EP3697573A1

EP3697573A1 - Druckluftnagler mit einem sicherheitsstellglied

Info

Publication number: EP3697573A1
Application number: EP18773222.7A
Authority: EP
Inventors: Joachim Bauer
Original assignee: Joh Friedrich Behrens AG
Current assignee: Bea GmbH
Priority date: 2017-10-18
Filing date: 2018-09-27
Publication date: 2020-08-26
Anticipated expiration: 2038-09-27
Also published as: CN111225769B; JP2020537596A; EP3473385A1; ES2899392T3; TW201922433A; RU2020113424A3; CN111225769A; WO2019076605A1; AU2018351907B2; US11628548B2; AU2018351907A1; TWI755570B; EP3697573B8; BR112020006457A2; PL3697573T3; EP3697573B1; US20200238492A1; JP7314123B2; RU2020113424A

Abstract

Druckluftnagler mit • einem Arbeitskolben, der mit einem Eintreibstößel zum Eintreiben eines Befestigungsmittels verbunden ist und beim Auslösen eines Eintreibvorgangs mit Druckluft beaufschlagt wird, • einer Auslöseeinrichtung zum Auslösen eines Eintreibvorgangs, • einem Sicherheitsstellglied, das zwischen einer Sperrstellung und einer Offenstellung verlagerbar und dazu ausgebildet ist, in der Sperrstellung derart in einen Auslöse- und Eintreibvorgang einzugreifen, dass eine ordnungsgemäße Betätigung der Auslöseeinrichtung keinen Eintreibvorgang auslöst, • einer Sicherheitssteuerkammer, die über eine Drossel be- oder entlüftet wird, wobei der Druck in der Sicherheitssteuerkammer eine Stellkraft auf das Sicherheitsstellglied ausübt, • Mittel zum Erzeugen einer Gegenkraft, die auf das Sicherheitsstellglied einwirkt und der Stellkraft entgegengesetzt gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass • die Mittel zum Erzeugen einer Gegenkraft so ausgebildet sind, dass die Größe der Gegenkraft linear von einem Betriebsdruck des Druckluftnaglers abhängig ist.

Description

Druckluftnagler mit einem Sicherheitsstellglied

Die Erfindung betrifft einen Druckluftnagler mit einer Auslöseeinrichtung, einem Sicherheits Stellglied, das zwischen einer Sperrstellung und einer Offenstellung verlagerbar und dazu ausgebildet ist, in der Sperrstellung das Auslösen eines Eintreibvorgangs zu verhindern, einer Sicherheitssteuerkammer, die über eine Drossel be- oder entlüftet wird, wobei der Druck in der Sicherheitssteuerkammer eine Stellkraft auf das Sicherheits Stellglied ausübt, und Mitteln zum Erzeugen einer Gegenkraft, die auf das Sicherheitsstellglied einwirkt und der Stellkraft entgegengesetzt gerichtet ist.

Bekannte Druckluftnagler dieser Art können in zwei unterschiedlichen Betriebsarten eingesetzt werden. Bei der sogenannten Einzelauslösung wird der Druckluftnagler zunächst an ein Werkstück angesetzt, wodurch ein Aufsetzfühler betätigt wird. Nachfolgend wird von Hand ein Auslöser betätigt und dadurch ein einzelner Eintreibvorgang ausgelöst.

Bei der sogenannten Kontaktauslösung, auch als„Touchen" bezeichnet, hält der Benutzer den Auslöser bereits gedrückt, während er den Druckluftnagler an das Werkstück ansetzt. Beim Ansetzen an das Werkstück wird der Aufsetzfühler betätigt und dadurch ein Eintreibvorgang ausgelöst. Der Druckluftnagler kann wiederholt in schneller Folge angesetzt werden, was ein sehr schnelles Arbeiten ermöglicht, insbesondere wenn für eine ausreichende Befestigung viele Befestigungsmittel eingetrieben werden müssen, an deren Positioniergenauigkeit nur geringe Anforderungen gestellt werden.

In bestimmten Situationen geht von dem Kontaktauslöseverfahren jedoch ein erhöhtes Verletzungsrisiko aus. Hält der Benutzer den Auslöser beispielsweise nicht nur dann gedrückt, wenn er den Druckluftnagler auf ein und demselben Werkstück in einem Abstand von einigen Zentimetern vom zuletzt eingetriebenen Befestigungsmittel aufsetzen will, sondern auch dann, wenn er zu einem anderen, entfernt ange- ordnetem Werkstück wechselt, kann bei einer unbeabsichtigten Berührung eines Gegenstands oder Körperteils mit dem Aufsetzfühler ein Eintreibvorgang ausgelöst werden. Beispielsweise kann es zu Unfällen kommen, wenn ein Benutzer (unter Missachtung wichtiger Sicherheitsvorschriften) mit dem Druckluftnagler auf eine Leiter steigt, dabei den Auslöser gedrückt hält und versehentlich mit dem Aufsetz- fühler sein Bein streift.

Aus der Druckschrift DE 1 603 979 Bl ist ein Druckluftnagler mit einer Steuerventileinrichtung und einem druckgesteuerten Steuerventil für einen Automatikbetrieb bekannt geworden. Das druckgesteuerte Steuerventil weist einen Schwingkolben auf, der bei dauerhaft betätigtem Auslöser hin- und herschwingt, was zu einem fortwährenden Eintreiben von Befestigungsmitteln führt. Einen Sicherheitsmechanismus, der in diesen Ablauf so eingreift, dass trotz ordnungsgemäßer Betätigung des Auslösers kein Eintreibvorgang ausgelöst wird, gibt es nicht.

Ein Druckluftnagler des eingangs genannten Typs ist aus der Druckschrift EP 2 767 365 AI bekannt geworden. Das Sicherheits Stellglied ist bei dem bekannten Gerät ein Sperrkolben, der in der Sperrstellung das Auslösen eines Eintreibvorgangs insbesondere dadurch verhindert, dass er in einen Stell weg eines Vorsteuerventilkolbens eingreift. Die Mittel zum Erzeugen einer Gegenkraft bestehen in einer Feder, die den Sperrkolben in eine Offenstellung presst. Die Sicherheits Steuerkammer wird bei Betätigung eines mit dem Auslöser gekoppelten Steuerventils langsam über eine Drossel belüftet. Überschreitet der Druck in der Sicherheits Steuerkammer eine vorgegebene Druckschwelle, wird der Sperrkolben gegen die Kraft der Feder in die Sperrstellung verlagert, so dass eine (weitere) Auslösung nicht möglich ist. Bei dem bekannten Gerät dient diese Zeitsteuerung zur Begrenzung eines Zeitraums, in dem nach einer vorherigen Auslösung eine Kontaktauslösung erfolgen kann. Nach Ablauf des Zeitraums ist der Druckluftnagler solange gesperrt, bis der Auslöser losgelassen wird, der Druck in der Sicherheits Steuerkammer wieder seinen Ausgangszustand erreicht hat und der Sperrkolben wieder in die Offenstellung gelangt ist. Aus der Druckschrift DE 10 2013 106 657 AI ist ebenfalls ein Druckluftnagler des eingangs genannten Typs bekannt geworden. In einem Ausführungsbeispiel ist das Sicherheits Stellglied ein kleiner Kolben, der die Stellung einer in eine Auslöseeinrichtung integrierten Wippe verändert. In einem anderen Ausführungsbeispiel ist das Sicherheits Stellglied eine um einen Ventilstift herum angeordnete Hülse. In beiden Fällen wird das Sicherheits Stellglied von einem Druck in einer Sicherheitssteuerkammer gegen die Kraft einer Feder verlagert.

Davon ausgehend ist es die Aufgabe der Erfindung, einen Druckluftnagler mit einem verbesserten Sicherheitsmechanismus zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch den Druckluftnagler mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den sich anschließenden Unteransprüchen angegeben.

Der Druckluftnagler hat

• einen Arbeitskolben, der mit einem Eintreibstößel zum Eintreiben eines Befestigungsmittels verbunden ist und beim Auslösen eines Eintreibvorgangs mit Druckluft beaufschlagt wird,

• einer Auslöseeinrichtung zum Auslösen eines Eintreibvorgangs,

• einem Sicherheits Stellglied, das zwischen einer Sperrstellung und einer Offenstellung verlagerbar und dazu ausgebildet ist, in der Sperrstellung das Auslösen eines Eintreibvorgangs zu verhindern,

• einer Sicherheitssteuerkammer, die über eine Drossel be- oder entlüftet wird, wobei der Druck in der Sicherheitssteuerkammer eine Stellkraft auf das Sicherheitsstellglied ausübt, • Mittel zum Erzeugen einer Gegenkraft, die auf das Sicherheits Stellglied einwirkt und der Stellkraft entgegengesetzt gerichtet ist, wobei

• die Mittel zum Erzeugen einer Gegenkraft so ausgebildet sind, dass die Größe der Gegenkraft linear von einem Betriebsdruck des Druckluftnaglers abhängig ist.

Der Druckluftnager wird zum Eintreiben von Befestigungsmitteln wie Nägeln, Stiften oder Klammern verwendet. Hierzu kann der Druckluftnagler ein Magazin für die Befestigungsmittel aufweisen, aus dem jeweils ein Befestigungsmittel einer Aufnahme eines Mündungswerkzeugs des Druckluftnaglers zugeführt wird.

Sowohl der Antrieb als auch die Steuerung des Druckluftnaglers können vollständig pneumatisch erfolgen, eine Versorgung mit elektrischer Energie ist daher nicht erforderlich. Mit„Entlüften" ist stets gemeint, dass eine Verbindung zu einem drucklosen Raum, insbesondere zur Außenluft, hergestellt wird. Mit„Belüften" ist stets gemeint, dass eine Verbindung zu einem Druckluft führenden Raum hergestellt wird.

Beim Auslösen eines Eintreibvorgangs wird ein Arbeitskolben des Druckluftnaglers mit Druckluft beaufschlagt. Dabei treibt der Arbeitskolben einen Eintreibstößel an, der mit dem Arbeitskolben verbunden ist. Der Eintreib Stößel trifft auf ein hinteres Ende des Befestigungsmittels in der Aufnahme des Mündungswerkzeugs auf und treibt das Befestigungsmittel in das Werkstück ein.

Die Auslöseeinrichtung hat einen handbetätigbaren Auslöser, beispielsweise in Form eines Kipp- oder Schiebetasters. Sie kann überdies einen Aufsetzfühler aufweisen. Der Aufsetzfühler ist insbesondere ein mechanisches Bauelement, das über das vordere Ende eines Mündung s Werkzeugs übersteht und von einer Feder in dieser Stellung gehalten wird, bis der Druckluftnagler an ein Werkstück angesetzt wird. Dann wird der Aufsetzfühler entgegen der Richtung der Federkraft und entgegen der Ein- treibrichtung verlagert. Um einen Eintreibvorgang auszulösen, wird mit der Auslöseeinrichtung mindestens ein Steuerventil betätigt. Je nach Ausführung kann hierfür eine gemeinsame Betätigung von Auslöser und Aufsetzfühler erforderlich sein, gegebenenfalls auch in einer bestimmten Reihenfolge.

Das Sicherheitsstellglied ist zwischen einer Offenstellung und einer Sperrstellung verlagerbar. In der Offenstellung ist das Auslösen eines Eintreibvorgangs durch ordnungsgemäße Betätigung der Auslöseeinrichtung möglich. Umfasst die Auslöseeinrichtung beispielsweise einen handbetätigbaren Auslöser und einen Aufsetzfüh- ler, deren gemeinsame Betätigung zur Betätigung eines Steuerventils führt, das gegebenenfalls unter Einbeziehung weiterer Ventile den Arbeitskolben mit Druck beaufschlagt, so findet dieser Ablauf bei ordnungsgemäßer Betätigung der Auslöseeinrichtung statt. Das Sicherheitsstellglied kann sich dabei stets in seiner Offenstellung befinden. Insofern nimmt es an dem Auslöse- und Eintreibvorgang nicht aktiv teil.

Befindet sich das Sicherheits Stellglied hingegen in seiner Sperr Stellung, verhindert es das Auslösen eines Eintreibvorgangs. Hierzu greift das Sicherheitsstellglied in den Auslöse- und Eintreibvorgang derart ein, dass eine ordnungsgemäße Betätigung der Auslöseeinrichtung keinen Eintreibvorgang auslöst. Dies kann auf unterschiedliche Weise geschehen. Beispielsweise kann das Sicherheits Stellglied eine mechanische Wirkkette zwischen Auslöseeinrichtung und einem von der Auslöseeinrichtung angesteuerten Steuerventil unterbrechen, zum Beispiel indem ein mechanischer Eingriff zwischen einem Aufsetzfühler und einem Betätigungselement, das auf das Steuerventil einwirkt, aufgehoben wird.

Alternativ kann das Sicherheitsstellglied eine Ventilfunktion ausüben. Hierzu kann es in der Sperrstellung beispielsweise eine Leitung absperren, die zum Auslösen eines Eintreibvorgangs zu belüfteten oder zu entlüften ist. In der Offenstellung des Sicherheits Stellglied kann diese Leitung offen sein bzw. mit einer Steuerventilanordnung verbunden sein.

In einer weiteren Alternative kann das Sicherheitsstellglied eine Verriegelungsfunktion ausüben, beispielsweise indem es ein druckbetätigtes Ventilstellglied blockiert oder dessen Verstellweg begrenzt.

In welcher Stellung sich das Sicherheits Stellglied befindet, hängt maßgeblich von dem Verhältnis zwischen Stellkraft und Gegenkraft ab, wobei die Größe der Stellkraft vom Druck in der Sicherheitssteuerkammer abhängt. Sie ändert sich mit der Zeit durch über die Drossel in die Sicherheits Steuerkammer einströmende oder aus der Sicherheits Steuerkammer entweichende Luft. Die Erfinder haben erkannt, dass der zeitliche Verlauf dieser Druckänderung in der Sicherheitssteuerkammer vom aktuellen Betriebsdruck abhängt und dass dies im Zusammenwirken mit einer von einer Feder ausgeübten, nicht vom Betriebsdruck abhängigen Gegenkraft zu Schwankungen der Zeitdauer führt, die bis zum Verlagern des Sicherheits Stellglieds in die Sperrstellung verstreicht. Dies kann beispielsweise zur Folge haben, dass bei relativ niedrigem Betriebsdruck aufeinanderfolgende Kontaktauslösungen in einem Zeittakt von 5 Sekunden möglich sind, weil das Sicherheitsstellglied erst nach 5,1 Sekunden in die Sperrstellung gelangt. Dies stellt unter Umständen ein Sicherheitsrisiko dar. Bei relativ hohem Betriebsdruck können hingegen aufeinanderfolgende Kontaktauslösungen in einem Zeittakt von 1,5 Sekunden nicht möglich sind, weil das Sicherheits Stellglied bereits nach 1,4 Sekunden in seine Sperrstellung gelangt. In diesem Fall kann ein effizientes Arbeiten im Kontaktauslösungsbetrieb unter Umständen nicht mehr erfolgen.

Die Erfindung schafft hier Abhilfe, indem die Mittel zum Erzeugen der Gegenkraft so ausgebildet sind, dass die Größe der Gegenkraft linear von einem Betriebsdruck des Druckluftnaglers abhängig ist. Dadurch sind Stellkraft und Gegenkraft gleichermaßen von Schwankungen des Betriebsdrucks betroffen. Die Druckschwelle des Drucks in der Sicherheitssteuerkammer, die zum Überwinden der Gegenkraft überschritten werden muss, ist ebenfalls vom Betriebsdruck abhängig. Im Ergebnis bleibt die Zeitdauer bis zum Überschreiten der Druckschwelle weitgehend unabhängig vom Betriebsdruck. Dadurch reagiert der Druckluftnagler auch bei erheblichen Schwankungen des Betriebsdrucks stets in gewohnter Weise. Insbesondere bleibt der Zeitraum, in dem nach einer Auslösung eine weitere Auslösung möglich ist, weitgehend konstant.

In einer Ausgestaltung sind die Mittel zum Erzeugen einer Gegenkraft so ausgebildet, dass die Größe der Gegenkraft im Bereich von 10 % bis 90 % der Stellkraft liegt, wenn in der Sicherheits Steuerkammer Betriebsdruck herrscht. Vorzugsweise liegt die Größe der Gegenkraft im Bereich von 30 % bis 70 % der Stellkraft, wenn in der Sicherheitssteuerkammer Betriebsdruck herrscht. Die linear vom Betriebsdruck abhängige Gegenkraft erreicht somit eine Größe, die der Stellkraft bei einem mittleren Druck in der Sicherheits Steuerkammer entspricht. Etwaige weitere Kräfte, die auf das Sicherheits Stellglied einwirken und die nichtlinear vom Betriebsdruck abhängen, beispielsweise Gewichtskräfte oder elastische Kräfte, haben daher im Betrieb keinen maßgeblichen Einfluss auf die Stellung des Sicherheits Stellglieds und auf die Zeitdauer bis zu einer Verlagerung des Sicherheitsstellglieds.

In einer Ausgestaltung weisen die Mittel zum Erzeugen einer Gegenkraft einen Steuerraum auf, wobei der Druck in dem Steuerraum auf das Sicherheits Stellglied einwirkt. Unabhängig davon, wie der Druck in dem Steuerraum im Einzelnen erzeugt wird, schwankt seine Größe mit dem Betriebsdruck. Es handelt sich somit um eine besonders einfache Lösung, eine linear vom Betriebsdruck abhängige Gegenkraft zu erzeugen.

In einer Ausgestaltung wirken der Druck in der Sicherheitssteuerkammer auf eine erste effektive Fläche des Sicherheits Stellglieds und der Druck in dem Steuerraum auf eine zweite effektive Fläche des Sicherheitsstellglieds ein, wobei die zweite effektive Fläche kleiner ist als die erste effektive Fläche. Durch diese konstruktive Maßnahme wird sichergestellt, dass Stellkraft und Gegenkraft in einem geeigneten Verhältnis stehen.

In einer Ausgestaltung liegt die Größe der zweiten effektiven Fläche im Bereich von 10 % bis 90 % der Größe der ersten effektiven Fläche. Insbesondere kann die Größe der zweiten effektiven Fläche im Bereich von 30 % bis 90 % der Größe der ersten effektiven Fläche liegen. Dadurch wird erreicht, dass auch bei Einwirkung zusätzlicher, nicht vom Betriebsdruck abhängiger Kräfte auf das Sicherheits Stellglied die Stellung des Sicherheitsstellglieds maßgeblich durch die Drücke in der Sicherheitssteuerkammer und in dem Steuerraum bestimmt wird.

In einer Ausgestaltung herrscht in dem Steuerraum stets Betriebsdruck, wenn der Druckluftnagler an eine Druckluftversorgung angeschlossen ist. Grundsätzlich kann der Druckluftnagler einen Druckluftanschluss aufweisen, über den er mit einem bestimmten Betriebsdruck versorgt wird. Besteht eine stetige Verbindung zwischen dem Druckluftanschluss und dem Steuerraum, herrscht in dem Steuerraum stets Betriebsdruck. Die Gegenkraft ist dann nur vom Betriebsdruck, nicht von einem Betriebszustand des Druckluftnaglers abhängig.

In einer Ausgestaltung ist eine Feder vorhanden, die eine zusätzliche Kraft auf das Sicherheits Stellglied ausübt. Die zusätzliche Kraft kann in Richtung der Stellkraft oder in Richtung der Gegenkraft wirken. Da sie von einer Feder ausgeübt wird, ist sie vom Betriebsdruck unabhängig. Sie kann daher vorzugsweise relativ klein gewählt werden, beispielsweise kleiner als 10 % der Stellkraft, die von dem Druck in der Sicherheits Steuerkammer ausgeübt wird, wenn in der Sicherheitssteuerkammer Betriebsdruck herrscht. Vorteil der Feder ist, dass das Sicherheits Stellglied bei nicht an eine Druckluftversorgung angeschlossenem Druckluftnagler in eine Vorzugsstellung verlagert wird. Dies sorgt für einen definierten Ausgangszustand bei Inbetriebnahme des Druckluftnaglers. Ist die Vorzugsstellung die Sperrstellung, bewegt sich das Sicherheits Stellglied bei jeder Benutzung des Druckluftnaglers mindestens einmal, was einem Festsetzen des Sicherheits Stellglieds entgegenwirkt.

In einer Ausgestaltung weist die Auslöseeinrichtung einen Auslöser und einen Auf- setzfühler auf, die bei gemeinsamer Betätigung ein erstes Steuerventil ansteuern und einen Eintreibvorgang auslösen können, wobei das Sicherheitsstellglied dazu ausgebildet ist, in der Sperrstellung einen mechanischen Eingriff zwischen der Auslöseeinrichtung und dem Steuerventil aufzuheben. Insbesondere können Auslöser und Aufsetzfühler über ein mechanisches Betätigungselement wie eine Wippe gekoppelt sein und das Sicherheitsstellglied kann in der Sperrstellung einen Eingriff zwischen Aufsetzfühler und dem mechanischen Betätigungselement aufheben und in der Offenstellung herstellen/zulassen.

In einer Ausgestaltung weist der Druckluftnagler eine erste Steuerleitung auf, deren Be- oder Entlüftung einen Eintreibvorgang auslöst, wobei das Sicherheits Stellglied dazu ausgebildet ist, in der Sperrstellung eine Verbindungsleitung zwischen der ersten Steuerleitung und der Auslöseeinrichtung abzusperren. In der Offenstellung kann die Verbindungsleitung durchgängig sein. In diesem Fall übt das Sicherheitsstellglied also eine Ventilfunktion aus.

In einer Ausgestaltung weist die Auslöseeinrichtung einen Auslöser und einen Auf- setzfühler, die bei gemeinsamer Betätigung ein erstes Steuerventil ansteuern und einen Eintreibvorgang auslösen, falls der Druck in der Sicherheits Steuerkammer oberhalb einer Druckschwelle liegt, und ein zweites Steuerventil auf, das bei einer Betätigung des Auslösers unabhängig von einer Betätigung des Aufsetzfühlers angesteuert wird, wobei die Sicherheits Steuerkammer unabhängig von der Stellung des zweiten Steuerventils fortlaufend über die Drossel entlüftet und bei Ansteuerung des zweiten Steuerventils von einem unter Druck stehenden Gehäuseinnenraum getrennt wird. Das zweite Steuerventil wird bei einer Betätigung des Auslösers unabhängig von einer Betätigung des Aufsetzfühlers angesteuert, also bei jeder Betätigung des Auslösers. Hierzu kann beispielsweise ein Steuerstift des zweiten Steuerventils so angeordnet sein, dass er bei jeder Betätigung des Auslösers aus seiner Ruhestellung verlagert wird. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass im Grundzustand des Druckluftnaglers, bei nicht betätigtem Auslöser, stets ein geringer Luftstrom über die Drossel entweicht. Dies ist akustisch wahrnehmbar und zeigt einem Benutzer an, dass der Druckluftnagler betriebsbereit ist und dass gegebenenfalls eine Kontaktauslösung erfolgen kann. Bei Betätigung des Auslösers wird die Sicherheitssteuerkammer nicht länger belüftet und das Betriebsgeräusch wird schnell leiser, bis es verstummt. Dies zeigt dem Benutzer an, dass für eine weitere Auslösung zunächst der Auslöser wieder losgelassen werden muss.

In einer Ausgestaltung ist ein Öffnungsquerschnitt der Drossel so bemessen, dass die Stellkraft nach Ablauf eines Zeitraums im Bereich von 1 Sekunde bis 10 Sekunden nach Ansteuerung des zweiten Steuerventils die Gegenkraft unterschreitet. In diesem Moment wird das Sicherheits Stellglied in die Sperrstellung verlagert. Insbesondere kann der genannte Zeitraum im Bereich von 2 Sekunden bis 6 Sekunden, vorzugsweise bei etwa 4 Sekunden, liegen.

In einer Ausgestaltung ist ein Rückschlagventil vorhanden, über das die Sicherheitssteuerkammer beim Auslösen eines Eintreibvorgangs belüftet wird. Diese Maßnahme führt unabhängig von der Betätigung der Auslöseeinrichtung zu einem Zurücksetzen des Drucks in der Sicherheits Steuerkammer. Der Zeitraum, in dem eine weitere Auslösung möglich ist, beginnt von neuem zu laufen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Druckluftnagler in einer teilweise geschnittenen Darstellung, Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnitts aus Figur 1, der ein Hauptventil und ein Vorsteuerventil umfasst,

Fign. 3 bis 6 einen in Figur 1 verdeckten Ausschnitt mit einer Auslöseeinrichtung in unterschiedlichen Betriebszuständen.

Zunächst werden anhand der Fig. 1 einige wichtige Elemente des Druckluftnaglers 10 teils überblicksartig dargestellt. Der Druckluftnagler 10 hat einen Handgriff 12, der an einem unteren Gehäuseteil 140 befestigt ist, das nach oben von einer Gehäusekappe 142 verschlossen ist.

Der Druckluftnager 10 weist einen Aufsetzfühler 24 auf, der über die Mündung 26 eines Mündung s Werkzeugs 28 um einige Millimeter nach unten übersteht. Wird der Druckluftnagler 10 an ein Werkstück angesetzt, wird der Aufsetzfühler 24 gegen die Kraft einer nicht gezeigten Feder nach oben verlagert, bis er bündig mit der Mündung 26 abschließt oder nur noch geringfügig über die Mündung 26 übersteht. Der Aufsetzfühler 24 ist mechanisch gekoppelt mit einem Kraftübertragungselement 30, das sich bei der Bewegung des Aufsetzfühlers 24 nach oben mitbewegt.

Das Mündungswerkzeug 28 weist eine Aufnahme 46 auf, der jeweils ein Befestigungsmittel aus einem Magazin 48 zugeführt wird. Aus dieser Position innerhalb der Aufnahme 46 wird das Befestigungsmittel - beispielsweise ein Nagel, ein Stift oder eine Klammer - von einem Eintreib Stößel 50, der mit einem Arbeitskolben 52 des Druckluftnaglers 10 verbunden ist, eingetrieben. Hierzu ist der Arbeitskolben 52 in einem Arbeitszylinder 54 geführt. Oberhalb des Arbeitszylinders 54 und diesen dichtend verschließend ist ein Hauptventil 56 angeordnet, rechts davon ein Vorsteuerventil 58, das das Hauptventil 56 steuert. Einzelheiten dieser Elemente sowie die damit zusammenhängende Funktion des Gerätes werden anhand der Ausschnittsvergrößerung der Figur 2 näher erläutert. Das Vorsteuerventil 58 ist am besten in der Figur 2 erkennbar. Es weist einen Steuerkolben 94 auf, der in einer Führungshülse 96 geführt ist. Das untere Ende des Steuerkolbens 94 ist mit einem unteren O-Ring 100 gegenüber der Führungshülse 96 abgedichtet. Im Ausgangszustand des Druckluftnaglers 10 ist eine erste Steuerleitung 82, die mit einem Arbeits volumen des Vorsteuerventils 58 verbunden ist, entlüftet und der Steuerkolben 94 befindet sich in der gezeigten, unteren Stellung. In dieser Stellung wird er durch die Kraft einer Feder 102 gehalten.

Der Steuerkolben 94 weist zusätzlich zu dem unteren O-Ring 100 einen mittleren O- Ring 104 und einen oberen O-Ring 106 auf. In der gezeigten, unteren Stellung des Steuerkolbens 94 dichtet der obere O-Ring 106 den Steuerkolben 94 gegenüber der Führungshülse 96 ab und verschließt eine Verbindung zu einer nicht gezeigten Entlüftungsöffnung, die mit Außenluft verbunden ist. Der mittlere O-Ring 104 befindet sich nicht in Dichtung, sodass eine Hauptsteuerleitung 110 über eine radiale Bohrung 112 in der Führungshülse 96 und den Ringspalt 70 zwischen Steuerkolben 94 und Führungshülse 96 am mittleren O-Ring 104 vorbei mit dem Gehäuseinnenraum 64 verbunden ist. Die Hauptsteuerleitung 110 ist über eine in der gezeigten Schnittebene nicht sichtbare Verbindung mit dem Raum 72, der in die radiale Bohrung 112 mündet, verbunden. Der Gehäuseinnenraum 64 ist im Ausgangszustand des Druckluftnaglers 10 belüftet, d. h. mit einem nicht gezeigten Druckluftanschluss verbunden und unter Betriebsdruck stehend.

Die Hauptsteuerleitung 110 ist mit einem Raum 114 oberhalb eines Hauptventil- Stellglieds 116 des Hauptventils 56 verbunden, sodass das Hauptventil-Stellglied 116 mit einer Kraft nach unten beaufschlagt wird und dadurch den oberen Rand des Arbeitszylinders 54 mittels eines O-Rings 118 gegenüber dem Gehäuseinnenraum 64 abdichtet. Zusätzlich wird das Hauptventil-Stellglied 116 von einer Feder 120 mit einer Kraft in Richtung der gezeigten, den Arbeitszylinder 54 verschließenden Stellung beaufschlagt. Ein Eintreibvorgang wird durch Belüften der ersten Steuerleitung 82 ausgelöst, indem der Steuerkolben 94 nach oben verlagert wird, sodass der mittlere O-Ring 104 in Dichtung gelangt und der obere O-Ring 106 aus der Dichtung fährt. Dadurch wird die Verbindung der Hauptsteuerleitung 110 zum Gehäuseinnenraum 64 abgesperrt und eine Verbindung zwischen Hauptsteuerleitung 110 und einer nicht gezeigten Entlüftungsöffnung wird hergestellt. Der Raum 114 oberhalb des Hauptventil-Stellglieds 116 wird über die Entlüftungsöffnung entlüftet und das Hauptventil-Stellglied 116 wird durch den an seiner unteren, äußeren Ringfläche 122 anstehenden, im Gehäuseinnenraum 64 herrschenden Druck gegen die Kraft der Feder 120 nach oben verlagert. Dadurch strömt Druckluft aus dem Gehäuseinnenraum 64 in den Arbeitszylinder 54 oberhalb des Arbeitskolbens 52 und treibt den Arbeitskolben 52 nach unten. Bei dieser Abwärtsbewegung treibt der mit dem Arbeitskolben 52 verbundene Eintreib Stößel 50 ein Befestigungsmittel ein.

Unterhalb des Vorsteuerventils 58 befindet sich eine Auslöseeinrichtung, die in Fig. 1 durch eine von einer gestrichelten Linie umrandeten Fläche verdeckt ist. Einzelheiten der Auslöseeinrichtung werden anhand der Figuren 3 bis 6 näher erläutert.

Man erkennt dort, dass der Auslöser 14 in einer griffgünstigen Position am Gehäuse des Druckluftnaglers 10 um eine Schwenkachse 16 schwenkbar gelagert ist. Am oberen, hinteren Ende des Auslösers 14 weist dieser eine Schaltfläche 18 auf, die bei einer Betätigung des Auslösers 14 einen Schaltstift 20 eines zweiten Steuerventils 22 nach oben verlagert. Diese Ansteuerung des zweiten Steuerventils 22 erfolgt bei jeder Betätigung des Auslösers 14, unabhängig von der Stellung des Aufsetzfühlers 24.

Das Kraftübertragungselement 30 des Aufsetzfühlers 24 ist am Gehäuse des Druckluftnaglers 10 beweglich geführt und weist hierzu ein Langloch 32 auf, durch das ein Führungsstift 98 hindurchgeführt ist. Bei einer Betätigung des Aufsetzfühlers 24 verlagert sich das Kraftübertragungselement 30 aus der in Fig. 3 gezeichneten Ausgangsstellung nach oben und nimmt dabei das freie Ende einer Wippe 36 mit, deren festes Ende um eine Schwenkachse 38 schwenkbar im Inneren des Auslösers 14 und nahe dessen freiem Ende angelenkt ist. Die Wippe 36 ist dann annähernd parallel zu einer Längsrichtung des Auslösers 14 angeordnet und ihre Oberseite wirkt als Schaltfläche 40, die bei gemeinsamer Betätigung des Aufsetzfühlers 24 und des Auslösers 14 einen Schaltstift 42 eines ersten Steuerventils 44 nach oben verlagert und das erste Steuerventil 44 somit ansteuert.

In der Fig. 3 links oben erkennt man die erste Steuerleitung 82, die zu dem Vorsteuerventil 58 führt. Unterhalb der ersten Steuerleitung 82 ist ein Sicherheits Stellglied 34 gezeigt, das eine Ventilfunktion ausübt. Das Sicherheits Stellglied 34 ist zwischen einer Offenstellung und einer Sperrstellung verlagerbar. In der Fig. 3 ist es in seiner Offenstellung gezeichnet.

Das Sicherheitsstellglied 34 ist in einer Hülse 66 geführt und weist einen mittleren Abschnitt 68 auf. Im Bereich des mittleren Abschnitts 68 hat die Hülse 66 eine radiale Bohrung 60. Am unteren Ende des mittleren Abschnitts 68 hat das Sicherheitsstellglied 34 einen unteren Kolbenabschnitt 74, der mit einem O-Ring 76 gegenüber einem zylindrischen Raum abgedichtet ist. Der unterhalb des Kolbenabschnitts 74 angeordnete Teil dieses zylindrischen Raums bildet eine Sicherheitssteuerkammer 62. Der in der Sicherheits Steuerkammer 62 herrschende Druck übt eine Stellkraft auf den unteren Kolbenabschnitt 74 und damit auf das Sicherheits Stellglied 34 aus und versucht, dieses in seine Offenstellung zu verlagern bzw. es darin zu halten. Die Sicherheits Steuerkammer 62 ist über eine Drossel 86 mit Außenluft verbunden.

Am oberen Ende des mittleren Abschnitts 68 weist das Sicherheits Stellglied 34 einen oberen Kolbenabschnitt 78 auf, der ebenfalls in einem zylindrischen Raum geführt und gegenüber diesem mit einem O-Ring 80 abgedichtet ist. Der obere Kolbenabschnitt 78 ist als separates Teil gefertigt und liegt am unteren Kolbenabschnitt 74 an. Der oberhalb des oberen Kolbenabschnitts 78 angeordnete Teil des zylindrischen Raums bildet einen Steuerraum 84, der ständig mit einem Gehäuseinnenraum 64 verbunden ist. Sobald der Druckluftnagler 10 an eine Druckluftversorgung angeschlossen ist, ist der Gehäuseinnenraum 64 belüftet. Der in dem Steuerraum 84 herrschende Betriebsdruck übt dadurch eine Gegenkraft auf den oberen Kolbenabschnitt 78 und damit auf das Sicherheitsstellglied 34 aus. Diese Gegenkraft ist der Stellkraft entgegengesetzt gerichtet und versucht, das Sicherheitsstellglied 34 in seine Sperrstellung zu verlagern.

Im in der Fig. 3 gezeichneten, nicht betätigten Zustand des Auslösers 14 ist das zweite Steuerventil 22 nicht betätigt. Die beiden O-Ringe 90, 92 des zweiten Steuerventils 22 sind nicht in Dichtung, sodass eine zum ersten Steuerventil 44 führende Leitung 124 über das zweite Steuerventil 22 mit dem Gehäuseinnenraum 64 verbunden ist. Unabhängig von der Stellung des ersten Steuerventils 44 strömt die Luft von der Leitung 124 durch einen Ringspalt 126, der eine Hülse 88 des zweiten Steuerventils 44 umgibt, und eine Bohrung 128 in die Sicherheitssteuerkammer 62. Weil die gleichzeitig über die Drossel 86 entweichende Luftmenge gegenüber diesem Zustrom zu vernachlässigen ist, herrscht im Ausgangszustand in der Sicherheits steu- erkammer 62 stets im wesentlichen Betriebsdruck.

In diesem Fall ist die durch den Druck in der Sicherheits Steuerkammer 62 ausgeübte Stellkraft auf das Sicherheits Stellglied 34 größer als die vom Betriebsdruck im Steuerraum 84 ausgeübte Gegenkraft. Darum verbleibt das Sicherheitsstellglied 34 in seiner Offenstellung. In dieser Offenstellung ist die erste Steuerleitung 82 über eine radiale Bohrung 132 im mittleren Abschnitt 68 des Sicherheitsstellglieds 34 und einen Ringspalt 130 sowie die radiale Bohrung 68 in der Hülse 66 mit einer zum ersten Steuerventil 44 führenden Leitung 134 verbunden. Da sich ein O-Ring 136 des ersten Steuerventils 44 in der unbetätigten Stellung des ersten Steuerventils 44 nicht in Dichtung befindet, ist die Leitung 134 über das erste Steuerventil 44 mit Außenluft verbunden. Gleichzeitig befindet sich der O-Ring 138 des ersten Steuerventils 44 in Dichtung und trennt die Leitung 134 vom Gehäuseinnenraum 64.

In Fig. 4 wurde der Auslöser 14 betätigt und mit ihm das zweite Steuerventil 22. Man erkennt, dass sich der Schaltstift 20 des zweiten Steuerventils 22 nach oben verlagert hat. Der O-Ring 90 befindet sich nun in Dichtung und trennt den Gehäuseinnenraum 64 von der Leitung 124. Damit endet die Luftzufuhr zur Sicherheitssteuerkammer 62, sodass der Druck in der Sicherheitssteuerkammer 62 durch die über die Drossel 86 entweichende Luft langsam abnimmt. Der O-Ring 92 befindet sich ebenfalls in Dichtung. Bei einer Undichtigkeit des O-Rings 90 verhindert er, dass ein Leckagestrom zur Leitung 124 strömt. Stattdessen wird ein solcher Leckagestrom über die zwischen den beiden O-Ringen 90, 92 im Ventilstift 20 befindliche Querbohrung 146 nach außen abgeführt. Ein weiterer O-Ring 158 des zweiten Steuerventils 22 befindet sich weiterhin in Dichtung, sodass die Leitung 124 bei betätigtem zweitem Steuerventil 22 von Außenluft getrennt ist.

Wird ausgehend von der Situation aus Fig. 4 innerhalb einer kurzen Zeitspanne der Aufsetzfühler 24 betätigt, gelangt das Kraftübertragungselement 30 in die in Fig. 5 gezeigte Stellung und nimmt die Wippe 36 nach oben mit, sodass der Schaltstift 42 des ersten Steuerventils 44 nach oben verlagert und das erste Steuerventil 44 betätigt wird. Dadurch fährt der O-Ring 136 in Dichtung, während der O-Ring 138 aus der Dichtung gelangt. Somit wird der Gehäuseinnenraum 64 über die radiale Bohrung 144 mit der Leitung 134 verbunden, was zu einer Belüftung der ersten Steuerleitung 82 und damit zum Auslösen eines Eintreibvorgangs führt.

Ein weiterer Effekt der Belüftung der Leitung 134 ist, dass über den Ringspalt 130, die radiale Bohrung 132 und eine axiale Bohrung 148, die sich mittig über einen Großteil der Länge durch das Sicherheits Stellglied 34 hindurch erstreckt, sowie durch eine weitere radiale Bohrung 150 im Sicherheitsstellglied 34 und den als Rückschlagventil wirkenden O-Ring 152 die Sicherheitssteuerkammer 62 belüftet wird. Der Druck in der Sicherheits Steuerkammer 62 wird gleichsam aufgefrischt, sodass der Zeitraum, in dem eine weitere Kontaktauslösung möglich ist, von neuem zu laufen beginnt.

Erfolgt innerhalb dieses Zeitraums keine Betätigung des Aufsetzfühlers 24, sinkt der Druck in der Sicherheitssteuerkammer 62 schließlich so weit ab, dass die Gegenkraft die Stellkraft überwiegt und das Sicherheits Stellglied 34 in seine Sperrstellung gelangt. Dies ist in Fig. 6 gezeigt. Wird jetzt der Aufsetzfühler 24 und mit ihm das erste Steuerventil 44 erneut betätigt, kommt es wiederum zu einer Belüftung der Leitung 134. Wegen der beiden in Dichtung befindlichen O-Ringe 154, 156 auf dem mittleren Abschnitt 68 des Sicherheitsstellglieds 34 bleibt dies jedoch folgenlos. In der Sperrstellung sperrt das Sicherheits Stellglied 34 die Leitung 134 sowohl von der ersten Steuerleitung 82 als auch von der Sicherheits Steuerkammer 62 ab. Ein weiterer Eintreibvorgang kann daher erst wieder ausgelöst werden, wenn der Auslöser 14 losgelassen wird und der Druck in der Sicherheitssteuerkammer 62 über das zweite Steuerventil 22 wiederhergestellt ist, sodass sich das Sicherheits Stellglied in seine Offenstellung verlagert.

Liste der Bezugszeichen:

10 Druckluftnagler

12 Handgriff

14 Auslöser

16 Schwenkachse

18 Schaltfläche

20 Schaltstift

22 zweites Steuerventil

24 Aufsetzfühler

26 Mündung

28 Mündungswerkzeug

30 Kraftübertragungselement

32 Langloch

34 Sicherheits Stellglied

36 Wippe

38 Schwenkachse

40 Schaltfläche

42 Schaltstift

44 erstes Steuerventil

46 Aufnahme

48 Magazin

50 Eintreibstößel

52 Arbeitskolben

54 Arbeits zylinder

56 Hauptventil

58 Vorsteuerventil

60 radiale Bohrung

62 Sicherheits Steuerkammer

64 Gehäuseinnenraum Hülse

mittlerer Abschnitt

Ringspalt

Raum

unterer Kolbenabschnitt

O-Ring

oberer Kolbenabschnitt

O-Ring

erste Steuerleitung

Steuerraum

Drossel

Hülse

O-Ring

Steuerkolben

Führungshülse

Führungsstift unterer O-Ring

Feder

mittlerer O-Ring oberer O-Ring

Hauptsteuerleitung radiale Bohrung

Raum

Hauptventil-Stellglied

O-Ring

Feder

Ringfläche

Leitung

Ringspalt 128 Bohrung

130 Ringspalt

132 radiale Bohrung

134 Leitung

136 O-Ring

138 O-Ring

140 O-Ring

142 Gehäusekappe

144 radiale Bohrung

146 Querbohrung

148 axiale Bohrung

150 radiale Bohrung

152 O-Ring

154 O-Ring

156 O-Ring

158 O-Ring

Claims

Ansprüche:

1. Druckluftnagler (10) mit

• einem Arbeitskolben (52), der mit einem Eintreibstößel (50) zum Eintreiben eines Befestigungsmittels verbunden ist und beim Auslösen eines Eintreibvorgangs mit Druckluft beaufschlagt wird,

• einer Auslöseeinrichtung zum Auslösen eines Eintreibvorgangs,

• einem Sicherheitsstellglied (34), das zwischen einer Sperrstellung und einer Offenstellung verlagerbar und dazu ausgebildet ist, in der Sperrstellung derart in einen Auslöse- und Eintreibvorgang einzugreifen, dass eine ordnungsgemäße Betätigung der Auslöseeinrichtung keinen Eintreibvorgang auslöst,

• einer Sicherheits Steuerkammer (62), die über eine Drossel (86) be- oder entlüftet wird, wobei der Druck in der Sicherheitssteuerkammer (62) eine Stellkraft auf das Sicherheitsstellglied (34) ausübt,

• Mittel zum Erzeugen einer Gegenkraft, die auf das Sicherheitsstellglied (34) einwirkt und der Stellkraft entgegengesetzt gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass

• die Mittel zum Erzeugen einer Gegenkraft so ausgebildet sind, dass die Größe der Gegenkraft linear von einem Betriebsdruck des Druckluft- naglers (10) abhängig ist.

2. Druckluftnagler (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Erzeugen einer Gegenkraft so ausgebildet sind, dass die Größe der Gegenkraft im Bereich von 10 % bis 90 % der Stellkraft liegt, wenn in der Sicherheitssteuerkammer (62) Betriebsdruck herrscht.

3. Druckluftnagler (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Erzeugen einer Gegenkraft einen Steuerraum (84) aufweisen, wobei der Druck in dem Steuerraum (84) auf das Sicherheitsstellglied (34) einwirkt.

4. Druckluftnagler (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in der Sicherheitssteuerkammer (62) auf eine erste effektive Fläche des Sicherheitsstellglieds (34) und der Druck in dem Steuerraum (84) auf eine zweite effektive Fläche des Sicherheitsstellglieds (34) einwirkt, wobei die zweite effektive Fläche kleiner ist als die erste effektive Fläche.

5. Druckluftnagler (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der zweiten effektiven Fläche im Bereich von 10 % bis 90 % der Größe der ersten effektiven Fläche beträgt.

6. Druckluftnagler (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Steuerraum (84) stets Betriebsdruck herrscht, wenn der Druckluftnagler (10) an eine Druckluftversorgung angeschlossen ist.

7. Druckluftnagler (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Feder vorhanden ist, die eine zusätzliche Kraft auf das Sicherheitsstellglied (34) ausübt.

8. Druckluftnagler (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslöseeinrichtung einen Auslöser (14) und einen Aufsetzfühler (24) aufweist, die bei gemeinsamer Betätigung ein erstes Steuerventil (44) ansteuern und einen Eintreibvorgang auszulösen können, wobei das Sicherheitsstellglied (34) dazu ausgebildet ist, in der Sperrstellung einen mechanischen Eingriff zwischen der Auslöseeinrichtung und dem ersten Steuerventil (44) aufzuheben.

9. Druckluftnagler (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckluftnagler (10) eine erste Steuerleitung (82) aufweist, deren Be- oder Entlüftung einen Eintreibvorgang auslöst, wobei das Sicherheits Stellglied (34) dazu ausgebildet ist, in der Sperrstellung eine Verbindungsleitung zwischen der ersten Steuerleitung (82) und der Auslöseeinrichtung abzusperren.

10. Druckluftnagler (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslöseeinrichtung einen Auslöser (14) und einen Aufsetzfühler (24), die bei gemeinsamer Betätigung ein erstes Steuerventil (44) ansteuern und einen Eintreibvorgang auslösen, falls der Druck in der Sicherheitssteuerkammer (62) oberhalb einer vorgegebenen Druckschwelle liegt, und ein zweites Steuerventil (22) aufweisen, das bei einer Betätigung des Auslösers (14) unabhängig von einer Betätigung des Aufsetzfühlers (24) angesteuert wird, wobei die Sicherheitssteuerkammer (62) unabhängig von der Stellung des zweiten Steuerventils (22) fortlaufend über die Drossel (86) entlüftet und bei Ansteuerung des zweiten Steuerventils (22) von einem unter Druck stehenden Gehäuseinnenraum (64) getrennt wird.

11. Druckluftnagler (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Öffnungsquerschnitt der Drossel (86) so bemessen ist, dass die Stellkraft nach Ablauf eines Zeitraums im Bereich von 1 Sekunde bis 10 Sekunden nach Ansteuerung des zweiten Steuerventils (22) die Gegenkraft unterschreitet.

12. Druckluftnagler (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch ein Rückschlagventil, über das die Sicherheitssteuerkammer (62) beim Auslösen eines Eintreibvorgangs belüftet wird.