DE4308708A1

DE4308708A1 -

Info

Publication number: DE4308708A1
Application number: DE4308708A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Tanaka
Original assignee: Max Co Ltd
Current assignee: Max Co Ltd
Priority date: 1992-03-18
Filing date: 1993-03-18
Publication date: 1993-09-23
Also published as: GB2265106B; GB2265106A; GB9305319D0; US5437339A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine druckluftbetriebene An triebsvorrichtung, die insbesondere für den Einsatz in einer Nagelmaschine oder ähnlichem vorgesehen ist.

Derartige Antriebsvorrichtungen sind bereits bekannt. In ihnen wird Druckluft dazu genutzt, um einen Gegenstand, beispielsweise einen Nagel, impulsweise bzw. stoßartig zu bewegen.

Nach dem Stand der Technik wird bei einer druckluftbetrie benen Antriebsvorrichtung für eine Nagelmaschine ein Kolben in einem Zylinder impulsweise durch Luftdruck derart ange trieben, daß ein zur Fixierung vorgesehenes Metallstück, z. B. ein Nagel, in Gegenstände, wie Wände, Platten usw., gehämmert bzw. getrieben wird. Gemäß Fig. 11(a) weist eine derartige konventionelle Nagelmaschine eine Antriebsvor richtung mit im wesentlichen den folgenden Elementen auf: einen Antriebszylinder 80, der fest bzw. ortsfest in einem Gehäuse (hier nicht gezeigt) montiert ist und einen an einen Treiber 82 gekoppelten Antriebskolben 81, der gleit fähig bzw. verschiebbar in einem Antriebszylinder 80 ange ordnet ist, derart, daß der letztere Zylinder 80 in eine obere und eine untere Kammer aufgeteilt wird. Druckluft wird in den Antriebszylinder oberhalb des Antriebskolbens 81 eingeführt, d. h. in die obere Kammer, so daß der An triebskolben 81 in Fig. 11 nach unten bewegt wird. Dies bewirkt, daß der Treiber 82 den Nagel in den Gegenstand hämmert bzw. treibt. Antriebszylinder und Antriebskolben werden häufig auch als Stoß- bzw. Impulszylinder und Stoß- bzw. Impulskolben bezeichnet.

Somit bewegt also die in die obere Kammer des Zylinders 80 eingeführte Druckluft den Antriebskolben 81 in Fig. 11 nach unten. Als Reaktion auf die Bewegung des Antriebskolbens 81 wird eine Reaktions- bzw. Rückstoßkraft erzeugt, die auf die innere Oberfläche der oberen Kammer des Antriebszylin ders 80 wirkt, der im wesentlichen geschlossen ist. Hier durch wird der Antriebszylinder 80 nach oben bewegt. Wäh rend der impulsartigen Bewegung des Antriebskolben 81 wird das Gehäuse und eine Stoßdämpfervorrichtung 83 durch diese Rückstoßkraft nach oben bewegt, wobei die Stoßdämpfervor richtung 83 am unteren Ende im Antriebszylinder 80 vorgese hen ist. Als Folge davon wird der Antriebskolben durch die Stoßdämpfervorrichtung 83 in einer Position gestoppt, die höher liegt als die ursprüngliche Halteposition, was nach teilig die Schlagkraft der Nagelmaschine reduziert.

Um den Rückschlag der bekannten Nagelmaschine aufgrund der vorstehend beschriebenen Rückstoßkraft möglichst klein zu halten, ist es für den Bediener notwendig, die Nagelmaschi ne fest gegen den Gegenstand zu drücken. Aus diesem Grunde ist eine derartige Nagelmaschine insbesondere bei der Ver wendung für vertikale Wände oder Zimmerdecken für den Bed iener ausgesprochen anstrengend und unpraktisch, - ebenso wie das Hantieren mit einer derartigen Nagelmaschine auf unstabilen Leitern oder Gerüsten. Weiters ist in der Regel die Kraft, mit welcher der Bediener die Nagelmaschine gegen einen Gegenstand drückt, veränderlich, so daß gleichermaßen die Stärke des Rückschlages der Nagelmaschine variiert, - ebenso wie die Schlagkraft der Nagelmaschine.

Um die vorstehend beschriebenen aufgrund der Rückstoßkraft auftretenden Schwierigkeiten zu vermeiden, wurde nach dem Stand der Technik eine Nagelmaschine vom rückstoßfreien Typ mit konstanter Schlagkraft vorgeschlagen. Eine derartige Nagelmaschine wird beispielsweise in der japanischen Ge brauchsmusteranmeldung OPI Nr. 29 272-1991 (wobei die Be zeichnung "OPI" auf eine nichtgeprüfte veröffentliche An meldung hinweist) beschrieben wird. Diese Nagelmaschine wird in Fig. 11(b) dargestellt und ist folgendermaßen auf gebaut: ein Antriebskolben 91 ist verschiebbar in einem Antriebszylinder 90 angeordnet, der seinerseits in einem Gehäuse 94 verschiebbar angeordnet ist. Eine Kolbenstopp dämpfervorrichtung 93 ist Gehäuse 94 angeordnet. Druckluft, die in den Antriebszylinder eingeführt wird, bewegt den An triebskolben 91 nach unten. Als Reaktion auf diese Abwärts bewegung des Antriebskolben wird eine Rückstoßkraft er zeugt, die den Antriebszylinder 90 im Gehäuse 94 nach oben bewegt. Das heißt, daß die hierdurch erzeugte Rückstoß kraft, die auf den Antriebszylinder 90 einwirkt, nicht auf das Gehäuse 94 übertragen wird.

Somit wird die Position der Kolbenstoppdämpfer 93 relativ zum Gegenstand nicht verändert. Das heißt, die Kolbenstop position ist zu allen Zeiten konstant, und dementsprechend wird auch die Schlagkraft der Nagelmaschine konstant gehal ten. Andererseits bildet sich jedoch eine Anregungskraft zwischen dem Antriebszylinder 90 und dem Gehäuse 94 aus, die durch die Druckluft und durch eine Kompressionsfeder 95 für die Rückführung des beweglichen Antriebszylinders 90 in die anfängliche untere Totlage geliefert wird. Somit wird die aufgrund des Rückstoßes vervorgerufene Bewegung des beweglichen Antriebszylinders 90 durch die vorstehend be schriebenen Anregungsmittel, beispielsweise die Kompres sionsfeder 95, auf das Gehäuse 94 übertragen. Somit ist das Gehäuse 94 nicht vollständig rückstoßfrei.

Nach dem Stand der Technik wurde bereits eine andere Tech nik vorgeschlagen, um dieses Problem zu vermeiden. Bei dieser Technik ist die vorstehend beschriebene Antriebsvor richtung in folgender Art und Weise erweitert: der An triebszylinder 90 wird mit Hilfe von Druckluft nach unten getrieben und in Synchronisation mit dem Antrieb des An triebskolbens 91 wird diese Anregungsdruckluft in die äuße re Atmosphäre entladen, so daß das Gehäuse vollständig rückstoßfrei ist. Jedoch ist die Technik insofern nachtei lig, daß diese Antriebsvorrichtung relativ kompliziert im Aufbau ist und die Herstellungskosten für eine Nagelmaschi ne dementsprechend hoch sind.

Ein weiterer Gesichtspunkt besteht darin, daß ein Werkzeug mit einer derartigen Antriebsvorrichtung, beispielsweise eine Nagelmaschine, unter verschiedensten Arbeitsbedingun gen zum Einsatz kommt. Wird z. B. ein Abdeckmaterial auf ein Untergrundmaterial mit Hilfe einer Nagelmaschine aufge nagelt, so kann das Abdeckmaterial derartig deformiert sein, daß sich zwischen den beiden Materialien ein Raum ausbildet. In diesem Falle ist es wesentlich, die beiden Materialien in engem Kontakt miteinander zu halten, indem die Nagelmaschine gegen die Oberfläche des Abdeckmaterial gedrückt wird. Selbst beim Nagelvorgang mit der vorstehend beschriebenen bekannten Nagelmaschine vom rückstoßfreien Typ ist es notwendig, die Nagelmaschine gegen den Gegen stand zu drücken. Steht der Bediener einer derartigen Na gelmaschine beim Nagelvorgang auf einer unstabilen Leiter oder einem Gerüst, so ist der Nagelvorgang äußerst mühsam und gefährlich.

Von diesem Stand der Technik ausgehend zielt die Erfindung darauf ab, eine druckluftbetriebene Antriebsvorrichtung zu schaffen, die insbesondere für den Einsatz in einer Nagel maschine oder ähnlichem geeignet ist, wobei die vorstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise vermieden wer den.

Dieses Ziel wird erreicht durch eine druckluftbetriebene Antriebsvorrichtung mit im wesentlichen folgenden Elementen: ein Antriebszylinderkörper bzw. eine Zylinderanordnung, die im Gehäuse eines Gerätes, insbesondere einer Nagelmaschine fest angeordnet ist; einen Antriebskolben, der im Antriebs zylinderkörper verschiebbar angeordnet ist, wobei dieser Antriebskolben dadurch angetrieben wird, daß Druckluft an die obere Endfläche des Antriebskolbens im Antriebszylin derkörper zugeführt wird; und ein Rückstoßabsorptionsglied bzw. -mittel, das im Antriebszylinderkörper oberhalb des Antriebskolbens vorgesehen ist mit einer nach unten gerich teten Nutzfläche, die größer ist als die nach oben gerich tete Nutzfläche des Antriebskolbens und desweiteren der oberen Begrenzungsfläche des Antriebskolbens gegenüber liegt. Dabei ist das Rückstoßabsorptionsglied entlang der Antriebsachse des Antriebskolbens verschiebbar. In einer derartigen erfindungsgemäßen rückstoßfreien Antriebsvor richtung ist der Antriebskolben somit verschiebbar im An triebszylinderkörper angeordnet und wird durch Luftdruck impulsweise derart angetrieben, daß beispielsweise ein Nagel mit einem an den Antriebskolben gekoppelten Treiber in eine Wand gehämmert bzw. getrieben wird.

Hierdurch wird verhindert, daß das Gehäuse einer insbeson dere Nagelmaschine von der Oberfläche eines Gegenstandes durch bei der Bewegung des Antriebskolbens erzeugten Rück stoß entfernt wird. Außerdem wird sogar besonders vorteil haft eine Aktionskraft (in Gegenrichtung zur Reaktions- bzw. Rückstoßkraft) erzeugt, um das Gehäuse in Synchronisa tion mit dem Antrieb des Antriebskolbens in Richtung gegen den Gegenstand zu bewegen.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungs gemäßen druckluftbetriebenen Antriebsvorrichtung besteht darin, daß ein Antriebszylinder, der im Gehäuse eines Ge rätes, insbesondere einer Nagelmaschine, fixiert ist, und daß ein verschiebbarer Antriebskolben vorgesehen ist. Wei ters ist ein Sub- bzw. Unterzylinder mit größerem Innen durchmesser als der Antriebszylinder am oberen Ende des An triebszylinders derart ausgebildet, daß der Subzylinder koaxial mit dem Antriebszylinder angeordnet ist. Antriebs- und Subzylinder stellen somit das erfindungsgemäße Antriebs zylinderglied bzw. die Zylinderanordnung dar. Desweiteren ist als Rückstoßabsorptionsmittel ein Gewichts- bzw. Last kolben mit größerem Außendurchmesser als der Antriebskolben im Subzylinder verschiebbar angeordnet, und die Wand der Zylinderanordnung weist ein Luftzufuhrloch auf, um Druck luft in die Zylinderanordnung zwischen dem Antriebskolben und dem Gewichtskolben einzuführen.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung be steht in einer druckluftbetriebenen Antriebsvorrichtung, wobei ein Antriebszylinder mit offenem oberen Ende, worin ein Antriebskolben verschiebbar angeordnet ist, in einem Gehäuse fest montiert ist. Weiters ist eine bewegliche Hülse mit größerem Innendurchmesser als der Antriebszylin der derart rund um den Antriebszylinder vorgesehen, daß die bewegliche Hülse in axialer Richtung verschiebbar ist. Das obere Ende der beweglichen Hülse ist geschlossen, so daß sich eine druckluftaktive Fläche an der inneren Oberfläche der beweglichen Hülse ausbildet. Diese druckluftaktive Fläche ist nach unten gerichtet und flächenmäßig größer als die Querschnittsfläche des Antriebskolbens. Weiters ist ein Luftzufuhrloch in der Seitenwand der beweglichen Hülse ausgebildet, um Druckluft an die obere Endfläche des An triebskolbens im Antriebszylinder, sowie in die bewegliche Hülse zu führen.

Beim Antrieb des Antriebskolbens aufgrund des durch die Druckluft ausgeübten Druckes wird das Rückstoßabsorptionsglied, dessen Nutzfläche größer ist als die Querschnitts fläche des Antriebskolbens, in die (zur Bewegung des An triebskolbens) entgegegesetzte Richtung getrieben, und zwar unter Nutzung dieses durch die Druckluft ausgeübten Druckes. Hierdurch wird besonders vorteilhaft die gesamte Rückstoßkraft, die bei der Bewegung des Antriebskolbens verursacht wird, durch einen Teil der Rückstoßkraft absor biert, die beim Antrieb des Rückstoßabsorptionsgliedes in die entgegengesetzte Richtung erzeugt wird. Das heißt, daß die Erzeugung bzw. Wirkung der Rückstoßkraft aufgrund des Antriebes des Antriebskolbens vollständig eleminiert werden kann. Andererseits wird der Rest der Rückstoßkraft, die beim Antreiben des Rückstoßabsorptionsgliedes erzeugt wird, an das Gehäuse angelegt, so daß das Gehäuse nach unten bewegt wird in Synchronisation mit dem Antrieb des An triebskolbens.

Besonders vorteilhaft ist der Einsatz der erfindungsgemäßen druckluftbetriebenen Antriebsvorrichtung in einer Nagelma schine. Dabei wird keinerlei Rückstoßkraft erzeugt, die den Nagelmaschinenkörper nach oben bewegt, so daß der Antriebs kolben zu allen Zeiten in einer vorgegebenen Position ange halten wird. Mit einer derartigen Nagelmaschine kann ein Nagel mit konstanter Schlagkraft eingetrieben bzw. gehäm mert werden. Wird zusätzlich die Differenz im Durchmesser zwischen dem Antriebskolben und dem Rückstoßabsorptionsglied derart vergrößert, daß eine nach unten gerichtete Kraft am Gehäuse einwirkt, ist es unnötig, die Nagelmaschi ne fest gegen einen Gegenstand, z. B. eine Wand oder eine Platte, während dem Nagelvorgang zu drücken.

Vorzugsweise ist der erfindungsgemäße Gewichtskolben wenig stens teilweise aus metallischem Material mit hohem spezi fischem Gewicht gefertigt. Bevorzugt weist ein derartiger Gewichtskolben auf: einen Hohlkolbenkörper aus Eisen, Alu minium oder ähnlichem, und ein Kernteil aus metallischem Material mit hohem spezifischen Gewicht, das im Kolbenkör per eingefügt ist.

Bei einem weiteren besonders bevorzugten Ausführungsbei spiel der Erfindung ist der Gewichtskolben axial in mehrere Abschnitte aufgeteilt, wobei wenigstens einer der mehreren Abschnitte aus einem metallischen Material mit hohem spe zifischem Gewicht gefertigt ist. Wird nun der Antriebskol ben durch Druckluft angetrieben, so treibt die Druckluft den Gewichtskolben in die Richtung entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Antriebskolben, so daß die Rückstoß kraft absorbiert wird, die als Reaktion auf die Bewegung des Antriebskolbens erzeugt wird. Besonders vorteilhaft liegt dementsprechend diese Rückstoßkraft überhaupt nicht am Gehäuse an. Außerdem ist der Gewichtskolben aus dem metallischen Material mit hohem spezifischen Gewicht gefer tigt, so daß das Gewicht pro Volumen des Gewichtkolbens erhöht und damit der durch den Gewichtskolben während des Betriebs des Antriebskolbens abgedeckte Kolbenhub verrin gert werden kann. Zusätzlich kann aus demselben Grund die Höhe des Gewichtskolbens bei gleichbleibendem äußeren Durchmesser verringert werden.

Somit kann bei der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung so wohl die Höhe, als auch der Kolbenhub des Gewichtskolbens verringert werden. Demzufolge kann besonders vorteilhaft ein Gerät, in welchem die erfindungsgemäße Antriebsvorrich tung zum Einsatz kommt, beispielsweise in einer Nagelma schine, ebenso in der Höhe geringgehalten werden. Das heißt, ein derartiges Gerät ist sowohl von geringer Größe, als auch von geringem Gewicht. Hierdurch wird ein Gerät mit der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung besonders einfach und praktisch handhabbar, insbesondere mit geringem Kraft aufwand.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Aus führungsbeispiele. In dieser Beschreibung wird auf die beiliegende schematische Zeichnung Bezug genommen. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein exemplarisches Diagramm für die Veranschauli chung des fundamentalen Prinzips eines Rückstoß absorptionsvorganges einer erfindungsgemäßen An triebsvorrichtung;

Fig. 2 eine vertikale Querschnittsansicht, die ein Be spiel für eine Nagelmaschine veranschaulicht, in welcher ein erstes Ausführungsbeispiel der erfin dungsgemäßen Antriebsvorrichtung zum Einsatz kommt;

Fig. 3 eine vertikale Querschnittsansicht von wesentli chen Komponenten der Nagelmaschine in Fig. 2 zur Veranschaulichung eines Betriebszustandes einer derartigen Nagelmaschine;

Fig. 4 eine vertikale Querschnittsansicht von wesentli chen Komponenten einer Nagelmaschine, in welcher ein anderes Ausführungsbeispiel der erfindungs gemäßen Antriebsvorrichtung zum Einsatz kommt;

Fig. 5 eine vertikale Querschnittsansicht von wesentli chen Komponenten der Nagelmaschine in Fig. 4 zur Veranschaulichung eines Betriebszustandes einer derartigen Nagelmaschine;

Fig. 6a, b die Meßergebnisse der Verschiebung bzw. Verrüc kung eines Gehäuses einer Antriebsvorrichtung in einer Nagelmaschine. Insbesondere ist Fig. 6(a) eine graphische Darstellung der Meßergebnisse, die sich für die Antriebsvorrichtung einer konven tionellen Nagelmaschine ergeben, und Fig. 6(b) ebenso eine graphische Darstellung der Meßergeb nisse, die sich für die erfindungsgemäße An triebsvorrichtung ergeben;

Fig. 7 eine vertikale Querschnittsansicht einer Nagelma schine, in welcher ein weiteres Ausführungsbei spiel der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung zum Einsatz kommt;

Fig. 8 eine perspektivische Explosionsdarstellung, wel che die Struktur eines Gewichtskolbens in der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung veranschau licht;

Fig. 9 eine vertikale Querschnittsansicht einer Nagelma schine, in welcher noch ein weiteres Ausführungs beispiel der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung zum Einsatz kommt;

Fig. 10 eine perspektivische Explosionsdarstellung, wel che die Struktur eines Gewichtskolbens in der An triebsvorrichtung von Fig. 9 veranschaulicht; und

Fig. 11a, b exemplarische Diagramme zur Veranschauli chung der Erzeugung von Rückstoßkräften durch konventionelle Antriebsvorrichtungen.

Fig. 1 veranschaulicht die Anordnung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Antriebsvorrich tung in einer Nagelmaschine.

Gemäß Fig. 1 ist ein Antriebskolben 2 mit einem sich nach unten erstreckenden Treiber 3 gekoppelt, wobei der An triebskolben 2 in einem Antriebszylinder 1 verschiebbar bzw. gleitfähig angeordnet ist, der an einem Gehäuse orts fest befestigt ist. Unterhalb des Gehäuses ist ein zylin drisches Nasen- bzw. Vorsprungsglied 4 für die Gleitführung des Treibers 3 vorgesehen. Eine Dämpfungsvorrichtung 5 ist an der oberen Endfläche des Nasengliedes 4 vorgesehen. Dabei ist die Dämpfungsvorrichtung 5 für die Absorption der Antriebs- bzw. Schlagkraft des Antriebskolbens 2 ausgebil det, wodurch dieser Antriebskolben 2 gestoppt wird. Das obere Ende des Antriebszylinders 1 geht in das untere Ende des Subzylinders 6 über, wobei dessen Innendurchmesser größer ist als der Antriebszylinder 1, so daß sich eine Zylinderanordnung bzw. ein Antriebszylinderkörper ausbil det. Weiters ist ein Rückstoßabsorptionsglied bzw. -mittel, vorzugsweise ein Gewichtskolben 7, dessen äußerer Durch messer größer ist als derjenige des Antriebskolbens 2, im Subzylinder 6 verschiebbar angeordnet. Eine Kompres sionsfeder 8 ist zwischen der oberen Endfläche des Ge wichtskolbens 7 und der unteren Begrenzungsfläche der obe ren Gehäusewand eingefügt, so daß der Gewichtskolben 7 zu allen Zeiten gegen die untere Totlage getrieben wird. Ande rerseits wird der Antriebskolben 2 normalerweise durch eine Kolbenrücklaufvorrichtung (hier nicht gezeigt) in seine obere Totlage gesetzt. Die Zylinderanordnung weist einen Luftzufuhreinlaß 9 auf zwischen der Standby- bzw. Warte position des Antriebskolbens 2 und der unteren Totlage des Gewichtskolbens 7. Insbesondere ist der Luftzufuhreinlaß 9 im Verbindungsabschnitt zwischen den zwei Zylindern 1 und 6 ausgebildet, so daß Druckluft in die Zylinderanordnung mit Hilfe eines Hauptventilmechanismus (hier nicht gezeigt) hinein geleitet wird. Die der Zylinderanordnung zugeführte Druckluft treibt den Antriebskolben 2 nach unten, so daß der an das untere Ende des Antriebskolbens 2 gekoppelte Treiber 3 einen Nagel von dem Nasenglied 3 in einen be stimmten Gegenstand, beispielsweise eine Wand oder eine Holzplatte, hineintreibt. Gleichzeitig dazu bewegt die Druckluft den Gewichtskolben 7 im Subzylinder 6 nach oben.

Im Antriebszylinder 1 übt die Druckluft eine nach unten gerichtete Kraft F1 auf den Antriebskolben 2 aus, die dem effektiven Durchmesser des Antriebskolbens 2 entspricht. Des weiteren übt die Druckluft eine nach unten gerichtete Aktionskraft F2 auf die Schulter 1′ der Zylinderanordnung aus, welche der Durchmesserdifferenz zwischen dem Antriebs zylinder 1 und dem Subzylinder 6 entspricht, so daß der Antriebszylinder nach unten getrieben wird. Zusätzlich dazu übt die Druckluft auf den Gewichtkolben 7 eine nach oben gerichtete Kraft F3 aus, die dem effektiven Durchmesser des Gewichtskolbens 7 entspricht, d. h. der Gewichtskolben 7 wird durch diese nach oben gerichtete Antriebskraft F3 nach oben bewegt. Die Summe der effektiven Flächen bzw. Nutz flächen von Antriebskolben 2 und Schulter 1′ ist gleich der effektiven Fläche des Gewichtskolbens 7, und somit ist die Summe von F1 und F2 gleich F3. Wenn nun diese Glieder durch die Kräfte F1, F2 und F3 angetrieben werden, so wer den (nach dem Prinzip von "actio = reactio") Reaktions kräfte vom selben Betrag und mit zu diesen Kräften F1, F2 und F3 entgegengesetzter Richtung erzeugt. In diesem Falle wird die Summe der nach oben gerichteten Reaktionskräfte, die den Kräften F1 und F2 entsprechen, durch die nach unten gerichtete Reaktionskraft, die der Kraft F3 entspricht, ausgelöscht, so daß sich keine nach oben gerichtete Reak tionskraft ausbildet, die auf den Antriebszylinder 1 oder das Gehäuse einwirkt. Andererseits wird jedoch das Gehäuse nach unten bewegt durch den Antriebszylinder 1 aufgrund der Antriebskraft F2, die den Antriebszylinder nach unten treibt, wenn die Druckluft auf die Schulter 1′ des An triebszylinders 1 einwirkt.

Der Gewichtskolben 7 wird durch die Kompressionsfeder 8 in Richtung gegen die untere Totlage gespannt bzw. gezwungen. Falls nun der Gewichtskolben 7 nach oben bewegt wird, wird eine Rückstoßkraft erzeugt, um das Gehäuse nach unten zu bewegen. Diese Rückstoßkraft kann jedoch vollständig elimi niert werden durch Auslöschung der Kraft, die an der Schul ter 1′ anliegt (diese entspricht der Differenz im Durchmes ser (in der nachfolgenden Beschreibung als "Durchmesserdif ferenz" bezeichnet) zwischen den Zylindern 1 und 6) durch die Druckluft, um den Antriebszylinder 1 nach unten zu treiben, und durch die nach oben gerichtete Antriebskraft, die durch die gegenseitige Kompressionsfeder 8 dort an liegt. Vergrößert man die vorstehend erwähnte Durchmesser differenz, wodurch die nach unten gerichtete Antriebskraft am Antriebszylinder vergrößert wird, kann zusätzlich das Gehäuse in Synchronisation mit dem Nagelvorgang gegen den Gegenstand gedrückt werden.

Falls der Gewichtskolben 7 aus einem Material, wie z. B. aus Eisen, gefertigt ist, so daß sein Gewicht ausreichend groß ist (in Bezug auf den Antriebskolben 14 mit dem Treiber 17 in Fig. 2 und 3), kann die Kompressionsfeder 8 auch elimi niert werden.

Ein Beispiel für eine Nagelmaschine, in der ein Ausfüh rungsbeispiel des erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung zum Einsatz kommt, wird nachfolgend mit Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 näher beschreiben. Gemäß Fig. 2 ist ein Antriebszylinder 15 in einem Gehäuse 11 fixiert, das einen äußeren Mantel der Nagelmaschine ausbildet und eine Haupt kammer 13 in einem Griff 12 für die Druckluftspeicherung aufweist. Ein Antriebskolben 14 ist an einen Treiber 16 gekoppelt, der sich in Richtung nach unten ausdehnt. Dieser Antriebskolben 14 ist in dem Antriebszylinder 15 verschieb bar angeordnet. Ein zylindrisches Nasen- bzw. Vorsprung selement 17 ist fest mit dem unteren Ende des Gehäuses 11 gekoppelt. Dabei dient das Nasenglied 17 der Gleitführung des Treibers 16, der mit dem Antriebskolben 14 verbunden ist. Eine Öffnung 18 ist in einem Teil des Nasengliedes 17 ausgebildet, um einen Nagel in das Nasenglied 17 einzufüh ren. Insbesondere ist ein Nagelzufuhrmechanismus 19 vor gesehen, um eine Reihe von Nägeln nacheinander aus einem Magazin (hier nicht gezeigt) in das Nasenglied 17 zuzufüh ren. Eine Dämpfungsvorrichtung ist am Boden bzw. am unteren Ende des Gehäuses 11 vorgesehen und trägt das untere Ende des Antriebszylinders 15. Dabei dient die Dämpfungsvorrich tung 20 der Absorption des Stoßes bzw. Impulses des An triebskolbens 14, um diesen zu stoppen.

Ein Subzylinder 21, der im Innendurchmesser größer ist als der Antriebszylinder 15 ist derart koaxial am Antriebszy linder 15 montiert, das der Subzylinder 21 mit dem An triebszylinder 15 integral ist, so daß sich eine Zylinder anordnung ausbildet. Ein Gewichtskolben 22 ist im Subzylin der 21 verschiebbar angeordnet. Der Gewichtskolben 22 wird durch eine Kompressionsfeder 14 zu allen Zeiten gegen seine untere Totlage gespannt bzw. gezwungen, wobei diese Feder zwischen dem Gewichtskolben und einer Zylinderkappe 23 eingefügt ist, die das obere Ende des Gehäuses 11 ab schließt. Am Verbindungsstück der Zylinder 15 und 21 bildet sich eine Schulter 25 aus, die der Differenz im Durchmesser zwischen den zwei Zylindern entspricht. Ein Kolbenstopper 26 ist an der Schulter 25 befestigt, um den Gewichtskolben 22 an der unteren Totlage zu stoppen sowie den Antriebs kolben 14 an seiner oberen Totlage. Ein Kolbenhalter 26′ ist an der unteren Begrenzungsfläche der Kolbenstopper 26 ausgebildet, wobei der Kolbenhalter 26′ in einem an der oberen Begrenzungsfläche des Antriebskolbens 14 ausgebilde ten Vorsprung greift, um diesen in der oberen Totlage zu halten. Ein Luftzufuhrloch 27 ist in der Wand der Zylinder anordnung zwischen dem Antriebszylinder 15 und dem Subzy linder ausgebildet. Dabei wird dieses Luftzufuhrloch 27 verwendet, um Druckluft in die Zylinderanordnung einzufüh ren und um die Druckluft davon zu entladen. Das Luftzufuhr loch 27 ist wahlweise mit der Hauptkammer 13 oder mit einem Luftentladeloch 29 mit Hilfe eines Hauptventils 28 verbun den, das in dem ringförmigen Raum zwischen der äußeren zylindrischen Oberfläche des Subzylinders 21 und der inne ren Oberfläche der Zylinderkappe 23 angeordnet ist. Der Betrieb des Hauptventils 28 wird durch den Druck der Druck luft in einer Steuerkammer 30 gesteuert, worin der oberen Endabschnitt des Hauptventils 28 hineinragt. Die Steuerkam mer 30 steht über einen Luftdurchgangsweg 34 mit einem Triggerventil 33 in Verbindung, das mit Hilfe eines handbe triebenen Triggerhebels 31 gesteuert wird, sowie mit einer Sicherheitseinheit 32, die am Endabschnitt des Nasengliedes 17 montiert ist.

Der Gewichtskolben 22 wird aus einem Material, z. B. aus Eisen, gefertigt, so daß sein Gewicht ausreichend groß ist relativ zum Antriebskolben 14 mit dem Treiber 16. Um zu verhindern, daß der Antriebskolben 14 mit der inneren Ober fläche der Zylinderkappe 23 kollidiert, bevor er durch Aufprall an der Dämpfungsvorrichtung 20 gestoppt wird, ist der Antriebskolben 14 zusätzlich derart ausgeformt, daß er keinen großen Kolbenhub durchlaufen kann. Ein elastisches Glied 35 ist an der oberen Begrenzungsfläche des Gewichts kolbens 22 derart vorgesehen, daß das elastische Glied den Stoß absorbiert sowie das Geräusch vermindert, wenn der Gewichtskolben gegen die innere Oberfläche der Zylinderkap pe 23 aufschlägt.

Nachfolgend wird die Betriebsweise einer derartig konstru ierten Nagelmaschine beschrieben.

Normalerweise, oder wenn die Nagelmaschine außer Betrieb ist, wird - wie in Fig. 2 gezeigt - der Antriebskolben 14 in der oberen Totlage im Antriebszylinder 15 durch die Kolbenstopper 26 gehalten. Dagegen wird der Gewichtskolben 22 in der unteren Totlage durch die elastische Kraft bzw. Spannkraft der Kompressionsfeder 24 positioniert, wobei der Gewichtskolben 22 gegen die obere Begrenzungsfläche des Kolbenstoppers 26 anstößt. Andererseits wird das Hauptven til 28 in der unteren Totlage durch die Druckluft positio niert, die in die Steuerkammer 13 durch das Triggerventil 33 eingeführt wird. Hierdurch steht der Raum zwischen den beiden Kolben 14 und 22 durch das Luftentladeloch 29 mit der Außenluft in Verbindung, so daß dort Atmosphärendruck herrscht.

Falls nun der Triggerhebel 31 per Hand betätigt wird, - zusammen mit dem Betrieb der Sicherheitseinheit, d. h., falls das Triggerventil 33 aktiviert wird, wird Druckluft in der Steuerkammer 30 des Hauptventils 28 in die Außenluft durch den Luftdurchgangsweg entladen. Als Folge davon wird das Hauptventil 28 durch die Druckluft in der Hauptkammer 23 nach oben bewegt, wobei die Druckluft auf das untere Ende des Hauptventils 28 einwirkt. Da das Hauptventil 28 in dieser Art und Weise nach oben bewegt wird, wird das Luftzufuhrloch 27 vom Luftentladeloch 29 abgekoppelt und mit der Hauptkammer 13 verbunden, so daß die Druckluft in der Hauptkammer 13 in den Zylinder eingeführt wird. Der Antriebskolben 14 und der Gewichtskolben 22 werden impuls weise in entgegengesetzte Richtungen durch die hierdurch eingeführte Druckluft bewegt.

Falls der Antriebskolben 14 im Antriebszylinder 15 nach unten bewegt wird, wird ein Nagel durch den Treiber 16 gehämmert, der mit dem Antriebskolben 14 integral ist, wobei der Nagel zuvor in das Nasenglied 17 eingeführt wur de. Der Nagel wird also in einen Gegenstand getrieben, der an das untere Ende des Nasengliedes 17 gesetzt wird. Ande rerseits wird der Gewichtskolben 22 gegen die elastische Kraft der Kompressionsfeder 24 nach oben bewegt. Hierdurch wird die gesamte Rückstoßkraft, die durch das Antreiben des Antriebskolbens induziert wird, durch die Bewegung des Gewichtskolbens 22 vollständig absorbiert, wobei der Ge wichtskolben 22 im Durchmesser größer ist als der Antriebs kolben 14. Das heißt, daß keinerlei Rückstoßkraft, die das Gehäuse 11 nach oben bewegt, erzeugt wird. Ein Teil der Rückstoßkraft, die durch die Aufwärtsbewegung des Gewichts kolbens 22 mit größerem Durchmesser als der Antriebskolben 14 erzeugt wird, wird durch die Rückstoßkraft des Antriebs kolbens 14 ausgelöscht. Jedoch liegt die Rückstoßkraft, die sich aus der Differenz im Durchmesser zwischen den beiden Kolben 14 und 22 ergibt, an der Schulter 25 nach unten gerichtet an, wobei sich die Schulter 25 im Verbindungs abschnitt von Antriebszylinder 15 und Subzylinder 21 aus bildet. Diese Rückstoßkraft wird durch den Antriebszylinder 15 auf das Gehäuse 11 übertragen, so daß dieses nach unten bewegt wird.

Da der Gewichtskolben 22 in der vorstehend beschriebenen Art und Weise nach oben bewegt wird, liegt eine Kraft an der Zylinderkappe 23 an und dementsprechend auch am Gehäuse 11 über die Kompressionsfeder 24, die zwischen dem Ge wichtskolben 22 und der Zylinderkappe 23 eingefügt ist. Jedoch kann die Aufwärtsbewegung des Gehäuses 11 aufgrund des Rückstoßes vollständig eliminiert werden durch eine Wahl bzw. Bestimmung der vorstehend beschriebenen Durch messerdifferenz, derart, daß die durch die Kompressions feder 24 angelegte Kraft gleich ist der nach unten gerich teten Kraft, die durch die Schulter 25 am Verbindungsstück der Zylinder erzeugt wurde. Andererseits kann die Durchmes serdifferenz auch vergrößert werden, d. h. daß die nach unten gerichtete Rückstoßkraft, die sich aus der Durchmes serdifferenz ergibt, ebenfalls vergrößert wird, so daß sich besonders vorteilhaft eine nach unten gerichtete (Net to)rückstoßkraft für das Gehäuse 11 ergibt.

Falls nach dem Nagelvorgang der Triggerhebel 31 und die Sicherheitseinheit 32 losgelassen werden, d. h., falls der Triggerhebel 32 in den Ausgangszustand gesetzt wird, so wird wieder Druckluft in die Steuerkammer 30 des Hauptven tils 28 eingeführt, so daß das Hauptventil 28 in seine untere Position zurückkehrt. Darüberhinaus stehen die zwei Zylinder 15 und 21 durch das Luftentladeloch 28 mit der Außenluft in Verbindung, so daß die Druckluft aus den Zy lindern entladen wird. Andererseits wirkt die Druckluft in einer um den Antriebszylinder herum ausgebildeten Rücklauf kammer 36 auf die untere Oberfläche ein, um den An triebskolben 14 nach oben in die obere Totlage zu bewegen, so daß der Antriebskolben 14 gestoppt wird, indem er in den Verschlußabschnitt 26′ des Kolbenstoppers 26 einklinkt bzw. dort sperrt. Andererseits wird der Gewichtskolben 22 durch die elastische Kraft der Kompressionsfeder 24 in die untere Totlage zurückgeführt, wo er gegen die obere Begrenzungs fläche des Kolbenstoppers 26 aufschlägt.

Ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 nachfolgend beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Antriebszylinder 50 mit einem oberen offenen Ende in einem Gehäuse 51 fest bzw. ortsfest angeordnet. Ein Antriebskolben 53 mit einem Trei ber 52, der sich nach unten erstreckt, ist in dem Antriebs zylinder 15 verschiebbar angeordnet. Eine bewegliche Hülse 54 ist um den Antriebszylinder 50 herum vorgesehen. Diese bewegliche Hülse 54 ist in axialer Richtung des Antriebs zylinders 50 verschiebbar, wobei sie durch die äußere zy lindrische Oberfläche des Antriebszylinders 50 und durch die innere zylindrische Oberfläche einer Führungshülse 55 geführt wird, die die bewegliche Hülse 54 umgibt und fest am Gehäuse 51 befestigt ist.

Der Innendurchmesser der beweglichen Hülse 54 ist größer als derjenige des Antriebszylinders 50, und zwar im wesent lichen um die Wandstärke des Antriebszylinder 50. Oben ist die bewegliche Hülse 54 mit einer Hülsenkappe 56 verschlos sen. Der Raum in der beweglichen Hülse 54 und der Raum im Antriebszylinder 50 oberhalb des Antriebskolbens 53 bilden einen gemeinsamen Zylinderraum aus. Ein Kolbenstopper 57 mit einem Halter 57′ ist unterhalb der Hülsenkappe 56 vor gesehen. Dabei dient die Kolbenstopper der Absorption des Stoßes, der durch den Antriebskolben 53 bewirkt wird, sowie dem Verschließen bzw. dem Einklinken an einem Vorsprung, der an der oberen Endfläche des Antriebskolbens 53 ausge bildet ist, um den Antriebskolben 53 an der oberen Totlage zu halten. Ein Stoßabsorptionsglied ist an der oberen Be grenzungsfläche der Hülsenkappe 56 vorgesehen, um den beim Aufprall der beweglichen Hülse 54 gegen eine Zylinderkappe 58 erzeugten Stoß zu absorbieren. Eine Kompressionsfeder 60 ist zwischen der Hülsenkappe 56 und der inneren Oberfläche der Zylinderkappe 58 eingefügt, um die bewegliche Hülse 54 zu allen Zeiten nach unten zu treiben bzw. zu zwingen. Eine Stufe 61 ist an der äußeren zylindrischen Oberfläche des Antriebszylinders 50 ausgebildet, um das untere Ende der beweglichen Hülse 54 in ihrer unteren Totlage zu tragen. Ein Puffer 62 ist an der Stufe 61 vorgesehen, um den Stoß zu absorbieren, der beim Aufprall der beweglichen Hülse 54 gegen den Antriebszylinder 50 erzeugt wird.

Ein Luftzufuhrloch 63 ist im oberen Abschnitt der zylin drischen Wand der beweglichen Hülse 54 ausgebildet, während ein Durchgangsloch 64 in der zylindrischen Wand der Füh rungshülse 55 ausgebildet ist, so daß der vorstehend be schriebene gemeinsame Zylinderraum wahlweise mit einem Luftentladeloch 66 oder einer Hauptkammer in Verbindung steht mit Hilfe eines Hauptventils 56, das außerhalb der Führungshülse 55 vorgesehen ist. Dieses Hauptventil ist in einem ringförmigen Raum angeordnet, der durch die äußere zylindrische Oberfläche der Führungshülse 55 und der inne ren zylindrischen Oberfläche der Zylinderkappe 48 definiert bzw. begrenzt ist. Das Hauptventil 65, dessen oberer End abschnitt sich in einer Steuerkammer 6 befindet, wird durch die Druckluft betätigt, die durch einen Durchgangsweg 69 der Steuerkammer 6 zugeführt oder davon entladen wird.

Nachfolgend wird auf die Funktionsweise einer derartigen Nagelmaschine eingegangen.

Normalerweise, oder wenn die Nagelmaschine nicht in Betrieb ist, wird die bewegliche Hülse 54 in der unteren Totlage durch die Kompressionsfeder 60 gehalten und der Antriebs kolben 53 wird in seiner oberen Totlage durch die Halterung 57′ des Kolbenstoppers 57, der an die bewegliche Hülse 54 gekoppelt ist, gehalten. Falls das Hauptventil 65 durch Betätigung des Triggerventils (hier nicht gezeigt) nach unten bewegt wird, wird Druckluft in den vorstehend be schriebenen gemeinsamen Zylinderraum eingeführt. Die auf diese Art und Weise eingeführte Druckluft bewegt den An triebskolben 53 und die bewegliche Hülse 54 in entgegenge setzte Richtungen. Als Folge davon hämmert bzw. treibt der Antriebskolben 53 durch den Treiber 52 einen Nagel in einen Gegenstand, während die Druckluft auf die Oberfläche der beweglichen Hülse 54 wirkt. Wobei die Oberfläche der be weglichen Hülse 54 größer ist als diejenige des Antriebs kolbens 53, so daß die bewegliche Hülse 54 gegen die ela stische Kraft der Kompressionsfeder 60 nach oben bewegt wird.

Die nach oben gerichtete Rückstoßkraft, die durch das An treiben des Antriebskolbens 53 induziert wird, wird durch einen Teil der nach unten gerichteten Rückstoßkraft ausge löscht, die erzeugt wird, wenn die bewegliche Hülse 54 angetrieben wird. Der verbleibende Teil der nach unten gerichteten Rückstoßkraft wirkt auf den Teil des Antriebs zylinders ein, welcher der Durchmesserdurchmesser zwischen dem Antriebszylinder 50 und der beweglichen Hülse 54 ent spricht, um den Antriebszylinder 50 und dabei das Gehäuse nach unten zu bewegen. Wird die Differenz im Innendurch messer zwischen dem Antriebszylinder 50 und der beweglichen Hülse 54 so gewählt, daß die vorstehend beschriebene Rück stoßkraft (die auf dem Teil des Antriebszylinders anliegt, der der Differenz im Durchmesser zwischen dem Antriebszy linder und der beweglichen Hülse 54 entspricht) gleich oder größer ist als die nach oben gerichtete Kraft, die durch die Kompressionsfeder 60 auf das Gehäuse übertragen wird, wenn die bewegliche Hülse 54 nach oben bewegt wird, so wird folgender Effekt erzielt: wird der Antriebskolben 53 ange trieben, so kann die Erzeugung der (Netto)rückstoßkraft vollständig eliminiert werden, oder das Gehäuse 11 kann sogar besonders vorteilhaft in Richtung gegen den Gegen stand bewegt werden.

Fig. 6(a) und Fig. 6(b) sind graphische Darstellungen von experimentellen Daten einer erfindungsgemäßen Nagelmaschine und einer konventionellen Nagelmaschine, wobei die am Ge häuse anliegenden Kräfte als Maß für die Verrückung bzw. Verschiebung des Gehäuses gemessen wurden. In jedem dieser graphischen Darstellungen repräsentiert die horizontale Achse die Zeit und die vertikale Achse die Verschiebung des Gehäuses in einer Richtung nach oben oder nach unten. Ins besondere veranschaulicht Fig. 6(a) die Meßergebnisse, die von der in Fig. 11(a) dargestellten konventionellen Nagel maschine erhalten werden. Wie aus Fig. 6(a) hervorgeht, beginnt bei der konventionellen Nagelmaschine eine nach oben gerichtete Verschiebung des Gehäuses zu einem Zeit punkt (A) unmittelbar, nachdem das Hauptventil betätigt wurde, um die Druckluft in den Zylinder einzuführen; und das Gehäuse wird zum Zeitpunkt (B) um den Abstand L1 vom Gegenstand, zum Beispiel einer Wand oder einer Platte ange hoben. Zum Vergleich veranschaulicht Fig. 6(b) Verschie bungen des Gehäuses einer erfindungsgemäßen Nagelmaschine, bei welcher die Differenz im Durchmesser zwischen dem An triebszylinder und der beweglichen Hülse derart bestimmt ist, daß die an dem Gehäuse angreifende Rückstoßkraft grö ßer ist, als die Rückstoßkraft, die durch die Kompressions feder anliegt. Dies ist der Grund dafür, daß in Fig. 6(b) im Gegensatz zur Fig. 6(a), die eine konventionelle Nagel maschine berücksichtigt, eine nach unten gerichtete Ver schiebung des Gehäuses zu einem Zeitpunkt (A) gestartet wird.

Fig. 7 veranschaulicht eine weitere Nagelmaschine, in wel cher ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung zum Einsatz kommt.

Gemäß Fig. 7 weist eine derartige Nagelmaschine ein Gehäuse 111 auf, das dem äußeren Mantel der Nagelmaschine ent spricht und eine Hauptkammer 113 für die Speicherung von Druckluft in einem Griff 112 ausbildet. Ein Antriebszylin der 114 ist in dem Gehäuse 111 fest montiert. Ein Antriebs kolben 115, der an einen sich nach unten erstreckenden Treiber 116 gekoppelt ist, ist in dem Antriebszylinder verschiebbar angeordnet. Ein zylindrisches Nasenglied 117 ist fest an dem unteren Ende des Gehäuses 111 montiert und dient als Gleitführung für den an den Antriebskolben 115 gekoppelten Treiber 116. Nacheinander werden eine Reihe von Nägeln in das Nasenglied 117 eingeführt. Eine Dämpfungsvor richtung 118 ist am Boden des Gehäuses 111 angeordnet, das den Antriebszylinder 114 am unteren Ende trägt. Die Dämpfungs vorrichtung 118 dient dabei der Absorption des Stoßes, der durch das Antreiben des Antriebskolbens verursacht wird.

Eine Zylinderkappe 119 ist am Gehäuse 111 in einer Art und Weise montiert, daß sie die obere Öffnung des Gehäuses 111 abschließt. Ein Subzylinder 120, dessen Innendurchmesser größer ist als der des Antriebszylinder 114, ist innerhalb der Zylinderkappe 119 derart ausgebildet, daß der Subzylin der 120 koaxial mit dem Antriebszylinder 114 liegt. Ein Ge wichtskolben 121 ist in dem Subzylinder 120 verschiebbar angeordnet. Der Gewichtskolben 121 wird zu allen Zeiten durch eine Kompressionsfeder 122 gegen die untere Totlage gezwungen bzw. gespannt. Dabei ist die Kompressionsfeder 122 zwischen der oberen Wand der Zylinderkappe 119 und dem Gewichtskolben 121 eingefügt. Weiters ist ein Kolbenstopper 123 zwischen der oberen Endfläche des Antriebszylinders 114 und der unteren Endfläche des Subzylinders 120 eingefügt, um den Antriebskolben 115 an der oberen Totlage und den Gewichtskolben 121 an seiner unteren Totlage zu stoppen. Eine Kolbenhalterung 123 ist in dem unteren Abschnitt der Kolbenstopper 123 ausgebildet. Die Kolbenhalterung 123′ greift in einen Vorsprung 115′, der an der oberen Endfläche des Antriebskolbens 115 ausgebildet ist, um den Antriebs kolben 115 an der oberen Totlage zu halten.

Eine Luftzufuhröffnung 124 ist im oberen Abschnitt der Seitenwand des Antriebszylinders 114 ausgebildet, um Druck luft in den Antriebszylinder 114 einzuführen und entspre chend Druckluft aus dem Antriebszylinder 114 zu entladen.

Das Luftzufuhrloch 114 ist wahlweise verbunden mit der Hauptkammer 113 und einem Luftentladeloch 126 mittels eines ringförmigen Hauptventils 125, das in einem ringförmigen Raum zwischen der äußeren zylindrischen Fläche des Subzy linders 120 und der inneren zylindrischen Fläche der Zylin derkappe 119 ausgebildet ist. Das Hauptventil 125 wird durch den Druck der Druckluft in einer Steuerkammer 125′ betrieben, worin der obere Endabschnitt des Hauptventils 125 eingefügt ist. Die Steuerkammer 125′ steht über einen Luftdurchgangsweg 130 mit einem Triggerventil 129 in Ver bindung. Das Triggerventil 129 wird durch einen Triggerhebel 127 betätigt, und zwar per Hand, und durch einen Si cherheitsmechanismus 128, wobei sich ein Teil davon bis zum Ende des vorstehend beschriebenen Nasengliedes 117 er streckt.

Wie in Fig. 8 gezeigt, weist der Gewichtskolben 121 dieses erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels folgende Elemente auf: ein Kernteil 131, das aus einem Schwermetallmaterial gefertigt ist, z. B. aus Blei oder Wolfram; und eine Boden platte 132, die aus einem metallischen Material gefertigt ist, z. B. aus Aluminium. Das Kernteil 131 ist im wesentli chen in Form eines Zylinders ausgebildet, mit einem Durch gangsloch 131a im Zentrum. Weiters weist das Kernteil 131 eine Stufe 131b entlang der Umfangskante der unteren End fläche auf. Die Bodenplatte 132 besitzt die Form einer Scheibe, die ein Durchgangsloch 132a im Zentrum aufweist, und entspricht im Außendurchmesser im wesentlichen dem Kernteil 131.

Eine zylindrische Federführung 134 weist im Zentrum ein Loch mit einem Innengewinde auf und ist auf dem Kernteil 131 angeordnet. Ein Bolzen 133 ist in das Durchgangsloch 132a der Bodenplatte 132 und das Durchgangsloch 131a des Kernteiles 131 eingefügt, - und zwar in der genannten Rei henfolge; und steht gewindemäßig mit der Führungsfeder 134 im Eingriff. Hierdurch wird eine bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Gewichtkolbens realisiert. Ein gleitdich tender O-Ring 135 ist in einer ringförmigen Nut angeordnet, die zwischen der Stufe 131b des Kernteiles 131 und der oberen Fläche der Bodenplatte 132 ausgebildet ist. Dieser Gewichtskolben mit dem O-Ring 135 ist in den Subzylinder 120 eingebaut. Desweiteren ist ein elastisches Glied 136 an der oberen Fläche des Gewichtskolbens 121 angeordnet, um den Stoß zu absorbieren und das Geräusch zu vermindern, die beim Aufprall des Gewichtskolbens gegen die innere Ober fläche der oberen Wand der Zylinderkappe 119 erzeugt wer den.

Nachfolgend wird die Funktionsweise einer derartig aufge bauten Nagelmaschine beschrieben.

Wie in Fig. 7 gezeigt, wird normalerweise, oder wenn die Nagelmaschine außer Betrieb ist, der Antriebskolben an der oberen Totlage im Antriebszylinder gehalten, wobei sein Vorsprung 115′ in die Kolbenhalterung 123′ eingreift; während der Gewichtskolben 121 an der unteren Totlage ge halten wird, wobei er durch die Kompressionsfeder 122 gegen die obere Endfläche des Kolbenstoppers 123 getrieben bzw. gestoßen wird. Der Innenabschnitt des Antriebszylinders 114 zwischen dem Antriebskolben 115 und dem Gewichtskolben 121 steht mit dem Luftentladeloch 126 in Verbindung. Das heißt, daß im Innenabschnitt Atmosphärendruck herrscht, da das Hauptventil 125 durch die Druckluft an der unteren Totlage positioniert ist, wobei die Druckluft in die Steuerkammer 125′ mittels des Triggerventils 129 eingeführt wird.

Falls nun die Nagelmaschine gegen einen Gegenstand, bei spielsweise eine Wand oder eine Platte, gedrückt wird, und falls des weiteren der Sicherheitsmechanismus 128 betätigt wird, sowie der Triggerhebel 127 per Hand betrieben wird, um das Triggerventil 129 zu aktivieren, so wird die Druck luft in der Steuerkammer 125′ des Hauptventils 125 durch den Luftdurchgangsweg 130 in die Außenluft entladen. Als Folge davon wirkt der Druck der Druckluft in der Hauptkam mer 113 auf das untere Ende des Hauptventils 125 ein und bewegt das Hauptventil 125 nach oben. Wird das Hauptventil 125 in dieser Art und Weise nach oben bewegt, so wird das Luftzufuhrloch 125 vom Luftentladeloch 126 entkoppelt und mit der Hauptkammer 113 verbunden, so daß die Druckluft in der Hauptkammer 113 in den Antriebszylinder 114 hineinge lassen wird. Die hierdurch eingelassene Druckluft wirkt auf die obere Endfläche des Antriebskolbens 115 ein, um diesen nach unten zu bewegen. Des weiteren wird die Druckluft in den Subzylinder 120 durch eine im Kolbenstopper 123 zentral ausgebildeten Öffnung eingelassen, so daß die Druckluft auf die untere Endfläche des Gewichtskolbens 121 einwirkt, um diesen nach oben zu bewegen.

Falls nun der Antriebskolben 115 im Antriebszylinder nach unten bewegt wird, treibt bzw. hämmert der mit dem An triebskolben 115 integraler Treiber 116 einen Nagel, der in das Nasenglied 117 eingeführt wurde, in einen Gegenstand, der unterhalb des unteren Endes des Nasengliedes 117 posi tioniert wurde. Auf der anderen Seite wird der Gewichts kolben 121 gegen die Spannkraft der Kompressionsfeder 122 nach oben bewegt. Die durch das Antreiben des Antriebskol bens 115 erzeugte Rückstoßkraft wird vollständig durch die Aufwärtsbewegung des Gewichtskolbens 121 absorbiert, dessen Durchmesser größer als der des Antriebskolben 115, so daß keinerlei Rückstoßkraft erzeugt wird, die das Gehäuse 111 nach oben bewegt. Ein Teil der Rückstoßkraft, die als Reak tion auf die Aufwärtsbewegung des Gewichtskolbens 121 er zeugt wird, wird durch die Rückstoßkraft des Antriebskol bens 115 ausgelöscht. Jedoch wird eine Rückstoßkraft in eine Abwärtsrichtung erzeugt, die auf die Differenz im Durchmesser zwischen dem Antriebskolben und dem Gewichts kolben zurückzuführen ist, wobei deren Größe der Differenz im Durchmesser zwischen dem Antriebszylinder 114 und dem Subzylinder 120 entspricht. Die hierdurch erzeugte Rück stoßkraft wird durch den Antriebszylinder 114 auf das Ge häuse 111 übertragen, so daß das Gehäuse 111 nach unten bewegt wird.

Wird der Gewichtskolben 121 nach oben bewegt, so wirkt eine nach oben gerichtete Kraft auf die Zylinderkappe 119 ein und dementsprechend auch auf das Gehäuse 111 durch die Kompressionsfeder 122, die zwischen dem Gewichtskolben 121 und der Zylinderkappe 119 eingefügt ist. Diese durch die Kompressionsfeder 122 angelegte, nach oben gerichtete Kraft ist gleich der nach unten gerichteten Antriebskraft auf grund der obigen Differenz im Durchmesser, wobei dies durch entsprechende Anpassung der Durchmesserdifferenz erreicht wird, so daß die Aufwärtsbewegung des Gehäuses 111 aufgrund des Rückstoßes vollständig eliminiert wird. Andererseits, falls die nach unten gerichtete Kraft, die auf die Diffe renz im Durchmesser zurückzuführen ist, durch Erhöhung dieser Durchmesserdifferenz vergrößert wird, wird besonders vorteilhaft eine nach unten gerichtete Kraft auf das Gehäu se 111 angelegt.

Falls nach der Nageloperation der Triggerhebel 129 und der Sicherheitsmechanismus 128 losgelassen werden, d. h. falls der Triggerhebel 129 in seinen anfänglichen Zustand gesetzt wird, wird Druckluft in die Steuerkammer 125′ des Hauptven tils 125 eingeführt, so daß das Hauptventil 125 in die tie fere Position zurückkehrt. Daraufhin stehen der Antriebs zylinder 117 und der Subzylinder 120 durch das Luftentlade loch 126 mit der Außenluft in Verbindung, so daß die Druck luft aus diesen Zylindern 114 und 120 entladen wird. Der Antriebskolben 115 wird durch die Druckluft in einer Rück laufkammer 114, die um den Antriebszylinder 115 herum aus gebildet ist, in die obere Totlage zurückgeführt - indem er nach oben getrieben wird - , und dort gesperrt, wobei er in Eingriff mit der Kolbenhalterung 123′ der Kolbenstopper 123 steht. Andererseits wird der Gewichtskolben 121 durch die Spannkraft der Kompressionsfeder 122 in die untere Totlage zurückgeführt, wo sie in Kontakt mit der oberen Endfläche des Kolbenstoppers 123 gehalten wird.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 9 und 10 eine weitere Nagelmaschine beschrieben, in welcher ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungs gemäßen Antriebsvorrichtung zum Einsatz kommt.

Gemäß Fig. 10 wird im Detail ein Gewichtskolben 140 einer derartigen Vorrichtung dargestellt, der im wesentlichen folgende Elemente aufweist: einen unteren 141 und einen oberen Kolbenkörper 142, die jeweils aus einem metallischen Material, z. B. aus Eisen oder Aluminium, in Form eines Becher gefertigt sind; und ein Kernteil 143, das aus einem metallischen Material mit hohem spezifischem Gewicht, z. B. aus Blei oder Wolfram, gefertigt ist, das in dem durch den oberen 141 und unteren Kolbenkörper 142 definierten Raum angeordnet ist. Der obere Kolbenkörper 141, welcher den oberen Abschnitt des Gewichtskolbens 140 ausbildet, ist folgendermaßen aufgebaut: ein scheibenförmiger Deckab schnitt 141a mit einer Öffnung 141b im Zentrum; eine zylin drische Wand 141c, die sich von der Umfangskante des schei benförmigen Deckabschnittes 141a nach unten erstreckt und einen zylindrischen Vorsprung 141d, der sich von der Um fangskante der Öffnung 141b nach unten erstreckt. In ähn licher Weise ist der untere Kolbenkörper 142, der den un teren Abschnitt des Gewichtskolbens 140 ausbildet, aufge baut durch: einen scheibenförmigen Bodenabschnitt 142a mit einer Öffnung 142b im Zentrum; eine zylindrische Wand, die sich von der Umfangskante des scheibenförmigen Bodenab schnittes 142a nach oben erstreckt und einen zylindrischen Vorsprung 142d, der sich von der Umfangskante der Öffnung 142b nach oben erstreckt. Ringförmige Nuten 144 sind in den Außenflächen der zylindrischen Wände 141c und 142c des oberen und unteren Kolbenkörpers 141 bzw. 142 ausgebildet. O-Ringe 145 sind jeweils in den ringförmigen Nuten 144 an geordnet, so daß der Gewichtskolben luftdicht und ver schiebbar im Subzylinder 120 eingepaßt ist.

Das Kernteil 143 ist dabei so geformt, daß es in den ring förmigen Raum paßt, der durch die zylindrischen Wände 141c und 142c und die zylindrischen Vorsprünge 141d und 142d des oberen 141 und unteren Kolbenkörpers 142 definiert ist, d. h. das Kernteil 143 besitzt die Form eines Ringes mit einem Durchgangsloch 143a im Zentrum. Der obere 141 und untere Kolbenkörper 142 sind mit Hilfe eines Bolzens 146 aneinander befestigt. Im Detail wird dies folgendermaßen erreicht: Nachdem der obere 141 und untere Kolbenkörper 142 und das Kernteil 143 zusammengebaut sind, wobei das Kern teil 143 im ringförmigen Raum zwischen oberem 141 und unte rem Kolbenkörper 142 eingefügt ist, wird der Bolzen 146 von oben in diese Anordnung eingefügt. D.h., daß der Bolzen 146 in die Öffnung 141b des oberen Kolbenkörpers 141 in das Durchgangsloch 143a des Kernteiles 143 sowie in die Öffnung 142d des unteren Kolbenkörpers 142 eingeführt wird, - und zwar in dieser erwähnten Reihenfolge. Hierdurch wird der erfindungsgemäße Gewichtkolben 140 realisiert. Dieser Ge wichtskolben 140 ist im Subzylinder 120 angeordnet, der in der Zylinderkappe 119 ausgebildet ist, wobei die O-Ringe 145 in den ringförmigen Nuten 144 eingefügt sind. Außerdem sollte erwähnt werden, daß eine zylindrische Federführung 147 für die Führung der Kompressionsfeder 122 an der oberen Endfläche des oberen Kolbenkörpers 141 mit dem Bolzen 146 befestigt ist. Zusätzlich ist ein elastisches Glied 148 an der oberen Endfläche des Gewichtskolbens 140 angeordnet, um Stoß und Geräusch zu absorbieren, die durch den Aufprall des Gewichtskolbens gegen die innere Oberfläche der oberen Wand der Zylinderkappe 119 erzeugt werden.

Zusammenfassend wird hierdurch eine Antriebsvorrichtung realisiert, die insbesondere für den Einsatz in Nagelma schinen geeignet ist, wobei eine derartige Nagelmaschine besonders einfach und mit geringem Kraftaufwand zu bedienen ist.

Claims

1. Druckluftbetriebene Antriebsvorrichtung, insbesondere für eine Nagelmaschine, mit folgenden Merkmalen:

a) ein Antriebszylinderkörper bzw. eine Zylinderan ordnung (1, 6; 15, 21; 50, 55; 114, 120), die an einem Gehäuse (11; 51; 111) montierbar ist;
b) ein Antriebskolben (2; 14; 53; 115), der im An triebszylinderkörper (1, 6; 15, 21; 50, 55; 114, 120) verschiebbar bzw. gleitfähig angeordnet ist, wobei der Antriebskolben (2; 14; 53; 115) nach unten getrieben wird, indem Druckluft der oberen Endfläche des Antriebskolbens (2; 14; 53; 115) im Antriebszylinderkörper (1, 6; 15, 21; 50, 55; 114, 120) zugeführt wird, und wobei der Antriebs kolben (2; 14; 53; 115) eine nach oben gerichtete Nutzfläche aufweist; und
c) Rückstoßabsorptionsmittel zur Absorption einer Rückstoßkraft des Antriebskolbens (2; 14; 53; 115) beim Antrieb des Antriebskolbens (2; 14; 53; 115), wobei die Rückstoßabsorptionsmittel ober halb des Antriebskolbens (2; 14; 53; 115) im An triebszylinderkörper (1, 6; 15, 21; 50, 55; 114, 120) angeordnet sind und eine nach unten gerich tete Nutzfläche aufweisen, welche der nach oben gerichteten Nutzfläche des Antriebskolbens (2; 14; 53; 115) gegenüberliegt und größer ist als diese nach oben gerichtete Nutzfläche, wobei die Rückstoßabsorptionsmittel entlang der Antriebsachse des Antriebskolbens (2; 14; 53; 115) ver schiebbar sind 2. Druckluftbetriebene Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Luftzufuhrloch (9; 27; 64; 124) an der Wand des Antriebszylinderkörpers (1, 6; 15, 21; 50, 55; 114, 120) ausgebildet ist, um Druckluft in einen Raum zwischen dem Antriebskolben (2; 14; 53; 115) und den Rückstoßabsorptionsmittel einzuführen.

3. Druckluftbetriebene Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebs zylinderkörper (1, 6; 15, 21; 50, 55; 114, 120) einen Antriebszylinder (1; 15, 114) aufweist, worin der Antriebskolben (2; 14; 53; 115) verschiebbar angeord net ist, sowie einen Subzylinder (6; 21; 120), worin die Rückstoßabsorptionsmittel verschiebbar angeordnet sind, wobei der Innendurchmesser des Subzylinders (6; 21; 120) größer ist als derjenige des Antriebszylin ders.

4. Druckluftbetriebene Antriebsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstoßabsorptionsmittel einen Gewichts- bzw. Lastkolben (7; 22; 54, 56; 121; 140) aufweisen, der durch Druckluft im Antriebszylinderkörper (1, 6; 15, 21; 50, 55; 114, 120) nach oben bewegt wird.

5. Druckluftbetriebene Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rück stoßabsorptionsmittel aufweisen:

a) eine bewegliche Hülse (54) mit größerem Innen durchmesser als der Antriebszylinderkörper (50) wobei die bewegliche Hülse (54) rund um den An triebszylinderkörper (50) derart vorgesehen ist, daß die bewegliche Hülse (54) in axialer Richtung verschiebbar ist, wobei das obere Ende der be weglichen Hülse (54), insbesondere durch eine Hülsenkappe (56), abgeschlossen ist, um die nach unten gerichtete Nutzfläche an der inneren Ober fläche der beweglichen Hülse (54) auszubilden, wobei die nach unten gerichtete Nutzfläche größer als die Querschnittsfläche des Antriebskolbens (53) ist; und
b) ein Luftzufuhrloch (63), das in der Seitenwand der beweglichen Hülse (54) ausgebildet ist, um Druckluft an die obere Endfläche des Antriebskol bens (53) im Antriebszylinderkörper (50), sowie in die bewegliche Hülse (54) zu führen.

6. Druckluftbetriebene Antriebsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstoßabsorptionsmittel desweiteren eine Feder, insbesondere eine Kompressionsfeder (8; 24, 60; 122), umfassen, die insbesondere am Gehäuse montiert ist, um den Gewichtskolben (7; 22; 121; 140) oder die bewegli che Hülse (54) in Richtung nach unten vorzuspannen.

7. Druckluftbetriebene Antriebsvorrichtung mit folgenden Merkmalen:

a) ein Antriebszylinder (1; 15; 114), der an einem Gehäuse (11; 111) montierbar ist;
b) ein Antriebskolben (2; 14; 115), der im An triebszylinder (1; 15; 114) verschiebbar angeord net ist;
c) ein Subzylinder (6; 21; 120), der am oberen Ende des Antriebszylinders (1; 15; 114) derart größer ausgebildet ist, daß der Subzylinder (6; 21; 120) koaxial mit dem Antriebszylinder angeordnet ist und daß durch Subzylinder (6; 21; 120) und An triebszylinder (1; 15; 114) eine Zylinderanord nung (1, 6; 15, 21; 114, 120) gebildet wird, wo bei der Innendurchmesser des Subzylinders größer ist als derjenige des Antriebszylinders; und
d) ein Gewichtskolben (7; 22; 121; 140), der im Sub zylinder (6; 21; 120) verschiebbar angeordnet ist, wobei der Außendurchmesser des Gewichtskol bens (7; 22; 121; 140) größer ist als derjenige des Antriebskolbens (2; 14; 115), und wobei ein Luftzufuhrloch (7; 21) in der Wand der Zylinder anordnung (1, 6; 15, 21; 114, 120) ausgebildet ist, um Druckluft in die Zylinderanordnung zwi schen dem Antriebskolben (2; 14; 115) und dem Ge wichtskolben (7; 22; 121; 140) einzuführen.

8. Druckluftbetriebene Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4-7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil des Gewichtskolbens (7; 22; 54, 56; 121; 140) aus einem metallischen Material mit hohem spezifischem Gewicht gefertigt ist.

9. Antriebsvorrichtung mit folgenden Merkmalen:

a) ein Antriebszylinder (114) , der fest bzw. orts fest in einem Gehäuse angeordnet ist;
b) ein Antriebskolben (115), der verschiebbar im An triebszylinder (114) angeordnet ist, wobei der Antriebskolben (115) durch Zuführung von Druck luft an die obere Endfläche des Antriebskolbens (115) im Antriebszylinder (114) angetrieben wird; und
c) ein Gewichtskolben (121), der eine nach unten ge richtete Nutzfläche aufweist, der im Antriebszy linder (114) oberhalb des Antriebskolbens (115) angeordnet und entlang der Antriebsachse des An triebskolbens (115) verschiebbar ist, wobei we nigstens ein Teil des Antriebskolbens (121) aus einem metallischen Material mit hohem spezifi schem Gewicht gefertigt ist.

10. Druckluftbetriebene Antriebsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewichtskolben (7; 22; 121; 140) aufweist:

a) einen hohlen Kolbenkörper (141, 142), der aus einem metallischen Material gefertigt ist, das aus einer im wesentlichen aus Eisen und Aluminium bestehenden Gruppe ausgewählt ist; und
b) ein Kernteil (143), das aus einem metallischen Material mit hohem spezifischen Gewicht gefertigt und in den hohlen Kolbenkörper (141, 142) einge fügt ist.

11. Druckluftbetriebene Antriebsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewichtskolben (7; 22; 54, 56; 121; 140) in mehre re Teile aufgeteilt ist, wobei wenigstens eines dieser mehreren Teile aus einem metallischen Material mit hohem spezifischem Gewicht gefertigt ist.

12. Druckluftbetriebene Antriebsvorrichtung mit folgenden Merkmalen:

a) ein Antriebszylinder (50), der an einem Gehäuse (51) montierbar ist, wobei der Antriebszylinder (50) einen Öffnungsabschnitt an seinem oberen Ende aufweist;
b) ein Antriebskolben (53), der im Antriebszylinder (50) verschiebbar angeordnet ist;
c) eine bewegliche Hülse (54) mit größerem Innen durchmesser als derjenige des Antriebszylinders (50), wobei die bewegliche Hülse (54) rund um den Antriebszylinder (50) derart vorgesehen ist, daß die bewegliche Hülse (54) in axialer Richtung verschiebbar ist, wobei das obere Ende der be weglichen Hülse (54) abgeschlossen ist, um eine druckluftaktive Fläche (61) an der inneren Ober fläche der beweglichen Hülse (54) auszubilden, wobei die druckluftaktive Fläche (61) nach unten gerichtet und größer als die Querschnittsfläche des Antriebskolbens (53) ist; und
d) ein Luftzufuhrloch (63), das in der Seitenwand der beweglichen Hülse (54) ausgebildet ist, um Druckluft an die obere Endfläche des Antriebskol bens (53) im Antriebszylinder (50), sowie in die bewegliche Hülse (54) zu führen.