DE102006051485A1

DE102006051485A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung eines elektromagnetischen Nagelschussgeräts

Info

Publication number: DE102006051485A1
Application number: DE200610051485
Authority: DE
Inventors: Ying-Lieh Puzi Huang
Original assignee: SPRING BEANS IND CO Ltd; Spring Beans Industrial Co Ltd Puzu
Current assignee: SPRING BEANS IND CO Ltd; Spring Beans Industrial Co Ltd Puzu
Priority date: 2006-10-31
Filing date: 2006-10-31
Publication date: 2008-05-08

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Nagelschussgerät (1), umfassend ein Magazin (15), in welchem eine Reihe von einzuschlagenden Nägeln (16) aufgenommen sind, ein Magnetventil in Form einer elektromagnetischen Spule (11), eine darin verschieblich gelagerten federbelasteten Stoßstange (12) mit einem Schlagbolzen (13) und einer Rückstellfeder (14), eine Steuerung (2) mit einer Speisungsschaltung (22) und einem Schalter (21), und einen Anlassschalter (241) zur Ein-/Ausschaltung der Spule (11), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (2) ferner einen integrierten Schalter (23), eine Anlasserschaltung (24) mit dem Anlassschalter (241) und einer RC-Schaltung (242, 243), eine Antriebsschaltung (25) mit einem Transistor (251) und einen SCR (26) aufweist, wobei der Emitter E des Transistors (251) mit der RC-Schaltung (242, 243) und die Basis B desselben mit der integrierten Schaltung (23) verbunden ist, während der Kollektor K des Transistors (251) mit dem Gate G des SCRs (26) verbunden ist, und wobei der SCR (26) mit seiner Anode A an die Spule (11) und mit seiner Kathode K an die Speisungsschaltung (22) angeschlossen ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung eines solchen Nagelschussgerätes (1).

Description

[Technisches Gebiet]
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung der Energiespeisung eines mit Wechselstrom betriebenen Nagelschußgerätes.
[Stand der Technik]
Zum Einschlag eines Nagels in ein Substrat wie ein Holz wird oft ein mit Wechselstrom betriebenes Nagelschußgerät eingesetzt, das ein Magazin, in welchem eine Reihe von einzuschlagenden Nägeln aufgenommen sind, ein Magnetventil in Form einer elektromagnetischen Spule, und eine darin verschieblich gelagerte federbelastete Stoßstange mit einem Schlagbolzen aufweist, wobei durch Anlegen einer Spannung an der Speisungsschaltung der Spule der Schlagbolzen durch die erzeugte magnetische Kraft gegen seine eigene Federwirkung nach außen bis in seinen Außentotpunkt ausgestossen wird und den oberst liegenden Nagel in das Holz einschlägt. Nach erfolgtem Nageleinschlag wird die Speisung der Spule gesperrt und der Schlagbolzen durch die Federkraft in seine ursprüngliche Stellung (seinen Innentotpunkt) rückgezogen und stellt sich für den nächsten Nageleinschlag bereit. Dabei wird die Spule kurzzeitig leitend gemacht, wenn man einen Anlaßschalter in Form eines Abzugs abdrückt. Beim Erreichen des Außentotpunkt kann z.B. ein dort angeordneter Mikroschalter betätigt werden, wodurch die Energiespeisung der Spule gesperrt und der nächste Nagel in die Schlagstellung gebracht wird.
Da die verschiedenensten zu nagelnden Hölzer sich in ihrer Stärke und Härte voneinander stark unterscheiden können, kann sich ein eingeschlagender Nagel nicht immer mit einem einzigen Einschlag vollständig in das Holz eintauchen. Damit der unvollständig eingeschlagene Nagel bis zu seinem vollständigen Eintauch in das Holz eingeschlagen werden kann, ist ein oder mehrere weiteren Schläge des gleichen Nagels erforderlich. Da nun der nächste Nagel im Magazin bereits die oberste Schlagstellung eingenommen hat, muß der unvollständig eingeschlagene Nagel entweder mit einem anderen getrennten Werkzeug wie einem Hammer fertig in das Holz eingeschlagen oder mit einem Nagelheber vom Holz herausgezogen werden, bevor der nächste Nagel eingeschlagen werden kann. Infolgedessen wird die Wirksamkeit der Arbeit verringert.
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung eines gattungsgemäßen Nagelschußgerätes zu schaffen, mit welchem wiederholte Einschläge eines durch den ersten Einschlag nicht vollständig in ein Holz eingeschlagenen Nagels mit dem Nagelschußgerät bis zu seinem vollständigen Eintauch in das Holz ermöglicht werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Steuerung der Speisung der Spule gelöst, wobei ein unvollständiger Einschlag eines Nagels erfaßt und ein erneuter Einschlag durchgeführt wird, bis dieser Nagel vollständig in das Holz eingetaucht wird. Die Erfassung des unvollständigen Einschlages des Nagels erfolgt durch eine Fühlung der Gegenwirkung vom Holz auf den Schlagbolzen. Wird der Nagel noch nicht vollständig in das Holz eingeschlagen, so wird der Spule ein weiterer Ström zugeführt, bevor der Schlagbolzen durch die Federwirkung in seinen ursprünglichen Ausgangsstellung rückgestellt wird. Da in diesem Fall der Schlagbolzen seine Ausgangsstellung nicht erreicht, tritt der nächste Nagel im Magazin nicht in die oberst liegende Schlagstellung ein.
Deshalb sind wiederholte Einschläge des unvollständig eingeschlagenen Nagels bis zu seinem vollständigen Eintauch in das Holz möglich.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform näher erläutert. Es zeigen:
[Zeichnung]
1 in geschnitter Darstellung ein mit Wechselstrom betriebenes Nagelschußgerät,
2 eine schematische Darstellung der Speisungsschaltung des erfindungsgemäßen Nagelschußgerätes,
3 ein Schaltbild der Schaltung des erfindungsgemäßen Nagelschußgerätes,
4 in vergrößertem Maßstab der Steuerungsschaltung des erfindungsgemäßen Nagelschußgerätes,
5 bis 7 jeweils die schematische Darstellung des Enschlags eines Nagels bis zu seinem vollständigen Eintauch in ein Holz.
[Erläuterung der bevorzugten Ausführungsform]
1 illustriert ein erfindungsgemäßes Nagelschußgerät 1, das wie der Stand der Technik ein Magazin 15, in welchem eine Reihe von einzuschlagenden Nägeln 16 aufgenommen sind, ein Magnetventil in Form einer elektromagnetischen Spule 11, und eine darin verschieblich gelagerten federbelasteten Stoßstange 12 mit einem Schlagbolzen 13 und einer Rückstellfeder 14 aufweist. Zur Energiespeisung weist das Nagelstoßgerät 1 in üblicher Weise eine Steuerung 2 mit einer Speisungsschaltung 22 und einem Schalter 21 auf. Die Besonderheit der Erfindung besteht darin, daß die Speisung 2 zum wiederholten Einschlagen eines unvollständig eingeschlagenen Nagels ferner eine integrierte Schaltung 23, eine Anlasserschaltung 24, eine Antriebsschaltung 25 und einen Thyristor 26 in Form eines SCRs (SCR = silicon control rectifier, Siliziumsteuer-Gleichrichter) umfaßt. Bei der integrierten Schaltung 23 kann es sich z.B. um einen Mikroprozessor oder Mikrorechner handeln. Sie dient u.a. zur Erfassung des unvollständigen Einschlagens eines Nagels und zur Auslösung eines entsprechenden Steuerungssignals. Die Anlasserschlaltung 24 weist einen Anlaßschalter 241 auf, der den Abzug der Energiespeisung entspricht. Durch Abdrücken des Anlaßschalters 241 wird die Spule 11 in üblicher Weise kurzzeitig leitend gemacht, wodurch der Schlagbolzen 13 einen in der Schlagstellung liegenden Nagel einmal in das Holz eingeschlagen wird. Des weiteren weist die Anlasserschaltung 24 eine RC-Schaltung aus einem Kondensator 242 und einem Widerstand 243 auf. Zudem ist zum Schutz der integrierten Schaltung 23 dieser ein Schutzwiderstand 244 vorgeschaltet.
Der Kern der Antriebsschaltung 25 ist ein n-Typ Transistor 252, dessen Emitter E mit der RC-Schaltung 242, 243 und dessen Basis B über einen Schutzwiderstand mit der integrierten Schaltung 23 verbunden ist. Der Kollektor K des Transistors 251 ist über einem Schutzwiderstand 253 jeweils mit dem Gate G des SCRs 26 und mit der Erde verbunden. Der SCR 26 ist mit seiner Anode A an die Spule 11 und mit seiner Kathode K an die Speisungsschaltung 22 angeschlossen.
Wird der Schalter 21 eingeschaltet, so wird ein Wechselspannung am Phaseneingang der integrierten Schaltung 23 angelegt. So wird die Polung der Halbwelle (positive oder negative Halbwelle) durch diese erkannt. Die vordere Flanke einer Halbwelle wird in bekannter Weise zur Anzündung eines Einschlags eingesetzt. Wird der Schalter 241 abgedrückt, so beggint eine Aufladung des Kondensators 242. Deshalb erhält der Kondensator nach einer bestimmten Aufladungszeit ein gewißes Potential. Das Vorhandensein des Potentials zeigt die Betriebsbereitschaft des Gerätes 1. Die integrierte Schaltung 23 erfaßt das Betriebsbereitsein und zieht dieses in Rechnung und nach einer geeigneten Zeitdauer gibt ein Auslösungssignal auf die Basis B des Transistors 251 ab, wodurch der Transistor leitend gemacht wird, und der Kondensator 242 über den Transistor 242 entladen wird. Hierdurch wird der SCR leitend gemacht. So fließt ein Strom durch die Spule 11, was zu einem Einschlag des Schlagbolzens 13 führt. Die vom Holz über den Nagel auf den Schlagbolzen 13 ausgeübte Gegenwirkung wird durch die integrierte Schaltung 23 detektiert und bewert. Daraus wird entnommen, ob sich der eingeschlagene Nagel vollständig in das Holz eintaucht. Ist dies nicht der Fall, so wird vor der Rückstellung des Schlagbolzens 13 in seine Ausgangsstellung (und damit vor dem Eintritt des nächsten Nagels in die Schlagstellung) die Spule nochmals erregt, wodurch der Einschlag desselben Nagels wiederholt wird, bis der gesamte Nagel vollständig in das Holz eingetaucht wird.
Wenn der Schlagbolzen während seiner Rückstellung wieder durch eine Erregung der Spule 11 zu dem unvollständig eingeschlagenen Nagel 16 hin ausgestossen wird, muß die nochmalige Erregung weder zu früh noch zu spät sein. Bei einer zu späten Wiedererregung könnte nach der Rückstellung des Schlagbolzens in seine Ausgangsstellung der nächste Nagel die Schlagstellung einnehmen. Glücklicherweise tritt dieser Fall kaum auf. Bei einer zu frühen Wiedererregung ist der Schlagbolzen am Beginn der nochmaligen Erregung noch vom Holz nicht ausreichend weit beabstandet. Infolgedessen kann der Schlagbolzen in einer nur begrenzten Strecke beschleunigt werden. Wegen der unausreichenden Beschleunigung hat der nochmalige Einschlag nur eine schwache Anprallskraft auf dem Nagel. Um eine solche unerwünschte vorzeitige Wiedererregung zu vermeiden, wird die Wiedererregung nicht durch die vordere Flanke der nächsten Halbwelle umgekehrter Polung (z.B. durch die vordere Flanke der unmittelbar darauf folgenden negativen Halbwelle einer Vollwelle eines Wechselstroms), sondern durch die vordere Flanke der nächst zweiten oder dritten positiven Halbwelle angezündt. Durch die um eine oder zwei Perioden verzögerte Anzündung wird der Schlagbolzen 13 Bei der Wiedereregung bereits vom Holz ausreichend weit rückgestellt, was eine ausreichende Beschleunigung und damit eine genug starke Anprallskraft des nochmaligen Einschlags gewährleist.

Claims

Nagelschußgerät (1), umfassend ein Magazin (15), in welchem eine Reihe von einzuschlagenden Nägeln (16) aufgenommen sind, ein Magnetventil in Form einer elektromagnetischen Spule (11), eine darin verschieblich gelagerten federbelasteten Stoßstange (12) mit einem Schlagbolzen (13) und einer Rückstellfeder (14), eine Steuerung (2) mit einer Speisungsschaltung (22) und einem Schalter (21), und einen Anlaßschalter 241 zur Ein-/Ausschaltung der Spule (11), dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (2) ferner ein integrierte Schalter (23), eine Anlasserschaltung (24) mit dem Anlaßschalter (241) und einer RC-Schaltung (242) (243), eine Antriebsschaltung (25) mit einem Transistor (251), und einen SCR (26) aufweist, wobei der Emitter E des Transistors (251) mit der RC-Schaltung (242, 243) und die Basis B desselben mit der integrierten Schaltung (23) verbunden ist, während der Kollektor K des Transistors (251) mit dem Gate G des SCRs (26) verbunden ist, und wobei der SCR (26) mit seiner Anode A an die Spule 11 und mit seiner Kathode K an die Speisungsschaltung 22 angeschlossen ist.
Verfahren zur Steuerung einem mit Wechselstrom betriebenen Nagelschußgerätes (1), welches ein Magazin (15), in welchem eine Reihe von einzuschlagenden Nägeln (16) aufgenommen sind, ein Magnetventil in Form einer elektromagnetischen Spule (11), eine darin verschieblich gelagerten federbelasteten Stoßstange (12) mit einem Schlagbolzen (13) und einer Rückstellfeder (14), eine Steuerung (2) mit einer Speisungsschaltung (22) und einem Schalter (21), einen Anlaßschalter 241 zur Ein-/Ausschaltung der Spule (11), eine Anlasserschaltung mit einer RC-Schaltung (242, 243), eine Antriebsschaltung (25) mit einem Transistor (251), und einen SCR (26) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Polung einer eingehenden Halbwelle erkannt wird, daß durch eine Aufladung der RC-Schaltung ((242, 243) die Betriebsbereitschaft des Gerätes erkannt und nach einer geeigneten Zeitdauer über den Transistor (251) und den SCR (26) die Spule (11) kurzzeitig leitend gemacht wird, daß aus der Gegenwirkung vom Nagel (16) auf den Schlagbolzen (13) entgenommen wird, ob der Nagel (16) vollständig in das Holz eingeschlagen wird, und, wenn dies nicht der Fall ist, die Spule 11 über den SCR (26) nochmals zu erregen, bis der gesamte Nagel (16) ins Holz eingetaucht wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim nochmaligen Einschlag die Wiederregnung durch die vordere Flanke der nächst zweiten oder dritten Halbwelle der gleichen Polung angezündt wird.