DE3728454C2 - Druckmittelbetriebenes Schlaggerät - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Schlaggerät nach der Gattung des Hauptanspruchs. Solche pneumatischen Schlaggeräte sind z. B. aus der DE-OS 33 41 980 und der DE-PS 9 63 140 bekannt. Sie werden extern, z. B. aus einem Netz oder von einem Druckluftaggregat mit Druckluft versorgt.

Aus der DE-OS 33 47 605 ist ferner ein pneumatisches Werkzeug für eine externe Druckluftversorgung bekannt, bei dem der Arbeitszylinder mit einer Druckkammer im Werkzeuggehäuse verbunden ist und die als Puffer für die von außen einfließende Druckluft dient.

Das erfindungsgemäße Schlaggerät mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß es aus dem sehr viel leichter zugänglichen Stromnetz mit Energie versorgt wird und ein Kompressor zur Erzeugung eines Druckmediums innerhalb des Schlaggeräts angeordnet ist. Damit werden die Vorzüge eines Drucklufttackers - hohe Eintreibleistung bei niedriger Andruckkraft und geringem Rückstoß sowie hohe Schlußfrequenz - mit denen eines Elektrotackers - überall vorhandene Energieversorung, einfache Handhabung mit kurzer Rüstzeit und Bedienbarkeit aller Funktionen am Tacker selbst - vereint. Die Nachteile eines üblichen Druckluftschlaggeräts, wie Umgang mit steifem und schwerem Druckschlauch, Erfordernis eines schweren Kompressors oder Druckluftnetzes mit Einstellung der Schlagstärke am Kompressor entfallen. Das Gerät ist leicht und auch über Kopf bequem handhabbar.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Schlaggeräts möglich. Besonders vorteilhaft ist ein zweiter mit Ventil vom ersten getrennter Vorratsraum für Druckluft, mit dem eine konstantere Schlagstärke erreicht wird und der einen zusätzlichen Druckluftpuffer darstellt. Durch die Unterbringung der Druckluftvorratsräume in Hohlräumen innerhalb des Gehäuses insbeson­ dere im Griffbereich wird eine besonders kompakte und handliche Bau­ weise erzielt. Besonders bedienungsfreundlich ist die Schlagstärke­ regelung am Gerät selbst anhand eines Stellrings mit Skala. Die Freischußsicherung verhindert ein Austreiben von Klammern oder Nä­ geln, solange die Tackernase nicht auf einem Werkstück aufliegt.

Ein speziell geformter Abscheidering am Kompressorkolben verhindert das Eintragen von Öl oder Fett aus dem Kompressorgetriebe in den Ar­ beitsraum, von wo aus es sonst über den Schußkanal in unerwünschter Weise auf das Werkstück gelangt. Gleichzeitig schmiert der Abschei­ dering die Kolbenlauffläche. Durch die Verwendung von Batterien oder Akkus zur Stromversorgung wird das Schlaggerät vollkommen unabhängig von leitungsgebundener Energie.

Zeichnung

Mehrere Ausführungsbeispiele des Schlaggeräts sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Fig. 1 bis 5 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel, Fig. 1 zeigt das komplette Gerät im Teilschnitt, die Fig. 2 und 3 zeigen das Gerät mit verschiedenen Kolbenstellungen im Schnitt. Fig. 4 ist ein Schnitt gemäß Linie IV-IV der Fig. 5, Fig. 5 zeigt einen Schnitt gemäß Linie V-V in Fig. 3. Fig. 6 zeigt einen Teilschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In einem Gehäuse 2 ist ein Elektromotor 4 untergebracht, der über eine Anschlußleitung 6 und über einen Schalter 8 mit Strom versorgt wird. Ein Magazin 10 dient der Aufnahme von Befestigungselementen wie z. B. Klammern oder Nägeln. Über ein in einem Lager 12 geführten Ankerritzel 14 wird die Kraft des Elektromotors auf ein Exzenter­ zahnrad 16 mit Exzenterzapfen 18 übertragen. Das Zahnrad 16 ist in zwei Lagern 20, 22 gelagert, die in ein Lagerschild 24 eingesetzt sind, das auch das Lager 12 aufnimmt. Ein Pleuel 26 ist über ein vorzugsweise dauergeschmiertes Lager 28 mit dem Exzenterzahnrad 16 verbunden und treibt einen Kompressionskolben 30 an. Der Kolben 30 ist in einem Kolbenzylinder 32 geführt und weist zur Abdichtung ge­ genüber diesem einen O-Ring 34 auf. Der Kolben 30 hat an seiner dem Exzenterzahnrad 16 zugewandten Unterseite außen eine Abschrägung 36, die im unteren Totpunkt des Kolbens auf eine Schrägfläche 38 eines in den Zylinder 32 eingesetzten schmiermittelgetränkten Abscheide­ rings 40 aus Filz oder dergleichen auftrifft und dabei von Schmier­ mittel benetzt wird. Der Abscheidering 40 dichtet außerdem den Kol­ benzylinder 32 gegen Schmiermittel von den Antriebsgliedern des Kol­ bens 30 ab. Insbesondere hält er vom Ankerritzel 14 abgeschleudertes Schmiermittel fern. Dazu hat der Abscheidering 40 eine längliche Öffnung 42 (siehe auch Fig. 4) für das Pleuel 26, so daß er das seitlich des Pleuels liegende Ankerritzel 14 überdeckt.

Der Zylinder 32 ist in ein Rahmenunterteil 44 eingesetzt. Zur Luft­ ansaugung weisen Zylinder 32, Rahmen 44 und das daran angrenzende Lagerschild 24 eine Öffnung 46 auf, die im unteren Totpunkt des Kol­ bens 30 einen Arbeitsraum 48 (siehe Fig. 3) mit der Außenluft ver­ bindet. In einen Zylinderkopf 50 ist ein Rückschlagventil 52 einge­ setzt, dessen federbelasteter Ventilbolzen 54 den Arbeitsraum 48 von einem ersten Vorratsraum 58 trennt. Der Ventilbolzen 54 steht unter dem Einfluß einer Druckfeder 58, die bei ausreichend hohem Druck im Arbeitsraum 48 komprimiert wird, so daß das Druckmedium durch Öff­ nungen 60 am Zylinderkopf sowie 62 und 84 am Ventildeckel 66 in den Vorratsraum 56 gelangt. Der Ventildeckel 66 ist auf den Zylin­ derkopf 50 aufgepreßt und wird von Vorsprüngen 68 an einem Rahmen­ oberteil 70 dort festgehalten. Der Vorratsraum 56 steht über einen Kanal 72 mit einem zweiten Vorratsraum 74 in Verbindung.

In das Rahmenoberteil 70 ist von oben ein Steuerventil 76 mit einem Ventilgehäuse 78 und einem Ventilbolzen 80 eingesetzt. Das Ventil­ gehäuse 78 trägt einen Deckel 81 und weist einen nach innen hervor­ stehenden Ventilsitz 82 auf, oberhalb dessen ein über den Spalt 84 mit der Umgebung in Verbindung stehender Raum 86 gebildet wird. In diesem befindet sich eine Druckfeder 88, die sich an dem Ventilsitz 82 und an einem auf den Ventilbolzen 80 aufgepreßten Haltering 90 abstützt. Der Ventilbolzen 80 trägt zur Abdichtung gegenüber dem Ventilsitz 82 einen O-Ring 92 und direkt unterhalb davon einen Wulst 94. Am unteren Ende hat der Ventilbolzen 80 einen weiteren O-Ring 96, der bei geöffnetem Ventil 76 (siehe Fig. 3) gegen einen in das Rahmenoberteil 70 unterhalb des Ventilgehäuses 78 eingesetzten ge­ härteten Ring 98 abdichtet. Ein Ventilinnenraum 100 steht bei ge­ schlossenem Ventil mit dem Vorratsraum 56 und über Öffnungen 102 im Ventilgehäuse 78 mit einem Kanal 104 im Rahmenoberteil 70 in Verbin­ dung.

Der Ventilbolzen 80 wird über einen um eine Achse 106 drehbaren Ab­ zugshebel 108 mit drehbarer Schaltwippe 110 am einen und Handhabe 112 am anderen Hebelarm betätigt. Ein Arm der Schaltwippe 110 liegt am Ventilbolzen 80 an, der andere an einem in einem Schlitz 114 ge­ führten Schaltglied 116 einer nicht gezeigten an sich bekannten Freischußsicherung.

Die Eintreibeinrichtung für Klammer oder Nägel besteht aus einem fest mit dem Gehäuseteil 44 verbundenen Arbeitszylinder 120, einem darin beweglichen Kolben 122 mit Schlagmesser 124, einem in der Dar­ stellung oberhalb des Kolbens 122 angeordneten Ventilteller 126 und einer in das Rahmenoberteil 70 eingesetzten Gehäuseplatte 128 als Ventilsitz mit Dichtscheibe 130. Unterhalb der Dichtscheibe 130 weist die Gehäuseplatte 128 eine Erweiterung 132 auf, von der Kanäle 134 ausgehen, die mit Öffnungen 136 im Rahmenoberteil 70 in Verbin­ dung stehen.

Der Ventilteller 126 weist eine zentrale Bohrung 138 auf und ist mittels Dichtringen 140, 142, 144 gegenüber der Gehäuseplatte 128, dem Rahmenoberteil 70 und dem Arbeitszylinder 120 abgedichtet. In einem Zwischenraum 146 zwischen Gehäuseplatte 128 und Ventilteller 126 ist eine Druckfeder 148 angeordnet, die den Schließvorgang des Ventiltellers unterstützt.

Das Rahmengehäuse 44/70 ist im Bereich des Rückschlagventils 52 durch eine Öffnung 150 unterbrochen, die eine Verbindung zwischen dem Vorratsraum 56 und einem den Arbeitszylinder 120 umgebenden Hohlraum 152 herstellt. Beim Arbeitshub (Fig. 3) gelangt das Druckmedium von dem ringförmigen Hohlraum 152 aus in den Arbeitsraum 154 des Zylinders 120.

Unterhalb des Hohlraums 152 ist ein weiterer Hohlraum 156 angeord­ net, der über ein Ventil 158 und Öffnungen 160 mit dem Arbeitsraum 154 in Verbindung steht. Das Schlagmesser 124 ist in einem Schußka­ nal 164 innerhalb einer Tackernase 166 geführt, durch den hindurch in bekannter Weise Klammern, Nägel oder ähnliche Befestigungselmente aus dem Magazin 10 ausgetrieben werden. An der Tackernase 166 befin­ det sich ein Tastglied 167, das auf nicht gezeigte Weise mit dem Schaltglied 116 in Verbindung steht.

Fig. 3 zeigt das Schlaggerät während eines Arbeitshubs. Die Bezugs­ zahlen entsprechen denen in Fig. 2.

In Fig. 4 ist eine Steuereinrichtung für den Kompressor gezeigt. Ein Steuerkolben 168 steht mit seiner Stirnseite 189 mit dem Vor­ ratsraum 56 in Verbindung. An seiner Rückseite liegt eine Feder 170 an, die andererseits an einen Stellring 172 mit Außengewinde grenzt. Der Stellring 172 ist in einem Innengewinde des Rahmenunterteils 44 drehbar. Dazu hat er am Umfang Ausnehmungen 174, in die durch eine Öffnung 176 im Rahmenunterteil 44 mit einem spitzen Werkzeug, z. B. einem Schraubendreher eingegriffen und der Ring 172 gedreht werden kann. An einer Skala 177 am Rahmenunterteil 44 ist die Stellung des Stellrings 172 und damit die Schlagkraft ablesbar. Sobald der Druck im Vorratsraum 56 die Kraft der Feder 170 überwindet, bewegt sich der Steuerkolben 168 nach unten gegen einen Endschalter 178, der den Elektromotor 4 abschaltet.

Die Steuerung des Kompressors kann auch in der Weise bewirkt werden, daß dessen Verdichtungsverhältnis so niedrig gewählt wird, daß eine Überschreitung des zulässigen Drucks konstruktionsbedingt vermieden wird. Eine weitere Steuermöglichkeit des Kompressors ist durch ein vom Druck im Vorratsraum gesteuertes Einlaßventil gegeben, das die Ansaugöffnungen des Kompressors schließt bzw. öffnet.

Aus Fig. 5 ist die Anordnung des Steuerkolbens 168 ersichtlich.

Das zweite Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 unterscheidet sich durch zusätzliche Vorratsräume 180 und 182 vom ersten Ausführungsbeispiel. Letzterer ist direkt im Handgriff untergebracht. Ein Ventildeckel 66′ ist seitlich durchbohrt und ein Kanal 184 führt vom Ventilinnen­ raum 186 in den Vorratsraum 180. Dieser steht über Verbindungskanäle 188, 190 mit den weiteren Vorratsräumen 182 und 74 in Verbindung. Der Vorratsraum 180 ist durch eine mit einem Reduzier- oder Druckmin­ derventil 192 ausgestattete Öffnung 194 mit dem Vorratsraum 56′ ver­ bunden. Von diesem aus wird das Druckmedium wie im ersten Ausfüh­ rungsbeispiel weitergeleitet. Das nur schematisch dargestellte Druckminderventil 192 sorgt unabhängig von der Kompressorleistung für einen gleichbleibenden Druck im Vorratsraum 56′, wodurch eine stets gleichbleibende Schlagleistung erzielt wird. Es kann nun in den vorgeschalteten Vorratsräumen 180, 182 und 74 ein höherer Druck als der Arbeitsdruck im Vorratsraum 56′ aufgebaut werden, so daß so­ fort nach einem Schuß Druckluft durch das Druckminderventil 192 nachströmt. Dies führt zu einer erwünschten hohen Schußfrequenz. Die Steuereinrichtung für den Kompressor mit dem Steuerkolben 168 muß in diesem Fall an einen der Vorratsräume 180, 182 oder 74 angeschlossen werden und auf einen höheren Druck eingestellt werden als das Druckminderventil 192. Die Schlagstärke wird dann am Druckminderven­ til 192 eingestellt.

Das Schlaggerät nach dem zweiten Ausführungsbeispiel wird über Bat­ terien oder Akkus 196 mit Strom versorgt, die in einem an dem Gehäu­ se 2 angeordneten Akkugehäuse 198 untergebracht sind. Die elektri­ sche Verbindung zum Elektromotor 4 wird über den Schalter 8′ herge­ stellt. Die Batteriestromversorgung beschränkt sich nicht auf das zweite Ausführungsbeispiel.

Zur Inbetriebnahme des Schlaggerätes wird zunächst der Hauptschalter 8 zur Herstellung der Stromversorgung eingeschaltet. Der Elektromo­ tor 4 läuft an und treibt den Kompressor 30, 32. Sobald im Vorrats­ raum 56 bzw. 56′ und 74 der nötige Arbeitsdruck aufgebaut ist, wird über den von dem Steuerkolben 168 betätigten Endschalter 178 der Elektromotor 4 wieder abgeschaltet. Über die Öffnung 150 gelangt das Druckmedium in den Hohlraum 152 und steht an dem von dem Dichtring 144 geschlossenen Spalt zwischen Arbeitszylinder 120 und Ventiltel­ ler 126 an. Außerdem steht der Zwischenraum 146 zwischen Ventiltel­ ler 126 und Gehäuseplatte 128 über den Kanal 104 unter Druck, wo­ durch der Ventilteller gegen den Arbeitszylinder 120 gepreßt wird. Nun kann mit dem Abzugshebel 108 bei entsicherter Freischußsiche­ rung, in der sich das Schaltglied 116 in seiner oberen Stellung be­ findet, ein Schuß ausgelöst werden (Fig. 3). Durch das Herabdrücken des Ventilbolzens 80 entsteht über den Spalt 84 eine Verbindung des Ventilinnenraums 100 und des Raums 86 mit der Umgebung. Dabei wird über den Kanal 104 der Zwischenraum 146 entlüftet, so daß der Ven­ tilteller 126 durch den im Hohlraum 152 anstehenden Druck nach oben gegen die Dichtscheibe 130 bewegt wird. Die Dichtscheibe 130 verhin­ dert ein Abblasen des Druckmediums über die Kanäle 134.

Nun strömt so lange Druckluft aus den Vorratsräumen 56, 74 in den Arbeitszylinder 120, bis der Abzugshebel 108 wieder losgelassen wird. Dabei gelangt der Ventilbolzen 80 in seine obere Stellung in der er bewirkt, daß der Zwischenraum 146 über den Kanal 104 wieder unter Druck gesetzt und der Ventilteller 126 nach unten bewegt wird. Nun entweicht die Druckluft aus dem Arbeitsraum 154 über die Bohrung 138 und die Kanäle 134 ins Freie, während der in dem Hohlraum 156 ge­ speicherte Überdruck über die Öffnungen 160 in den Arbeitszylinder 120 eindringt und den Arbeitskolben 122 nach oben verschiebt. Sobald der Druck in der Vorratskammer mit dem Steuerkolben 168 unter den benötigten Arbeitsdruck absinkt, wird der Elektromotor 4 über den Endschalter 178 wieder eingeschaltet.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 funktioniert entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel. Durch Betätigen des Schalters 8′ wird der Elektromotor mit Strom versorgt. Der Kompressor wird durch den nicht gezeigten Steuerkolben erst dann abgeschaltet, wenn in allen Vorratsräumen 180, 182, 74, 56′ der benötigte Arbeitsdruck herrscht.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die erläuterten Ausführungs­ beispiele. Statt eines Hubkolbenkompressors 30, 32 kann ebensogut eine beliebige andere Kompressor- oder Verdichterbauart wie z.B. ein Rotations- oder Schraubenverdichter zur Anwendung kommen. Auch das Exzentergetriebe 16, 18 kann durch ein geeignetes anderes z.B. Zug­ mittel-, Räder- oder Schraubgetriebe ersetzt werden.

Claims (12)

1. Druckmittelbetriebenes Schlaggerät zum Eintreiben von Klammern, Nägeln oder dgl. mit einem in einem Arbeitszylinder beweglichen Kolben zum Treiben eines Schlagmessers oder Schlagbolzens, wobei das Druck­ mittel mit Hilfe eines Elektromotors, der eine druckerhöhende Vorrich­ tung antreibt, unter Druck gesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (4) und die druckerhöhende Vorrichtung im Gehäuse (2) des Schlaggerätes untergebracht sind, daß die druckerhöhende Vorrichtung ein Kompressor, insbesondere Kolbenkompressor (30, 32) ist, und daß in Hohl­ räumen innerhalb des Gehäuses (2) mindestens ein Vorratsraum (56, 74, 180, 182) für das Druckmittel angeordnet ist.

2. Druckmittelbetriebenes Schlaggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmittel ein Gas, insbesondere Luft, ist.

3. Druckmittelbetriebenes Schlaggerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein zwischen einem Arbeitsraum (48) des Kompressors und dem Vorratsraum (56) angeordneten Rückschlagventil (52).

4. Druckmittelbetriebenes Schlaggerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen zweiten Vorratsraum (180) für das Druckmittel, in den hinein der Kompressor (30, 32) das Druckmittel fördert und der seinerseits mit dem ersten Vorratsraum (56′) in Verbindung steht.

5. Druckmittelbetriebenes Schlaggerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Vorratsraum (56′) und dem zweiten Vorratsraum (180) ein Druckminderventil (192) angeordnet ist, das die Höhe des Druckes im ersten Vorratsraum (56′) begrenzt.

6. Druckmittelbetriebenes Schlaggerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsraum (182) im Handgriff angeordnet ist.

7. Druckmittelbetriebenes Schlaggerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck im Vorratsraum (56) und damit die Schlagstärke regelbar ist durch Veränderung der Kraft einer Feder (170) mittels eines Stellrings (172).

8. Druckmittelbetriebenes Schlaggerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellung des Stellrings (172) und damit die Schlagstärke von außen sichtbar an einer Skala (177) ablesbar ist.

9. Druckmittelbetriebenes Schlaggerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressorkolben (30) gegenüber seinen Antriebsgliedern (14, 16) durch einen Abscheidering (40) abgetrennt ist, der eine längliche, dem Platzbedarf eines Pleuels (26) des Kompressorkolbens (30) angepaßte Mittelöffnung (42) aufweist.

10. Druckmittelbetriebenes Schlaggerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Abscheidering (40) aus einem saugfähigen Material, z. B. Filz besteht und auf seiner dem Kolben (30) zugewandten Seite eine Schrägfläche (38) aufweist, die mit einer Abschrägung (36) am Kolben (30) korrespondierend zusammenwirkt.

11. Druckmittelbetriebenes Schlaggerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lager (28) an einem Exzenterzapfen (18) selbstschmierend und gegen Schmiermittelaustritt abgedichtet ist.

12. Druckmittelbetriebenes Schlaggerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgung für den Elektromotor (4) über Batterien oder Akkus (196) erfolgt, die in einem am Gehäuse (2) des Schlaggerätes angeordneten Gehäuse (198) untergebracht sind.