird eine hohe Anfangsbeschleunigung des Arbeitskolbens 3 erzielt.

    [0014] Im Hauptzylinder 8 sind unter der unteren Totpunktstellung des Arbeitskolbens 3 große Abluftöffnungen 27 angeordnet. Der Arbeitskolben 3 kann daher den Arbeitshub ausführen, ohne gegen große Rückstellkräfte arbeiten zu müssen, weil die unter dem Arbeitskolben 3 befindliche atmosphärische Luft durch die Abluftöffnungen 27 ungehindert entweichen kann. Dem Arbeitskolben 3 stehen daher abgesehen von seiner Reibung an der Wand des Zylinders 8 und dem Reibungswiderstand des Befestigungsmittels keine größeren Kräfte entgegen als beim freien Flug.

    [0015] Bei der in den Fig. 3 und 4 gezeigten zweiten Ausführungsform eines Eintreibgerätes ist der Hilfszylinder 1, der die gleiche Aufgabe erfüllt wie bei der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform, im Gehäusekörper angeordnet. Die Rückführung des Arbeitskolbens 3 in die obere Totpunktstellung wird gleichfalls über die Kolbenstange 2 des Hilfszylinders 1 bewirkt. Zu diesem Zweck ist die Kolbenstange 2 an einem Hebel 30 angelenkt, dessen vorderes, vom Drehpunkt des Hebels 30 abgewandtes Ende 31 eine seitliche Vorstehnase 32 des Treiberblattes 7 untergreift. Der Hilfszylinder 1 wird wie bei der ersten Ausführungsform derart gesteuert, daß der Rückstellhebel 30 vor Beginn des Eintreibvorganges aus dem Bereich der am Treiberblatt 7 befestigten Vorstehnase 32 so ausgeschwenkt ist, daß er diese nicht berührt, wenn der Arbeitskolben 3 in der unteren Totpunktstellung angekommen ist.


    Ansprüche

    1. Pneumatisch betätigbares Eintreibwerkzeug, insbesondere für lange Befestigungsmittel, mit einem Zylinder, in dem ein Arbeitskolben axial verschiebbar gelagert ist, einem Treiberblatt, das in einem Eintreibkanal geführt und mit dem Arbeitskolben starr verbunden ist, und einem manuell betätigbaren Steuerventil, mit dem der Arbeitsraum des Zylinders wahlweise mit der Atmosphäre oder einem Druckluftvorratsraum verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet:,, daß ein Hilfszylinder (1) vorgesehen ist, in dem ein Kolben (11) axial verschiebbar gelagert ist, daß eine mit dem Kolben (11) verbundene Kolbenstange (2) mit der aus Arbeitskolben (3) und Treiberblatt (7) bestehenden Baueinheit in Eingriff bringbar ist, daß ein Hilfsventil (5, 6) vorgesehen ist, mit dem die Räume des Hilfszylinders (1) beiderseits des Kolbens (11) wechselweise mit der Atmosphäre und dem Druckluftvorratsraum (13) verbindbar sind, daß der Zylinder (8) in dem Raum unter dem Arbeitskolben (3) mit Abluftöffnungen (27) versehen ist und daß das Steuerventil (19) und das Hilfsventil (5, 6) über eine Kupplungseinrichtung (15, 16) derart miteinander gekuppelt sind, daß der Arbeitsraum (26) des Zylinders (8) mit dem Druckluftvorratsraum (13) verbindbar ist, nachdem derjenige Raum des Hilfszylinders (1) mit dem Druckluftvorratsraum (13) verbunden wurde, dessen Beaufschlagung eine Bewegung des Kolbens (11) in diejenige Endstellung bewirkt, in der dessen Kolbenstange (2) mit der aus Arbeitskolben (3) und Treiberblatt (7) bestehenden Baueinheit außer Eingriff steht, und daß der andere Raum des Hilfszylinders (1) mit dem Druckluftvorratsraum (13) verbunden wird, nachdem der Arbeitsraum (26) des Zylinders (8) mit der Atmosphäre verbunden wurde, wodurch die Kolbenstange (2) des Kolbens (11) mit der aus Arbeitskolben (3) und Treiberblatt (7) bestehenden Baueinheit in Eingriff gelangt und diese in die Ausgangsstellung zurückführt.
     
    2. Eintreibwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungseinrichtung von einem Werkstückkontaktschieber (15) gebildet ist.
     
    3.Eintreibwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfszylinder (1) zum Zylinder (8) parallel ist und daß die Kolbenstange (2) hohl ist und einen Berührungsstift (9) enthält, der mit der Kraft einer Feder (10) zum Eingriff mit der Unterseite des Arbeitskolbens (3) belastet ist.
     
    4. Eintreibwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfszylinder (1) mit einem Auslaßventil (6) versehen ist, das zum Öffnen mit dem Werkstück in Eingriff bringbar ist.
     
    5. Eintreibwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (2) mit einem Rückstellhebel (30) gelenkig verbunden ist, dessen freies Ende (31) mit einer Vorstehnase (32) des Treiberblattes (7) in Eingriff bringbar ist.
     
    6. Eintreibwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Ende des Zylinders (8) eine Unterdruck-Haltevorrichtung (22) vorgesehen ist, in die ein mit einem Dichtelement (23) versehener oberer Ansatz (24) des Arbeitskolbens (3) in der oberen Totpunkstellung eingefahren wird, und daß die Unterdruck-Haltevorrichtung (22) mit einem zur Atmosphäre hin öffnenden Rückschlagventil (25) versehen ist.
     




    Zeichnung
















    Recherchenbericht