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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 fallt 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.