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Aufgabe der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein handgeführtes Eintreibgerät
der im Oberbegriff von Patentanspruch 1 genannten Art. Derartige
handgeführte Eintreibgeräte verfügen über
einen versetzbar geführten Eintreibstössel über
den Befestigungselemente in einen Untergrund eintreibbar sind.
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Elektrisch
betriebene handgeführte Bolzensetzgeräte weisen
einen Zwischenspeicher im Gerät auf, der die aus dem elektrischen
Antrieb stammende Energie zwischenspeichert und bei einem Setzvorgang
schlagartig abgeben kann. Dieser Zwischenspeicher wird eingesetzt,
da die während eines Setzvorganges benötigte Leistung
einem Vielfachen der vom elektrischen Antrieb zur Verfügung
stellbaren Leistung entspricht. Die Verwendung leistungsstärkerer
elektrischer Antriebe wäre zwar möglich würde aber
eine überproportionale Gewichtszunahme des Gerätes
bedeuten.
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Als
Zwischenspeicher können z. B. als Gasdruckfeder ausgebildete
Antriebsfederelemente genutzt werden, die gegenüber mechanischen
Federn den Vorteil haben, dass sie die für einen Setzvorgang notwendige
Kolbengeschwindigkeit (mind. 30 m/s) problemlos erreichen können.
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Ein
gattungsgemässes Eintreibgerät ist aus der
DE 196 29 762 B4 bekannt,
welches einen in einem Zylinder dichtend geführten Antriebskolben
mit daran angeordnetem Eintreibstössel aufweist. Der Zylinder
und der Antriebskolben definieren eine Gaskammer in der ein Gas
komprimierbar angeordnet ist. Die derart gebildete Gasfeder wird
bei einer Bewegung des Antriebskolbens in den Zylinder hinein gespannt,
wozu eine Spanneinrichtung für den Antriebskolben mit einem
elektrisch betreibbaren Motor vorgesehen ist. Um den Gasdruck der
Gasfeder über einen längeren Zeitraum aufrecht
zu erhalten, ist an die Gasdruckfeder eine Gasnachfülleinrichtung
mit Druckregelventil angeschlossen, so dass leckage-bedingte Gasverluste
und temperaturbedingte Druckschwankungen ausgeglichen werden können.
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Von
Nachteil bei dem bekannten Eintreibgerät ist jedoch, dass
das Vorsehen einer derartigen Gasnachfülleinrichtung und
eines Druckregelventils die Konstruktion verteuern und sie fehleranfällig
machen.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Eintreibgerät
der vorgenannten Art mit einer Gasdruckfeder als Antriebsfeder zu
entwickeln, das die vorgenannten Nachteile vermeidet und bei dem über
die Lebensdauer des Eintreibgerätes eine gleich bleibende
Federkraft der Gasdruckfeder gewährleistet ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die in Anspruch 1 genannten
Massnahmen gelöst. Demnach weist das Gasdruckfederelement
der Antriebseinrichtung eine Rollmembran auf, die den Gasraum des
Federgehäuses abdichtet und über die eine Expansionsbewegung
des Gasdruckfederelements auf den Eintreibstössel übertragbar
ist (direkt oder auch indirekt). Eine Expansionsbewegung der Gasdruckfeder
wird somit über die, das Federgehäuse abschliessende
Rollmembran auf den Eintreibstössel übertragen,
wodurch eine nahezu absolute Dichtigkeit der Gasdruckfeder erzielt
wird, die das Vorsehen zusätzlicher Mittel zur Aufrechterhaltung des notwendigen
Arbeitsdruckes in dem Gasfederelement unnötig macht.
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Vorteilhaft
ist das Federgehäuse an einem Federgehäuseende,
welches dem Eintreibstössel abgewandt ist, über
einen Federgehäuseboden dichtend verschlossen, wodurch
ebenfalls die Dichtigkeit erhöht wird. Alternativ könnten
Federgehäuse und Federgehäuseboden auch einteilig
ausgebildet sein um die Dichtigkeit zu gewährleisten.
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Günstig
ist es ferner, wenn zwischen dem Federgehäuseboden und
dem Federgehäuse ein umlaufender Rand der Rollmembran dichtend
anliegt. Hierdurch ist eine einfache und kostengünstige Herstellbarkeit
gewährleistet. Besondere Masstoleranzen sind nicht notwendig.
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Von
Vorteil ist es ferner, wenn die Rollmembran sackförmig
ausgebildet ist, wobei ein geschlossenes Ende der Rollmembran zum
Eintreibstössel hin ausgerichtet ist. Durch diese Ausbildung
besteht nur die Notwendigkeit, das offene Ende der Rollmembran zum
Federgehäuse hin abzudichten, um den Gasraum abzudichten,
wodurch mögliche Leckagestellen minimiert werden.
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Vorteilhaft
besteht die Rollmembran aus einem faserverstärkten Elastomer,
wobei daruntern z. B. auch gewebeverstärkte Elastomere
verstanden werden. Eine derartige Rollmembran weist eine hohe Lebensdauer
auf und ist kostengünstig herzustellen.
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Günstigerweise
ist die Rollmembran wenigstens bereichsweise an einer Innenwand
des Federgehäuses geführt, wodurch die Dichtfläche
der Rollmembran zum Federgehäuse deutlich vergrössert ist.
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In
den Zeichnungen ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt.
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Es
zeigen:
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1 ein
erfindungsgemässes Eintreibgerät im Längsschnitt
in seiner Ausgangsstellung,
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2 das
Eintreibgerät aus 1 in einer betätigten
Stellung.
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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. Der Eintreibstössel 13 weist
dabei einen Eintreibabschnitt 14 und einen Kopfabschnitt 15 auf.
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An
das in Eintreibrichtung 27 liegende Ende der Führung 12 schliesst
sich eine koaxial zu der Führung 12 verlaufende
Bolzenführung 17 an diese an. Seitlich von der
Bolzenführung 17 abragend ist ein Befestigungselementemagazin 61 angeordnet
in dem Befestigungselemente 60 bevorratet sind.
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Die
Antriebsanordnung 30 beinhaltet ein Gasdruckfederelement 31,
welches ein fest im Gehäuse 11 des Eintreibgerätes 10 angeordnetes,
z. B. als Zylinder ausgebildetes, Federgehäuse 32 und eine
Rollmembran 33 aufweist, die einen mit unter hohem Druck
stehendem Gas gefüllten Gasraum 34 einschliessen.
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Die
Rollmembran 33 ist sackförmig ausgebildet und
liegt wenigstens bereichsweise an einer Innenwand 37 des
Federgehäuses 32 an und ist mit einem ringförmigen
Rand 38 an einem Federgehäuseende 35 dichtend
zwischen dem Federgehäuse 32 und einem Federgehäuseboden 36 festgelegt.
Der Federgehäuseboden 36 ist dabei z. B. als separates plattenförmiges
Bauteil ausgebildet. Die Rollmembran 33 ist z. B. aus einem
faser- bzw. gewebeverstärkten Elastomermaterial gebildet.
Alternativ kann die Rollmembran 33 auch aus einem reinen
Elastomer, einem luft- bzw. gasdichten Gewebematerial, einem metallbedampftem
Elastomer (wie z. B. einem Aluminium-bedampften Elastomer), einer
elastischen Folie, einer Verbundfolie, einer Elastomer-Metallfolie, einem
versiegelten Textilschichtmaterial, TPV (thermoplastische Vulkanisate)
oder einem anderen geeigneten für Gas impermeablem Material
bestehen.
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In
der aus 1 ersichtlichen Ausgangsstellung 22 des
Eintreibstössels 13 ist dieser über das Gasdruckfederelement 31 elastisch
vorgespannt, und ist mit seinem Kopfabschnitt 15 in die
Rollmembran 33 eingetaucht, die aussen an dem Kopfabschnitt 15 flächig
anliegt und diesen bereichsweise einschliesst. Der Druck des Gases
im Gasraum 34 des Gasdruckfederelementes 31 liegt
in diesem gespannten Zustand zwischen ca. 10 und 100 bar.
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In
der 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 an einem Vorsprung 58 des
Eintreibstössels 13 angreift und diesen gegen
die Kraft des Gasdruckfederelements 31 festhält.
Die Klinke 51 ist dabei an einem Stellmotor 52 gelagert
und über diesen in eine aus 2 ersichtliche
Freigabestellung 55 überführbar, wie
nachfolgend noch beschrieben werden wird. Der Stellmotor 52 ist über
eine elektrische erste Steuerleitung 56 mit einer Steuereinheit 23 verbunden.
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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 mit der Steuereinheit 23 als
auch mit dem Auslöseschalter 19 verbunden. Die
Steuereinheit 23 ist dabei ferner noch über eine
Schalterleitung 57 mit dem Auslöseschalter 19 verbunden.
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An
einer Mündung 62 des Eintreibgerätes 10 ist
ein 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 ein Werkstück U angedrückt wird,
wie aus 2 ersichtlich ist, und stellt so sicher, dass
das Eintreibgerät 10 nur ausgelöst werden kann,
wenn es ordnungsgemäss an ein Werkstück U angedrückt
worden ist.
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An
dem Eintreibgerät 10 ist ferner noch eine insgesamt
mit 70 bezeichnete Spanneinrichtung für das Gasdruckfederelement 31 angeordnet.
Diese Spanneinrichtung 70 umfasst einen Motor 71, über den
eine Antriebsrolle 72 antreibbar ist. Der Motor 71 ist über
eine zweite Steuerleitung 74 elektrisch mit der Steuereinheit 23 verbunden
und kann über diese in Betrieb gesetzt werden, z. B. wenn
sich der Eintreibstössel 13 in seiner in Eintreibrichtung 27 liegenden
Endposition befindet oder wenn das Eintreibgerät wieder
vom Untergrund abgehoben wird. Der Motor 71 weist ein Abtriebsmittel 75,
wie ein Abtriebsrad, auf, das mit der Antriebsrolle 72 koppelbar
ist. Die Antriebsrolle 72 ist dazu drehbar an einem längsverstellbaren
Stellarm 78 eines als Solenoid ausgebildeten Stellmittels 76 gelagert.
Das Stellmittel 76 ist dabei über eine Stellmittelleitung 77 mit
der Steuereinheit 23 verbunden. Im Betrieb dreht sich die
Antriebsrolle 72 in Richtung des gestrichelt angedeuteten Pfeils 73.
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Wird
das Eintreibgerät 10 über einen hier nicht
dargestellten Hauptschalter in Betrieb genommen, dann stellt die
Steuereinheit 23 zunächst sicher, dass sich der
Eintreibstössel 13 in seiner aus 1 ersichtlichen
Ausgangsstellung 22 befindet. Ist dieses nicht der Fall,
dann wird die Antriebsrolle 72 vom Stellmittel 76 an
das bereits über den Motor 71 in Drehung versetzte
Abtriebsmittel 75 heranbewegt und mit diesem eingekuppelt.
Gleichzeitig kuppelt die Antriebsrolle 72 an dem Eintreibstössel 13 ein,
so dass dieser über die sich in Richtung des Pfeils 73 drehende
Antriebsrolle 72 in Richtung zur Antriebsanordnung 30 hin
versetzt wird. Dabei wird das Gasdruckfederelement 31 der
Antriebsanordnung 30 gespannt. Hat der Eintreibstössel 13 seine
Ausgangsstellung 22 erreicht, dann fällt die Klinke 51 der
Sperreinrichtung 50 in die Sperrfläche 53 am
Eintreibstössel 13 ein und hält diesen
in der Ausgangsstellung 22. Der Motor 71 kann
dann über die Steuereinheit 23 abgeschaltet werden
und das Stellmittel 76 fährt die Antriebsrolle 72 ebenfalls
gesteuert von der Steuereinheit 23 von ihrer eingekuppelten
Stellung an dem Abtriebsmittel 75 und dem Eintreibstössel 13 in seine
ausgekuppelte Stellung (vgl. 2).
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Wird
nun das Eintreibgerät 10 an ein Werkstück
U angedrückt, wie aus 2 ersichtlich
ist, dann wird zunächst über das Schaltmittel 29 die Steuereinheit 23 in
Setzbereitschaft versetzt. Wird dann 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 von
der Sperrfläche 53 am Eintreibstössel 13 abgehoben wird.
Die Klinke 51 kann in Richtung auf den Eintreibstössel 13 federbelastet
sein, um diese automatisch wieder in ihre Sperrstellung 54 zu
verfahren.
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Der
Eintreibstössel 13 wird daraufhin über das
Gasdruckfederelement 31 der Antriebsanordnung 30 in
Eintreibrichtung 27 bewegt, wobei ein Befestigungselement 60 in
das Werkstück U eingetrieben wird. Der Vorschub bzw. die
Expansionsbewegung des Gasdruckfederelements 31 in Eintreibrichtung 27 wird
dabei über die am Kopfabschnitt 15 anliegende
Rollmembran 33 auf den Eintreibstössel 13 übertragen.
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Zur
Rückführung des Eintreibstössels 13 und zum
Spannen des Gasdruckfederelementes 31 wird am Ende eines
Eintreibvorganges die Spanneinrichtung 70 über
die Steuereinheit 23 aktiviert, wenn das Eintreibgerät 10 wieder
vom Werkstück U abgehoben wird. Das Schaltmittel 29 liefert
dazu ein Signal an die Steuereinheit 23. Über
die Spanneinrichtung 70 wird der Eintreibstössel 13 in
der bereits beschriebenen Weise gegen das Gasdruckfederelement 31 der
Antriebsanordnung 30 gefahren und das Gasdruckfederelement 31 dabei
erneut gespannt bis die Klinke 51 wieder in ihre Sperrstellung 54 an
der Sperrfläche 53 am Eintreibstössel 13 einfallen
kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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