[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Eintreibgerät für Befestigungsmittel nach dem
Oberbegriff des Anspruches 1.
[0002] Derartige Eintreibgeräte haben ein Mündungswerkzeug mit einem Ausstoßkanal, durch
den Befestigungsmittel ausgetrieben werden können. Der Ausstoßkanal wird von einem
seitlich angesetzten Magazin gespeist. Quer zur Speiseöffnung ist ein Eintreibstößel
verschieblich, der bei einer Ausstoßbewegung ein Befestigungsmittel aus dem Mündungswerkzeug
herausdrückt. Der Stößel ist an einem Arbeitskolben gehalten, der in einem Arbeitszylinder
angeordnet ist. Der Arbeitshubraum oberhalb des Arbeitskolbens wird bei einem Eintreibvorgang
mit Druckluft befüllt. Für die Rückbewegung des Arbeitskolbens in seine Ausgangslage
wird er belüftet. Dabei kann ein Arbeitshubraum unterhalb des Arbeitszylinders mit
Rückholluft zum Rücktreiben des Kolbens befüllt werden.
[0003] Für die Steuerung der Luft im oberen Arbeitshubraum des Kolbens werden Ventilanordnungen
eingesetzt. Für kleinere Baureihen sind sogenannte "Parallelventile" bekannt, die
parallel zum Arbeitskolben angeordnet und direkt einem Auslöseschalter zugeordnet
sind. Bei "Kopfventilgeräten" befindet sich eine Ventilanordnung direkt über dem Arbeitszylinder.
In der Öffnungsstellung werden größere Durchströmquerschnitte zwischen Arbeitshubraum
und Druckluftreservoir freigegeben, so daß der Eintreibvorgang mit erheblich verbessertem
Wirkungsgrad abläuft.
[0004] "Kopfventile" haben oberhalb des Zylinders einen Ventilkolben, der in einer unteren
Stellung einen mit der Druckluftquelle verbundenen Einlaßkanal zum oberen Arbeitshubraum
des Arbeitszylinders absperrt. Hierzu sitzt der Ventilkolben mit der Unterseite dichtend
auf dem oberen Rand des Zylinders auf. In einer oberen Stellung sperrt der Ventilkolben
einen Auslaßkanal ab, der über eine Durchbohrung des Ventilkolbens mit dem Arbeitshubraum
verbunden ist. Hierzu kann der Ventilkolben oben einen hohlzylindrischen und die Bohrung
enthaltenden Kolbenansatz haben, der dichtend in einer Buchse geführt ist und in der
oberen Stellung dichtend an einem Ventilsitzelement anliegt. Die Buchse kann zugleich
als Anschlag für die Oberseite des Ventilkolbens um den hohlzylindrischen Kolbenansatz
dienen.
[0005] Für die Bewegung zwischen der unteren und der oberen Stellung hat der Ventilkolben
eine untere Wirkungsfläche, die ständig von der Druckluftquelle beaufschlagt ist.
Ferner hat er eine obere Wirkungsfläche, die mittels eines Steuerventils wahlweise
mit Atmosphärendruck oder aus der Druckluftquelle beaufschlagbar ist. Das Steuerventil
kann neben dem Ventilkolben angeordnet und mittels einer durch das Gehäuse geführten
Ventilstange von einem Auslöser betätigbar sein. Das Steuerventil kann aber auch unmittelbar
neben dem Auslöser sitzen und über einen längeren Steuerkanal mit dem Hauptventil
verbunden sein.
[0006] Zur Abdichtung in seiner unteren Stellung kann der Ventilkolben aus Kunststoff direkt
auf dem oberen Rand des Zylinders aufsitzen. Geringste Beschädigungen der Dichtfläche
können allerdings Undichtigkeiten zur Folge haben. Außerdem arbeiten sich solche Ventilkolben
ein, so daß bei einem Austausch zu Reparaturzwecken ebenfalls Undichtigkeiten eintreten
können. Infolgedessen versieht man den Ventilkolben unten zumeist mit einer elastischen
Dichtung. Auch an der Oberseite des Ventilkolbens wird vielfach ein elastisches Element
angebracht, daß eine Dämpfung der Anlage an einem Anschlag wie der bereits erwähnten
Buchse bewirken soll.
[0007] Bereits bekannt ist, den Ventilkolben oben und unten mit Einstichen zu versehen,
in denen O-Dicht- bzw. -Dämpfungsringe plaziert werden. Die Einstiche werden zumeist
kostenintensiv eingedreht. Außerdem ist die Montage der harten O-Ringe aufwendig.
Diese sind trotzdem gefährdet, unter betrieblichen Beanspruchungen aus ihren Nuten
herauszufallen, wodurch das Gerät beschädigt bzw. unbrauchbar werden kann.
[0008] Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einem Eintreibgerät
der eingangs genannten Art die Abdichtung des Ventilkolbens gegenüber dem Arbeitszylinder
und/oder seine Dämpfung gegenüber einem oberen Anschlag zu verbessern.
[0009] Diese Aufgabe wird durch ein Eintreibgerät mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
[0010] Bei dem erfindungsgemäßen Eintreibgerät verbessert die formschlüssige Verbindung
bzw. Verkrallung des Dichtringes und/oder des Dämpfungsringes mit dem Ventilkolben
die Abdichtung bzw. Dämpfung und die Zuverlässigkeit des Geräts. Zudem ermöglicht
die formschlüssige Verbindung eine Minderung des Aufwandes für die Herstellung des
Ventilkolbens und der Plazierung von Dicht- bzw. Dämpfungsring. Der Formschluß wird
durch Verbindungsstege sichergestellt, welche axiale Durchbohrungen des Ventilkolbens
durchgreifen und einenends mit dem Dichtring und anderenends mit dem Dämpfungsring
verbunden sind. Dabei kann das Ringmaterial die Verbindungsstege bilden. Ferner können
hierzu der Dichtring, der Dämpfungsring und die Verbindungsstege im Spritzverfahren
auf dem Ventilkörper plaziert werden, wobei als Material vor allem thermoplastische
Elastomere in Betracht kommen. Thermoplastische Elastomere haben nämlich das Verarbeitungsverhalten
von Thermoplasten und im ausgehärteten Zustand die Elastizität von Elastomeren. Grundsätzlich
kommen jedoch für Dicht- und/oder Dämpfungsring auch andere weiche bzw. elastische
Materialien in Betracht, z.B. POM. Dabei kann vorteilhaft der Anspritzpunkt für das
Ringmaterial an der Seite des Dämpfungsringes angeordnet sein, so daß er die Abdichtung
gegenüber dem Arbeitszylinder nicht beeinträchtigt.
[0011] Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines in den anliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles.
In den Zeichnungen zeigen:
- Fig. 1
- das Eintreibgerät im Längsschnitt;
- Fig. 2
- Ventilkolben des Eintreibgerätes vergrößert in der Draufsicht;
- Fig. 3
- derselbe Ventilkolben vergrößert im Querschnitt;
- Fig. 4
- derselbe Ventilkolben mit Dicht- und Dämpfungsring vergrößert im Querschnitt.
[0012] Das Eintreibgerät gemäß Fig. 1 hat ein Gehäuse 1, das in einem Gehäusekopf 2 einen
Arbeitszylinder 3 aufweist, in dem ein Arbeitskolben 4 angeordnet ist. Der Arbeitskolben
4 ist mit einem Eintreibstößel 5 verbunden, der in einem Ausstoßkanal 6 eines Mündungswerkzeuges
7 geführt ist. Seitlich an das Mündungswerkzeug 7 ist ein lineares Magazin 8 für Befestigungsmittel
angesetzt, das über eine Speiseöffnung mit dem Ausstoßkanal 6 verbunden ist.
[0013] Das Gehäuse 1 hat ferner einen Handgriff 9, in dem ein Druckluftvorratsraum 10 vorgesehen
ist, der über einen Schlauchanschluß 11 mit einer Druckluftquelle verbindbar ist.
Am hinteren Ende ist der Handgriff 9 über eine Brücke 12 mit dem Magazin 8 verbunden.
Dort befindet sich auch ein Schließhebel 13, der zum Öffnen und Schließen des Magazins
8 beim Nachfüllen von Befestigungsmitteln dient.
[0014] An der Unterseite des Handgriffes 9 ist neben dem Gehäusekopf 2 ein Auslösehebel
14 an einem Steuerventilträger 15 gelagert. Der Steuerventilträger 15 beherbergt einen
Schaltstift 16, der mit einem zylindrischen Abschnitt den Auslösehebel 14 kontaktiert
und mit einem Konusabschnitt konzentrisch auf eine mit dem Druckluftvorratsraum 10
verbundene Dichtbuchse 17 im Gehäuse 1 ausgerichtet ist. In der gezeichneten Stellung
gibt der Schaltstift 16 mit seinem Konusabschnitt den Durchgang der Dichtbuchse 17
frei, so daß ein im Steuerventilträger 15 ausgebildeter Hohlraum 18 mit dem Druckluftvorratsraum
verbunden ist. Beim Betätigen des Auslösehebels 14 durch Hochschwenken wird der Konusabschnitt
in die Öffnung der Buchse 17 gerückt, so daß die vorgenannte Verbindung unterbrochen
wird. Zugleich wird eine in einer Nut zwischen Konusabschnitt und Zylinderabschnitt
angeordnete O-Ringdichtung (nicht abgebildet) von einem Dichtsitz des Steuerventilträgers
15 abgehoben und im Bereich des Zylinderabschnittes 16 eine Verbindung des Hohlraumes
18 mit der Umgebung freigegeben.
[0015] Der Hohlraum 18 ist mit einem Steuerkanal verbunden, der ein den Druckluftvorratsraum
10 querendes Röhrchen 19 in einer von der Gehäuseunterseite eingebrachten Sackbohrung
20 aufweist. Der Steuerkanal hat einen mit der Sackbohrung 20 verbundenen Verbindungskanal
21, der in einen Ventilraum 22 mündet, der oberhalb des Arbeitszylinders angeordnet
ist und über dem sich eine Gehäusekappe 23 befindet.
[0016] Im Ventilraum 22 ist ein Ventilkolben 24 angeordnet, der am Außenumfang einen O-Dichtring
25 trägt. Der Ventilkolben 24 weist eine Außenstufe 26 zum Abstützen des O-Ringes
am Innenumfang und an der Oberseite auf. Oben hat der Ventilkolben 24 einen hohlzylindrischen
Kolbenansatz 27. Ferner ist er mit einer zentralen Durchbohrung 28 versehen, die sich
durch den Kolbenansatz 27 erstreckt. Oben hat die Durchbohrung 28 eine Erweiterung,
die eine Schraubenfeder 29 aufnimmt. Die Schraubenfeder 29 stützt sich an der Unterseite
eines Ventilsitzelementes 30 ab, das in einer Sackbohrung der Gehäusekappe 23 gehalten
ist.
[0017] Der Kolbenansatz 27 ist außen in einer Buchse 31 geführt, die zur Abdichtung gegenüber
dem Kolbenansatz innen einen O-Dichtring 32 trägt. Außen ist die Buchse 31 über einen
weiteren O-Dichtring 33 an der Innenwand eines Schraubstutzens abgedichtet, der die
Gehäusekappe 23 im Gehäuse hält. Oben ist die Buchse 31 am Boden der Gehäusekappe
23 abgestützt. Dort hat sie radiale Ausströmnuten 34. Diese kommunizieren mit radialen
Ausströmnuten 35 der Gehäusekappe 23, die mit der Umgebung verbunden sind.
[0018] Die Buchse 31 ist an der Unterseite bei 36 mit radial verlaufenden Rippen (nicht
gezeigt) versehen.
[0019] Wie besser aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, hat der Ventilkolben 24 axiale Durchbohrungen
37, die konzentrisch zu seiner Mittelachse außen um den Kolbenansatz 27 angeordnet
sind. Die axialen Durchbohrungen münden an der Unterseite 38 des Ventilkolbens 24
in einer umlaufenden Ringnut 39 mit rechteckigem Querschnitt. Sie münden an der Oberseite
40 des Ventilkolbens 24 in einer umlaufenden Ringnut 41 mit trapezförmigem Querschnitt,
der sich zur Oberseite 40 hin erweitert.
[0020] Wie die Fig. 4 zeigt, werden die Durchbohrungen 37 sowie die Nuten 39, 41 mit einem
elastischen Dicht- und Dämpfungsmaterial gefüllt, welches einen über die Unterseite
38 und die Oberseite 40 jeweils kuppenförmig vorstehenden Dichtring 42 und Dämpfungsring
43 mit Verbindungsstegen 44 in den Durchbohrungen 37 bildet.
[0021] Der Ventilkolben 24 ist aus einem Kunststoff gespritzt. Dabei kann es sich um ein
hartes bzw. schlagzähes Material handeln, z.B. um ein POM. Der Kolben ist dabei ausreichend
fest auszuführen, um den auftretenden Drücken standzuhalten und die Feder dauerhaft
abzustützen. Das Spritzwerkzeug ist auf der Ebene der Außenstufe 26 geteilt. Das Dicht-
und Dämpfungsmaterial ist auf den fertigen Ventilkolben 24 gespritzt. Beispielsweise
wird ein thermoplastisches Elastomer verwendet. Das Umspritzen des Ventilkolbens kann
nach Einlegen in ein weiteres Werkzeug erfolgen. Bevorzugt befindet sich der Anspritzpunkt
an der Oberseite 40.
[0022] Wie wiederum aus der Fig. 1 ersichtlich ist, ist der solchermaßen gebildete Dichtring
42 dem oberen Rand des Arbeitszylinders 3 zugeordnet, der eine Gegen-Dichtfläche bildet.
Der Dämpfungsring 43 wirkt hingegen mit den Rippen 36 an der Unterseite der Buchse
31 zusammen.
[0023] Der Arbeitszylinder 3 ist über Radialbohrungen 45 auf etwa einem Drittel seiner Höhe
mit einer ihn umgebenden Rückholluftkammer 46 verbunden. Diese ist außerdem über Radialbohrungen
47 am unteren Ende des Arbeitszylinders mit dessen Innenraum verbunden.
[0024] Die Vorrichtung funktioniert wie folgt: In der Ausgangsstellung gemäß Fig. 1 ist
der Druckluftvorratsraum 10 über den Hohlraum 18, das Röhrchen 20 sowie den Verbindungskanal
21 mit dem Ventilraum 22 verbunden. Druckluft beaufschlagt also die obere Seite des
Ventilkolbens 24. Zugleich liegt sie an der Unterseite des Ventilkolbens 24 in dem
über den Arbeitszylinder 3 hinausstehenden Bereich an. Da der Druck auf die obere
Wirkungsfläche des Ventilkolbens 24 unterstützt von der Spiralfeder 29 größer als
der Druck auf die untere Wirkungsfläche ist, wird der Ventilkolben mit dem Dichtring
42 abdichtend gegen den oberen Rand des Arbeitszylinders 3 gedrückt. Der Arbeitshubraum
oberhalb des Arbeitskolbens 4 ist über die Durchbohrung 28 des Ventilkolbens 24 und
die radialen Ausströmnuten 34, 35 mit der Umgebung verbunden und ist hierdurch belüftet.
[0025] Bei Betätigung des Auslösehebels 14 wird der Hohlraum 18 und damit der Ventilraum
22 mit Atmosphäre verbunden. Infolgendessen wirkt nur noch auf die untere Wirkungsfläche
des Ventilkolbens 24 Druckluft, so daß dieser entgegen der Wirkung der Spiralfeder
29 in seine obere Öffnungsstellung verschoben wird, die durch das Anliegen des Dämpfungsringes
43 an den radialen Rippen 36 der Buchse 31 definiert ist. Die Kolbenbewegung nach
oben wird somit gedämpft. In der oberen Stellung liegt der Ventilkolben 24 mit dem
oberen Rand seines Kolbenansatzes 27 dichtend am Ventilsitzelement 30 an. Hierdurch
wird die Verbindung des Arbeitshubraumes zur Atmosphäre unterbrochen. Zugleich ermöglicht
die Bewegung des Ventilkolbens 24 nach oben ein Strömen von Druckluft aus dem Druckluftvorratsraum
10 über den oberen Rand des Arbeitszylinders 3 in den Arbeitshubraum, so daß der Arbeitskolben
4 schlagartig nach unten getrieben wird. Dabei wird von dem Eintreibstößel 5 ein aus
dem Magazin 8 nachgefülltes Befestigungsmittel durch das Mündungswerkzeug 7 ausgetrieben.
[0026] Nach Freigabe des Auslösehebels 14 fährt dieser in seine Ausgangsstellung gemäß Fig.
1 zurück. Infolgedessen wird die obere Wirkungsfläche des Ventilkolbens 24 erneut
mit Druckluft beaufschlagt. Die Hohlräume zwischen den Rippen 36 an der Unterseite
der Buchse 31 sorgen für eine Ausbreitung der Druckluft bis zum Kolbenansatz 27. Infolgedessen
wird der Ventilkolben 24 in seine gezeichnete untere Schließstellung zurückbewegt,
in der sich der Dichtring 42 dichtend gegen den oberen Rand des Zylinders 3 legt.
Dann ist die Verbindung zwischen Druckluftvorratsraum 10 und Arbeitshubraum unterbrochen
und letzterer wiederum mit Atmosphäre verbunden. In der untersten Kolbenstellung ist
Druckluft durch die Radialbohrungen 45 in die Rückholluftkammer 46 geströmt. Die Rückholluft
gelangt durch weitere Radialbohrungen 47 in den Arbeitshubraum unterhalb des oberseitig
belüfteten Arbeitskolbens 4 und treibt diesen in seine Ausgangsstellung gemäß Fig.
1 zurück.
[0027] Danach kann durch Betätigen des Auslösers 14 ein weiterer Eintreibvorgang ausgelöst
werden.
1. Eintreibgerät für Befestigungsmittel, bei dem ein Gerätegehäuse (1) einen von einer
Gehäusekappe (23) geschlossenen Ventilraum (22) eines Hauptventils aufweist, in dem
ein Ventilkolben (24) koaxial oberhalb eines Arbeitszylinders (3) dichtend und gleitend
geführt ist, wobei der Ventilkolben (24) in einer unteren Stellung dichtend auf dem
oberen Rand des Arbeitszylinders (3) aufsitzt und hierdurch einen mit einer Druckluftquelle
verbundenen Einlaßkanal zum oberen Arbeitshubraum des Arbeitszylinders absperrt und
in einer oberen Stellung einen Auslaßkanal, der über eine Durchbohrung (28) des Ventilkolbens
mit dem Arbeitshubraum verbunden ist, durch dichtende Anlage an ein Ventilsitzelement
(30) absperrt, wobei der Ventilkolben (24) eine untere Wirkungsfläche aufweist, die
ständig vom Druck der Druckluftquelle beaufschlagt ist, und eine obere Wirkungsfläche,
die mit Hilfe eines Steuerventils (15, 16, 17) wahlweise mit Atmosphärendruck oder
dem Druck der Druckluftquelle beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben
(24) axial gerichtete Durchbohrungen (37) hat, daß Verbindungsstege (44) durch die
Durchbohrungen (37) erstreckt sind und daß die Verbindungsstege (44) einenends mit
einem Dichtring (42) an der Unterseite (38) und anderenends mit einem Dämpfungsring
(43) an der Oberseite (40) des Ventilkolbens (24) verbunden sind.
2. Eintreibgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (42) und/oder
der Dämpfungsring (43) etwas über die Unterseite (38) und/oder Oberseite (40) des
Ventilkolbens (24) hinaussteht.
3. Eintreibgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Durchbohrungen
(37) zur Oberseite (40) und/oder Unterseite (38) des Ventilkolbens (28) hin erweitern.
4. Eintreibgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring
(42) und/oder der Dämpfungsring (43) nur einen Bruchteil von Unterseite (38) und/oder
Oberseite (40) des Ventilkolbens (24) belegt.
5. Eintreibgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben
(24) an der Unterseite (38) und/oder der Oberseite (40) seitlich den Dichtring (42)
und/oder den Dämpfungsring (43) abstützende Schultern (39, 41) hat.
6. Eintreibgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Abstand zwischen
den Schultern (39, 41) zur Unterseite (38) und/oder zur Oberseite (40) des Ventilkolbens
(24) hin vergrößert.
7. Eintreibgerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schultern (39,
41) seitliche Begrenzungen einer Ringnut (39, 41) in der Unterseite (38) und/oder
der Oberseite (40) des Ventilkolbens (24) sind.
8. Eintreibgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring
(42), der Dämpfungsring (43) und die Verbindungsstege (44) auf den Ventilkolben (24)
gespritzt sind.
9. Eintreibgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring
(42), der Dämpfungsring (43) und die Verbindungsstege (44) aus demselben Material
sind.
10. Eintreibgerät nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (42),
der Dämpfungsring (43) und die Verbindungsstege (44) aus einem thermoplastischen Elastomer
sind.
11. Eintreibgerät nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich
der Anspritzpunkt von Dichtring (42) und/oder Dämpfungsring (43) an der Oberseite
(40) des Ventilkörpers (24) befindet.
12. Eintreibgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben
(24) oben einen hohlzylindrischen Kolbenansatz (27) hat, durch den die Durchbohrung
(28) des Ventilkolbens verläuft, der dichtend und gleitend in einer Buchse (31) geführt
ist und der in der oberen Stellung dichtend am Ventilsitzelement (24) anliegt, und
die Buchse (31) ein Anschlag für den Dämpfungsring (43) des Ventilkolbens (24) ist.
13. Eintreibgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag
(31) für den Dämpfungsring (43) des Ventilkolbens (24) radiale Rippen (36) hat.
14. Eintreibgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben
(24) am Außenumfang einen O-Dichtring (25) trägt.
15. Eintreibgerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (24)
eine Außenstufe (26) zum Abstützen des O-Dichtringes (25) am Innenumfang und an der
Oberseite aufweist.