DE102005000062A1

DE102005000062A1 - Elektrisch betriebenes Eintreibgerät

Info

Publication number: DE102005000062A1
Application number: DE102005000062A
Authority: DE
Inventors: Iwan Wolf; Ulrich Schiestl
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 2005-05-18
Filing date: 2005-05-18
Publication date: 2006-11-23
Also published as: US7500589B2; FR2885828A1; FR2885828B1; US7410085B2; JP2006321042A; US20060261127A1; JP5000923B2; US20080087705A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Eintreibgerät (10) für Befestigungselemente (60), mit einer Antriebsanordnung (30) für einen in einer Führung (12) versetzbar gelagerten Eintreibstößel (13), der einen Kupplungsabschnitt (15) aufweist. Die Antriebsanordnung (30) weist wenigstens ein über einen Elektromotor (31) in Rotation versetzbares Antriebsschwungrad (32) auf. Über eine Antriebskupplung (35) ist der Eintreibstößel (13) mit seinem Kupplungsabschnitt (15) zum Vortrieb des Eintreibstößels (13) mit dem wenigstens einen Antriebsschwungrad (32) kuppelbar. Zur Verminderung des Schlupfs beim Einkuppeln des Eintreibstößels (13) ist eine Beschleunigungseinrichtung (40) für den Eintreibstößel (13) vorgesehen, über die der Eintreibstößel (13) mit seinem Kupplungsabschnitt (15) in Richtung auf das Antriebsschwungrad (32) beschleunigbar ist.

Description

Aufgabe der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisch betriebenes Eintreibgerät der im Oberbegriff von Patentanspruch 1 genannten Art. Bei derartigen Eintreibgeräten können Befestigungselemente insbesondere über eine Eintreibbewegung eines Eintreibstössels in einen Untergrund eingetrieben werden.

Bei diesen elektrisch betriebenen Eintreibgeräten wird der Eintreibstössel über wenigstens ein Schwungrad beschleunigt, welches über einen Elektromotor antreibbar ist. Die Eintreibenergie liegt bei den Eintreibgeräten, die ihre Energie aus einem Akku beziehen, bei bis zu 35 bis 40 J. Bei dem in den Eintreibgeräten verwirklichten Schwungradprinzip muss die im Schwungrad gespeicherte Energie über eine Kupplung auf den Eintreibstössel gekuppelt werden. Diese Kupplung muss sehr schnell schalten und muss sehr hohe Leistungen in sehr kurzer Zeit übertragen. Weiterhin muss die Kupplung am Ende des Eintreibvorgangs wieder sehr schnell abschalten.

Ein gattungsgemässes Eintreibgerät ist aus der US 4 928 868 bekannt. Dort ist ein Eintreibstössel zwischen einem Schwungrad, welches von einem Elektromotor angetrieben wird, und einer Spannrolle hindurchgeführt. Zum reibschlüssigen Einkuppeln des Eintreibstössels mit dem Schwungrad wird der Eintreibstössel über einen Stellmechanismus gegen das Schwungrad versetzt, dabei an die Umfangsfläche des Schwungrades angedrückt und beschleunigt.

Von Nachteil bei dem bekannten Eintreibgerät ist, dass es beim Einkuppeln des Eintreibstössels mit dem Schwungrad zu einem Schlupf kommt, wenn der quasi ruhende Eintreibstössel auf das rotierende Schwungrad trifft. Der Schlupf führt einerseits zu Energieverlusten und andererseits zum Verschleiss der Reibflächen. Der Eintreibstössel wird durch den Schlupf erst zeitverzögert beschleunigt, während das Schwungrad gebremst wird. Hohe Rotationsgeschwindigkeiten des Schwungrades und damit Eintreibenergien deutlich über 35J sind damit unmöglich, da es ansonsten auf Grund der dann entstehenden hohen Reibungswärme zu Hitzeschäden am Eintreibstössel und an der Umfangsfläche des Schwungrades und so zu einem noch höheren Verschleiss kommen kann.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Eintreibgerät der vorgenannten Art zu entwickeln, das die vorgenannten Nachteile vermeidet und auf technisch einfache Weise eine höhere Eintreibenergie ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die in Anspruch 1 genannten Massnahmen gelöst. Demnach ist eine Beschleunigungseinrichtung für den Eintreibstössel vorgesehen, über die der Eintreibstössel mit seinem Kupplungsabschnitt in Richtung auf das Antriebsschwungrad beschleunigbar ist. Diese Beschleunigung erfolgt bereits vor dem Einkuppeln des Eintreibstössels mit dem Antriebsschwungrad. Durch diese Massnahme kann der Schlupf beim Einkuppeln mit dem Antriebsschwungrad deutlich reduziert werden, wodurch auch der Verschleiss und Energieverluste reduziert werden. Ferner kann das Antriebsschwungrad nun mit höheren Drehzahlen betrieben werden, wodurch die maximal mögliche Eintreibenergie des Eintreibstössels vergrössert werden kann und Eintreibenergien bis 80J möglich werden.

Von Vorteil ist es, wenn über die zusätzliche Beschleunigungseinrichtung eine kinetische Energie von 50 mJ bis 20J auf den Eintreibstössel übertragbar ist. Hierdurch kann der Eintreibstössel noch vor dem Einkuppeln mit dem Antebsschwungrad auf eine Geschwindigkeit von 0,5 m/s bis ca. 20 m/s beschleunigt werden.

Über die zusätzliche Beschleunigungseinrichtung ist vorteilhafterweise ein Impuls von 50 g·m/s bis 3 kg·m/s auf den Eintreibstössel übertragbar.

In einer technisch einfach umzusetzenden Variante weist die Beschleunigungseinrichtung einen Kraftspeicher auf, der in einer Ausgangsstellung des Eintreibstössels gegen diesen vorgespannt ist und diesen in Richtung auf das Antriebsschwungrad elastisch beaufschlagt. Vorzugsweise ist der Eintreibstössel dabei in der Ausgangsstellung über eine entriegelbare Sperreinrichtung gehalten. Vorteilhaft ist der Kraftspeicher dabei kostengünstig als Druckfe dermittel ausgebildet.

In einer vorteilhaft langlebigen Lösung umfasst die Sperreinrichtung eine Klinke, die in einer Sperrstellung mit einer Sperrfläche des Eintreibstössels in Anlage ist und diesen hält.

Günstigerweise ist die Sperreinrichtung über einen Auslöseschalter entriegelbar und in eine Freigabestellung überführbar, in der die Klinke den Eintreibstössel freigibt. Hierdurch werden schnelle Eintreibfolgen mit dem Eintreibgerät ermöglicht.

In einer vorteilhaften Variante beinhaltet die Beschleunigungseinrichtung ein motorisches Beschleunigungsmittel. Hierdurch können auf einfache Weise hohe Energien für die Vorbeschleunigung des Eintreibstössels bereitgestellt werden.

Günstig ist es ferner, wenn das motorische Beschleunigungsmittel ein Elektromotor ist, der über ein Abtriebsmittel mit dem Eintreibstössel kuppelbar ist. Ist der Elektromotor nicht gleichzeitig der dem Antrieb dienende Motor, so kann er vorteilhaft kleiner dimensioniert werden, als der dem Antrieb des Antriebsschwungrades dienende Motor.

Eine leicht steuerbare Beschleunigungseinrichtung weist eine Magnetspulenanordnung auf. Über diese ist der als Eisenkern ausgebildete Eintreibstössel beschleunigbar. Eine derartig ausgebildete Beschleunigungseinrichtung hat ferner den Vorteil, dass eine zusätzliche Sperreinrichtung zum Halten des Eintreibstössels in seiner Ausgangsstellung nicht benötigt wird, da der Eintreibstössel über die Magnetspulenanordnung in seiner Ausgangsstellung gehalten werden kann.

Von Vorteil kann es ferner sein, wenn die Beschleunigungseinrichtung wenigstens ein Beschleunigungsschwungrad für den Eintreibstössel aufweist, dessen maximale Umfangsgeschwindigkeit kleiner ist, als die maximale Umfangsgeschwindigkeit des Antebsschwungrades. Das Beschleunigungsschwungrad ist bei einem Eintreibvorgang mit dem Eintreibstössel noch vor dessen Einkuppeln mit dem Antebsschwungrad, kuppelbar. Diese Beschleunigungseinrichtung ist einfach umzusetzen und es wird eine gute Vorbeschleunigung des Eintreibstössels ermöglicht. Ferner wird der Schlupf aufgrund der abgestuften Rotationsgeschwindigkeiten sowohl am Antriebsschwungrad als auch am Beschleunigungsschwungrad klein gehalten.

Vorteilhaft sind das Antriebsschwungrad und das Beschleunigungsschwungrad jeweils auf einer separaten Lagerachse gelagert. Hierdurch kann bei hintereinander angeordneten Schwungrädern der Eintreibstössel mit seinem Kupplungsabschnitt bei einem Eintreibvorgang zuerst kurz mit dem Beschleunigungsschwungrad und danach mit dem Antriebsschwungrad gekuppelt werden.

In einer weiteren günstigen Variante sind das Antriebsschwungrad und das Beschleunigungsschwungrad auf derselben Lagerachse angeordnet, wodurch eine kompaktere Bauweise ermöglicht wird. Der Eintreibstössel weist dann vorzugsweise einen zweiten Kupplungsabschnitt speziell für das Beschleunigungsschwungrad auf. Vorteilhaft können das Antriebsschwungrad und das Beschleunigungsschwungrad als einteiliger Körper ausgebildet sein.

Günstigerweise weist das Beschleunigungsschwungrad einen Aussendurchmesser auf, der kleiner ist als der Aussendurchmesser des Antriebsschwungrades. Auf diese Weise kann die Umfangsgeschwindigkeit des Beschleunigungsschwungrades auf technisch einfache Weise kleiner gehalten werden, als die des Antriebsschwungrades.

Von Vorteil ist es ferner, wenn das Antriebsschwungrad und das Beschleunigungsschwungrad über die gleiche Antriebsanordnung antreibbar sind, wodurch die Bauweise noch kompakter und die Herstellungskosten niedrig gehalten werden können.

Weitere Vorteile und Massnahmen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung. In den Zeichnungen ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt.

Es zeigen:
1 ein erfindungsgemässes Eintreibgerät im Längsschnitt in seiner Ausgangsstellung,
2 das Eintreibgerät aus 1 in einer betätigten Stellung,
3 ein Ausschnitt einer Variante eines Eintreibgerätes,
4 ein Ausschnitt einer weiteren Variante eines Eintreibgerätes,
5 ein Ausschnitt einer weiteren Variante eines Eintreibgerätes,
6 ein weiteres erfindungsgemässes Eintreibgerät im Längsschnitt in seiner Ausgangsstellung,
7 das Eintreibgerät aus 6 in einer ersten betätigten Stellung,
8 das Eintreibgerät aus 6 in einer zweiten betätigten Stellung,
9 ein weiteres erfindungsgemässes Eintreibgerät im Längsschnitt in seiner Ausgangsstellung,
10 das Eintreibgerät aus 9 in einer betätigten Stellung.
Das in den 1 und 2 dargestellte Eintreibgerät 10 weist ein Gehäuse 11 und eine darin angeordnete, insgesamt mit 30 bezeichnete Antriebsanordnung für einen Eintreibstössel 13 auf, der in einer Führung 12 versetzbar geführt ist. Die Führung 12 umfasst dabei eine Führungsrolle 17, ein als Andruckrolle ausgebildetes Andruckmittel 16 und einen Führungskanal 18. An dem in Eintreibrichtung 27 liegenden Ende der Führung 12 ist seitlich von dieser abragend ein Befestigungselementemagazin 61 angeordnet in dem Befestigungselemente 60 bevorratet sind.
An dem, dem Befestigungselementemagazin 61 abgewandten Ende der Führung 12 ist ein, als Druckfedermittel 42 ausgebildeter Kraftspeicher 41 angeordnet, der Teil einer insgesamt mit 40 bezeichneten Beschleunigungseinrichtung ist. Das Druckfedermittel 42 ist mit seinem ersten Ende gehäusefest in einem Führungszylinder 48 gehalten, während sein zweites Ende frei ist und in der aus 1 ersichtlichen Ausgangsstellung 22 des Eintreibstössels 13 elastisch gegen diesen vorgespannt ist. In dieser Ausgangsstellung 22 ist der Eintreibstössel 13 durch eine insgesamt mit 50 bezeichnete Sperreinrichtung gehalten, die eine Klinke 51 aufweist, die in einer Sperrstellung 54 (siehe 1) an einer Sperrfläche 53 in einer Ausnehmung des Eintreibstössels 13 angreift und diesen entgegen der Kraft des Druckfedermittels 42 festhält. Die Klinke 51 ist dabei an einem Stellmotor 52 gelagert und über diesen in eine Freigabestellung 55 überführbar, wie nachfolgend noch beschrieben werden wird. Der Stellmotor 52 ist über eine elektrische erste Steuerleitung 56 mit der Steuereinheit 23 verbunden. Das Druckfedermittel 42 ist hier als Spiralfeder ausgebildet.
Das Eintreibgerät 10 weist ferner noch einen Handgriff 20 auf, an dem ein Auslöseschalter 19 zum Auslösen eines Eintreibvorganges mit dem Eintreibgerät 10 angeordnet ist. In dem Handgriff 20 ist ferner noch eine insgesamt mit 21 bezeichnete Stromversorgung angeordnet, über die das Eintreibgerät 10 mit elektrischer Energie versorgt wird. Vorliegend beinhaltet die Stromversorgung 21 wenigstens einen Akkumulator. Die Stromversorgung 21 ist über elektrische Versorgungsleitungen 24 sowohl mir einer Steuereinheit 23 als auch mit dem Auslöse schalter 19 verbunden. Die Steuereinheit 23 ist dabei ferner noch über eine Schalterleitung 57 mit dem Auslöseschalter 19 verbunden.
An einer Mündung 62 des Eintreibgerätes 10 ist ein weiteres Schaltmittel 29 angeordnet, das über eine Schaltmittelleitung 28 elektrisch mit der Steuereinheit 23 verbunden ist. Das Schaltmittel 29 sendet ein elektrisches Signal an die Steuereinheit 23, sobald das Eintreibgerät 10 an einen Untergrund U angedrückt wird, wie aus 2 ersichtlich ist, und stellt so sicher, dass das Eintreibgerät 10 nur ausgelöst werden kann, wenn es ordnungsgemäss an einen Untergrund U angedrückt worden ist.
Die Antriebsanordnung 30 beinhaltet zunächst einen elektrisch betriebenen Motor 31 mit einer Motorwelle 37. Die Motorwelle 37 überträgt die Rotationsbewegung des Motors 31 über ein z. B. als Riemen ausgebildetes Transmissionsmittel 33 auf eine Lagerachse 34 eines Antriebsschwungrades 32 und versetzt das Antriebsschwungrad 32 damit in eine Rotationsbewegung in Richtung des Pfeils 36. Der Motor 31 wird dabei über eine elektrische Motorleitung 25 direkt von der Steuereinheit 23 versorgt und geschaltet. Der Motor 31 kann z. B. bereits dann von der Steuereinheit 23 in Betrieb gesetzt werden, wenn das Eintreibgerät 10 an einen Untergrund U angedrückt wird und ein entsprechendes Signal vom Schaltmittel 29 an die Steuereinheit 23 geleitet wird. Zwischen dem Antriebsschwungrad 32 und dem Eintreibstössel 13 ist ferner noch eine als Reibkupplung ausgebildete Antriebskupplung 35 wirksam. Diese beinhaltet einen, gegenüber einem vorderen Eintreibabschnitt 14 höheren Kupplungsabschnitt 15 des Eintreibstössels 13 der durch eine Bewegung des Eintreibstössels 13 von seiner Ausgangsstellung 22 in Eintreibrichtung 27 zwischen der Andruckrolle 16 und dem Antriebsschwungrad 32 in Reibschluss gebracht werden kann.
An dem Eintreibgerät 10 ist ferner noch eine insgesamt mit 70 bezeichnete Rückstelleinrchtung angeordnet. Diese Rückstelleinrichtung 70 umfasst einen Rückstellmotor 71 über den eine Rückstellrolle 72 antreibbar ist. Der Rückstellmotor 71 ist über eine zweite Steuerleitung 74 elektrisch mit der Steuereinheit 23 verbunden und kann über diese in Betrieb gesetzt werden, wenn sich der Eintreibstössel 13 in seiner in Eintreibrichtung 27 liegenden Endposition befindet. Die Rückstellrolle 72 dreht sich im Betrieb in Richtung des gestrichelt angedeuteten Pfeils 73.
Wird nun das Eintreibgerät 10 an einen Untergrund U angedrückt, wie aus 2 ersichtlich ist, dann wird zunächst über das Schaltmittel 29 und die Steuereinheit 23 der Motor 31 der Antriebsanordnung 30 eingeschaltet und über diesen das Antriebsschwungrad 32 in Rotation in Drehrichtung des Pfeils 36 (siehe 2) versetzt.
Wird danach der Auslöseschalter 19 von einem Bediener betätigt, dann wird über die Steuereinheit 23 die Sperreinrichtung 50 in ihre Freigabestellung 55 versetzt, wobei die Klinke 51 über den Stellmotor 52 aus der Ausnehmung mit der Sperrfläche 53 am Eintreibstössel 13 ausgehoben wird.
Der Eintreibstössel 13 wird daraufhin über das Druckfedermittel 42 der Beschleunigungseinrichtung 40 in Eintreibrichtung 27 bzw. mit seinem Kupplungsabschnitt 15 auf das Antriebsschwungrad 32 hin beschleunigt und auf das Antriebsschwungrad 32 geschossen. Die Beschleunigungseinrichtung 40 überträgt dabei eine Energie von minimal ca. 50 mJ bis zu maximal ca. 20J auf den Eintreibstössel 13. Der auf den Eintreibstössel 13 übertragene Impuls liegt dabei zwischen minimal ca. 50 g·m/s bis zu maximal ca. 3 kg·m/s. Der Eintreibstössel 13 wird hierdurch auf eine Geschwindigkeit von ca. 0,5 m/s bis ca. 20 m/s beschleunigt, bevor er durch das Antriebsschwungrad 32 eine weitere Beschleunigung und Energieübertragung erfährt. Die Energie bzw. der Impuls sind dabei von der Stärke des eingesetzten Druckfedermittels 42 und dessen Vorspannung in der Ausgangsstellung 22 des Eintreibstössels 13 abhängig.
Durch das erfindungsgemässe Vorbeschleunigen des Eintreibstössels 13 kann der Schlupf beim Aktivieren der Antriebskupplung 35 zwischen dem Antriebsschwungrad 32 und dem Kupplungsabschnitt 15 des Eintreibstössels 13 deutlich vermindert werden, wodurch höhere Drehzahlen des Antriebsschwungrades 32 und damit eine grössere, auf den Eintreibstössel 13 durch das Antriebsschwungrad 32 übertragbare kinetische Energie ermöglicht werden.
Zur Rückführung des Eintreibstössels 13 wird, wie bereits beschrieben, am Ende eines Eintreibvorganges die Rückstelleinrichtung 70 über die Steuereinheit 23 aktiviert. Über die Rückstelleinrchtung 70 wird der Eintreibstössel 13 gegen das Druckfedermittel 42 der Beschleunigungseinrichtung 40 gefahren und das Druckfedermittel 42 dabei erneut gespannt, bis die Klinke 51 wieder in ihre Sperrstellung 54 an der Sperrfläche 53 am Eintreibstössel 13 einfallen kann. Die Klinke 51 kann dazu in Richtung auf den Eintreibstössel 13 federbelastet sein.
Das Eintreibgerät 10 aus 3 unterscheidet sich nur dadurch von dem zuvor beschriebenen, dass das Druckfedermittel 42 hier als Gasdruckfeder ausgebildet ist. Das in dem Führungszylinder 48 befindliche Ende des Eintreibstössels 13 ist dazu mit einem Kolbenkopf 49 mit Dichtring 149 versehen. Die Funktion des Eintreibgerätes 10 ist ansonsten identisch mit der zu den 1 und 2 beschriebenen, so dass auf die diesbezügliche Beschreibung vollumfänglich Bezug genommen wird.
Das Eintreibgerät 10 aus 4 unterscheidet sich dadurch von dem in den 1 und 2 dargestellten, dass die Beschleunigungseinrichtung 40 anstelle eines Kraftspeichers eine mit eine nur dem Eintreibstössel 13 zusammenwirkende Magnetspule 45 aufweist, die über eine Steuerleitung 58 elektrisch mit der Steuereinheit 23 verbunden ist. Der Eintreibstössel 13 ist zumindest an seinem, der Magnetspule 45 zugewandten Ende als Eisen- bzw. Spulenkern ausgebildet. Eine separate Sperreinrichtung 50 ist bei diesem Eintreibgerät 10 nicht vorgesehen, da deren Funktion von der Magnetspule 45 mit übernommen wird. In der Ausgangsstellung 22 des Eintreibstössels 13 ist dieser über die von der Steuereinheit 23 gesteuerte Polung der Magnetspule 45 an dieser gehalten. Wird das Eintreibgerät 10 nun an einen Untergrund U angedrückt, wie es in 2 dargestellt ist, und der Auslöseschalter 19 betätigt, dann wird die Magnetspule 45 über die Steuereinheit 23 umgepolt. Hierdurch wird der Eintreibstössel 13 nun von der Magnetspule 46 abgestossen, in Eintreibrichtung 27 vorbeschleunigt und mit seinem Kupplungsabschnitt 15 auf das Antriebsschwungrad 32 geschossen. Wegen weiterer, hier nicht beschriebener Details, wird vollumfänglich Bezug genommen auf die vorhergehende Beschreibung zu den 1 und 2.
Das Eintreibgerät 10 aus 5 unterscheidet sich dadurch von dem in den 1 und 2 dargestellten, dass die Beschleunigungseinrichtung 40 anstelle eines Kraftspeichers ein mit einem Abtriebsmittel 44 versehenes motorisches Beschleunigungsmittel 43 aufweist, das über eine Steuerleitung 59 elektrisch mit der Steuereinheit 23 verbunden ist. Das motorische Beschleunigungsmittel 43 ist hier als Elektromotor 47 ausgebildet, der vorzugsweise eine geringere Leistung als der Motor 31 aufweist, der das Antriebsschwungrad 32 antreibt. In der Ausgangsstellung 22 des Eintreibstössels 13 liegt dieser mit seinem entgegen der Eintreibrichtung 27 liegenden Ende an einem als Mitnehmer 144 ausgebildeten Ende des Abtriebsmittels 44 des Elektromotors 47 an. Wird das Eintreibgerät 10 nun an einen Untergrund U angedrückt, wie es in 2 dargestellt ist, und der Auslöseschalter 19 betätigt, dann wird der Elektromotor 47 über die Steuereinheit 23 bestromt wodurch das Abtriebsmittel 44 katapultartig gegen das Ende des Eintreibstössels 13 bewegt wird. Hierdurch wird der Eintreibstössel 13 in Eintreibrichtung 27 vorbeschleunigt und mit seinem Kupplungsabschnitt 15 auf das Antriebsschwungrad 32 geschossen. Wegen weiterer, hier nicht beschriebener Details, wird vollumfänglich Bezug genommen auf die vorhergehende Beschreibung zu den 1 und 2.
Auch das in den 6 bis 8 dargestellte Eintreibgerät 10 weist ein Gehäuse 11 und eine darin angeordnete, insgesamt mit 30 bezeichnete Antriebsanordnung für einen Eintreibstössel 13 auf, der in einer Führung 12 versetzbar geführt ist. Die Führung 12 umfasst dabei ein erstes Andruckmittel 16 und ein zweites Andruckmittel 116, die jeweils als Andruckrolle ausgebildet sind, sowie einen Führungskanal 18. An dem in Eintreibrichtung 27 liegenden Ende der Führung 12 ist seitlich von dieser abragend ein Befestigungselementemagazin 61 angeordnet in dem Befestigungselemente 60 bevorratet sind. Die Andruckmittel 16, 116 sind an einem mehrgliedrigen Lagerarm 120 drehbar gelagert, der über ein Stellmittel 119, das über eine Steuerleitung 121 mit der Steuereinheit 23 verbunden ist, in Richtung auf den Eintreibstössel 13 versetzbar ist. Das grade aktive Andruckmittel 16, 116 kann jeweils in Richtung des Pfeils 26 auf dem Eintreibstössel 13 rollen.
Das Eintreibgerät 10 weist ferner noch einen Handgriff 20 auf, an dem ein Auslöseschalter 19 zum Auslösen eines Eintreibvorganges mit dem Eintreibgerät 10 angeordnet ist. In dem Handgriff 20 ist ferner noch eine insgesamt mit 21 bezeichnete Stromversorgung angeordnet, über die das Eintreibgerät 10 mit elektrischer Energie versorgt wird. Vorliegend beinhaltet die Stromversorgung 21 wenigstens einen Akkumulator. Die Stromversorgung 21 ist über eine elektrische Versorgungsleitung 24 mit einer Steuereinheit 23 verbunden. Die Steuereinheit 23 ist dabei ferner noch über eine Schalterleitung 57 mit dem Auslöseschalter 19 verbunden.
An einer Mündung 62 des Eintreibgerätes 10 ist ein Tastmittel 122 angeordnet, über das ein Schaltmittel 29 betätigbar ist, das über eine Schaltmittelleitung 28 elektrisch mit der Steuereinheit 23 verbunden ist. Das Schaltmittel 29 sendet ein elektrisches Signal an die Steuereinheit 23 sobald das Eintreibgerät 10 an einen Untergrund U angedrückt wird, wie aus den 6 bis 8 ersichtlich ist, und stellt so sicher, dass das Eintreibgerät 10 nur ausgelöst werden kann, wenn es ordnungsgemäss an einen Untergrund U angedrückt worden ist.
Die Antriebsanordnung 30 beinhaltet zunächst einen elektrisch betriebenen Motor 31 mit einer Motorwelle 37. Die Motorwelle 37 überträgt die Rotationsbewegung des Motors 31 über ein z. B. als Riemen ausgebildetes Transmissionsmittel 33 auf eine Lagerachse 34 eines Antriebsschwungrades 32 und versetzt das Antriebsschwungrad 32 damit in eine Rotationsbewegung in Richtung des Pfeils 36. Das Antriebsschwungrad 32 weist dabei einen Aussendurchmesser D1 auf. Der Motor 31 wird über eine elektrische Motorleitung 25 direkt von der Steuereinheit 23 versorgt und geschaltet. Der Motor 31 kann z. B. bereits dann von der Steuereinheit 23 in Betrieb gesetzt werden, wenn das Eintreibgerät 10 an einen Untergrund U angedrückt wird und ein entsprechendes Signal vom Schaltmittel 29 an die Steuereinheit 23 geleitet wird. Zwischen dem Antriebsschwungrad 32 und dem Eintreibstössel 13 ist ferner noch eine als Reibkupplung ausgebildete Antriebskupplung 35 wirksam. Diese beinhaltet einen, gegenüber einem vorderen Eintreibabschnitt 14 höheren Kupplungsabschnitt 15 des Eintreibstössels 13 der durch eine Bewegung des Eintreibstössels 13 von seiner Ausgangsstellung 22 in Eintreibrichtung 27 und durch ein Absenken der Andruckrolle 16 über das Stellmittel 119 zwischen der Andruckrolle 16 und dem Antriebsschwungrad 32 in Reibschluss gebracht werden kann.
An dem, dem Befestigungselementemagazin 61 abgewandten Ende der Führung 12 ist ein Beschleunigungsschwungrad 142 angeordnet, das Teil einer insgesamt mit 40 bezeichneten Beschleunigungseinrichtung ist. Dieses Beschleunigungsschwungrad 142 ist auf einer zweiten Lagerachse 143 drehbar gelagert und ist über das Transmissionsmittel 33 vom Motor 31 antreibbar. Das Beschleunigungsschwungrad 142 weist einen Aussendurchmesser D2 auf der kleiner ist als der Aussendurchmesser D1 des Antriebsschwungrades 32. Die maximale Umfangsgeschwindigkeit des Beschleunigungsschwungrades 142 ist daher kleiner als die maximale Umfangsgeschwindigkeit des Antriebsschwungrades 32.
An dem Eintreibgerät 10 ist ferner noch eine insgesamt mit 70 bezeichnete Rückstelleinrichtung angeordnet. Diese Rückstelleinrichtung 70 umfasst ein Federelement 75, welches als Zugfeder ausgebildet ist. Über dieses Federelement 75 wird der Eintreibstössel 13 in seine Ausgangstellung 22 zurückbewegt, wenn sich der Eintreibstössel 13 in seiner in Eintreibrichtung 27 liegenden Endposition befindet.
Wird nun das Eintreibgerät 10 an einen Untergrund U angedrückt, wie aus 6 ersichtlich ist, dann wird zunächst über das Schaltmittel 29 und die Steuereinheit 23 der Motor 31 der Antriebsanordnung 30 eingeschaltet und über diesen das Antriebsschwungrad 32 und das Beschleunigungsschwungrad 142 in Rotation in Drehrichtung der Pfeile 36 (siehe 6–8) versetzt.
Wird danach der Auslöseschalter 19 von einem Bediener betätigt, dann wird über die Steuereinheit 23 das Stellmittel 119 betätigt und über dieses der Lagerarm 120 mit den Andruckmitteln 16, 116 in Richtung auf den Eintreibstössel 13 versetzt. Durch den Druck des Andruckmittels 116 auf den Eintreibstössel 13 in Richtung auf das Beschleunigungsschwungrad 142 wird der Eintreibstössel 13 mit seinem Kupplungsabschnitt 15 mit dem rotierenden zweiten Antriebsschwungrad 142 gekuppelt und über dieses in Eintreibrichtung 27 bzw. mit seinem Kupplungsabschnitt 15 auf das Antriebsschwungrad 32 hin beschleunigt und auf das Antriebsschwungrad 32 geschossen. Der Schlupf am zweiten Antriebsschwungrad 142 ist dabei aufgrund dessen geringerer Umfangsgeschwindigkeit relativ gering. Die Beschleunigungseinrichtung 40 überträgt dabei eine Energie von minimal ca. 50 mJ bis zu maximal ca. 20J auf den Eintreibstössel 13. Der auf den Eintreibstössel 13 übertragene Impuls liegt dabei zwischen minimal ca. 50 g·m/s bis zu maximal ca. 3 kg·m/s. Der Eintreibstössel 13 wird hierdurch auf eine Geschwindigkeit von ca. 0,5 m/s bis ca. 20 m/s beschleunigt, bevor er über die Antriebskupplung 35 mit dem Antriebsschwungrad 32 einkuppelt und eine weitere Beschleunigung und Energieübertragung erfährt. Die Energie bzw. der Impuls ist dabei von der Umfangsgeschwindigkeit des zweiten Antriebsschwungrades 142 abhängig.
Durch das erfindungsgemässe Vorbeschleunigen des Eintreibstössels 13 kann der Schlupf beim aktiv werden der Antriebskupplung 35 zwischen dem Antriebsschwungrad 32 und dem Kupplungsabschnitt 15 des Eintreibstössels 13 deutlich vermindert werden, wodurch höhere Drehzahlen des Antriebsschwungrades 32 und damit eine grössere, auf den Eintreibstössel 13 durch das Antriebsschwungrad 32 übertragbare kinetische Energie ermöglicht werden.
Die Rückführung des Eintreibstössels 13 erfolgt, wie bereits beschrieben, am Ende eines Eintreibvorganges über die Rückstelleinrichtung 70 mit dem Federmittel 75, welches den Eintreibstössel 13 in seine Ausgangsstellung 22 zurückzieht. Die Andruckmittel 16, 116 am Lagerarm 120 werden noch vor der Rückführung des Eintreibstössels 13 über das Stellmittel 119 wieder vom Eintreibstössel 13 abgehoben.
Das in den 9 und 10 dargestellte Eintreibgerät 10 unterscheidet sich dadurch von dem in den 6 bis 8 dargestellten, dass das Beschleunigungsschwungrad 142 koaxial mit dem Antriebsschwungrad 32 auf der gleichen Lagerachse 34 angeordnet ist. Der Eintreibstössel 13 weist ferner einen zweiten Kupplungsabschnitt 115 auf, über den der Eintreibstössel 13 mit dem zweiten Antriebsschwungrad 142 kuppelbar ist, wenn die Andruckmittel 16, 116 am Lagerarm 120 über das Stellmittel 119 in Richtung auf den Eintreibstössel 13 bewegt werden. Die Länge des zweiten Kupplungsabschnitts 115 ist so gewählt, dass er mit dem zweiten Antriebsschwungrad 142 nur kurz gekuppelt ist, um einen Beschleunigungsimpuls aufzunehmen.
Wie aus 10 ersichtlich ist wird der Eintreibstössel 13 nach der Vorbeschleunigung durch das Beschleunigungsschwungrad 142 über das Antriebsschwungrad 32 angetrieben, um ein Befestigungselement 60 in den Untergrund U zu treiben. Wegen weiterer, hier nicht beschriebener, Details wird vollumfänglich Bezug genommen auf die vorhergehende Beschreibung zu den 6 bis 8.

Claims

Elektrisch betriebenes Eintreibgerät für Befestigungselemente, mit einer Antriebsanordnung (30) für einen in einer Führung (12) versetzbar gelagerten Eintreibstössel (13), die wenigstens ein über einen Elektromotor (31) in Rotation versetzbares Antriebsschwungrad (32) aufweist, wobei der Eintreibstössel (13) einen Kupplungsabschnitt (15) aufweist, und mit einer Antriebskupplung (35) über die der Eintreibstössel (13) mit seinem Kupplungsabschnitt (15) zum Vortrieb des Eintreibstössels (13) mit dem wenigstens einen Antriebsschwungrad (32) kuppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Beschleunigungseinrichtung (40) für den Eintreibstössel (13) vorgesehen ist, über die der Eintreibstössel (13) mit seinem Kupplungsabschnitt (15) in Richtung auf das Antriebsschwungrad (32) beschleunigbar ist.
Eintreibgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über die zusätzliche Beschleunigungseinrichtung (40) eine Energie von 50 mJ bis 20J auf den Eintreibstössel (13) übertragbar ist.
Eintreibgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass über die zusätzliche Beschleunigungseinrichtung (40) ein Impuls von 50 g·m/s bis 3 kg·m/s auf den Eintreibstössel (13) übertragbar ist.
Eintreibgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Beschleunigungseinrichtung (40) einen Kraftspeicher (41) aufweist, der in einer Ausgangsstellung (22) des Eintreibstössels (13) gegen diesen vorgespannt und diesen in Richtung auf das Antriebsschwungrad (32) elastisch beaufschlagt, wobei der Eintreibstössel (13) in der Ausgangsstellung (22) über eine entriegelbare Sperreinrichtung (50) gehalten ist.
Eintreibgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftspeicher (41) als Druckfedermittel (42) ausgebildet ist.
Eintreibgerät, nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperreinrichtung (50) eine Klinke (51) umfasst, die in einer Sperrstellung (54) mit einer Sperrfläche (23) des Eintreibstössels (13) verhakt ist.
Eintreibgerät, nach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperreinrichtung (50) über einen Auslöseschalter (19) entriegelbar und in eine Freigabestellung (55) überführbar ist, in der die Klinke (51) den Eintreibstössel (13) freigibt.
Eintreibgerät, nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Beschleunigungseinrichtung (40) ein motorisches Beschleunigungsmittel (43) beinhaltet.
Eintreibgerät, nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das motorische Beschleunigungsmittel (43) ein Elektromotor (47) ist, der über ein Abtriebsmittel (44) mir dem Eintreibstössel (13) kuppelbar ist.
Eintreibgerät, nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Beschleunigungseinrichtung (40) eine Magnetspulenanordnung (45) aufweist.
Eintreibgerät, nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Beschleunigungseinrichtung (40) wenigstes ein Beschleunigungsschwungrad (142) für den Eintreibstössel (13) aufweist, dessen maximale Umfangsgeschwindigkeit kleiner ist, als die maximale Umfangsgeschwindigkeit des Antriebsschwungrades (32).
Eintreibgerät, nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsschwungrad (32) und das Beschleunigungsschwungrad (142) jeweils auf einer separaten Lagerachse (34, 143) gelagert sind.
Eintreibgerät, nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsschwungrad (32) und das Beschleunigungsschwungrad (142) auf derselben Lagerachse (34) angeordnet sind.
Eintreibgerät, nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschleunigungsschwungrad (142) einen Aussendurchmesser (D2) aufweist, der kleiner ist als der Aussendurchmesser (D1) des ersten Antriebsschwungrades (32).
Eintreibgerät, nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsschwungrad (32) und das Beschleunigungsschwungrad (142) über die gleiche Antriebsanordnung (30) antreibbar sind.