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Die Erfindung betrifft eine Eintreibvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus der Praxis sind Eintreibvorrichtungen bekannt, bei denen ein Eintreibkolben von einer über einen elektrischen Antriebsmotor mittels eines Übersetzungsgetriebes und einer Spindel gespannten Feder angetrieben und nach dem Eintreibvorgang zurückgefahren wird.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Eintreibvorrichtung anzugeben, die eine besonders hohe Betriebssicherheit aufweist.
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Diese Aufgabe wird für eine eingangs genannte Eintreibvorrichtung erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Durch die untrennbare Verbindung mittels des formschlüssig eingreifenden Verschlussgliedes kann das Speichergehäuse nicht geöffnet werden, wenn die Feder des Federspeichers unter einer entsprechenden Spannung steht. Ein solcher Zustand kann je nach Auslegung der weiteren Mechanik regulär oder insbesondere aufgrund einer Betriebsstörung vorliegen. Wenn ein Anwender einen Fehler oder Schaden am Gerät beseitigen will und dazu das Speichergehäuse öffnet, kann die Feder noch gespannt sein. Für die betreffende Person und Personen in der Umgebung besteht in diesem Fall die Gefahr von Verletzung durch ein schlagartiges Entspannen und eventuell umherfliegenden Teilen. Durch die erfindungsgemäße Blockade der Gehäuseteile wird dies auf einfache Weise verhindert.
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Unter einem Federspeicher ist im Sinne der Erfindung jedes Bauelement zu verstehen, dass mittels einer Feder mechanische Energie aufnehmen und zwischenspeichern kann. Bei der Feder kann es sich um eine Gasfeder oder ein elastisch verformbares Element handeln.
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Unter einem elastisch verformbaren Element sind unter anderem Schraubenfedern, Spiralfedern, Tellerfedern, Drehstabfedern oder Ähnliches zu verstehen. Bei jeder Feder im Sinne der Erfindung kann eine abstützende Kraft der Feder dazu genutzt werden, das Verschlussglied so zu beaufschlagen, dass bei gespannter Feder eine Demontage des Speichergehäuses verhindert ist.
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Unter einer unteren Grenzspannung der Feder ist dabei eine definierte Federspannung zu verstehen, die einem entspannten Zustand nicht mehr zugerechnet wird. Dabei kann je nach Detailgestaltung vorgesehen sein, dass die Feder auch im entspannten Zustand noch eine leichte Vorspannung aufweist. In einem solchen Fall können die Gehäuseteile dennoch getrennt werden, zum Beispiel durch eine ausreichend große Kraftwirkung in Trennrichtung der Gehäuseteile. Das vollständige Entspannen der Feder erfolgt dann nur über einen geringen Hub, wodurch keine Gefahr ausgeht. Bei anderen Ausführungsformen kann aber auch eine vollständige Entspannung der Feder vorliegen.
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Unter einem Befestigungselement im Sinne der Erfindung wird dabei jeder eintreibbare Nagel, Bolzen oder auch eine Schraube verstanden.
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Das Energieübertragungselement und die Antriebsvorrichtung können auf beliebige, von Eintreibgeräten bekannte Weise ausgebildet sein. Zum Beispiel kann es sich um einen Kolben als Energieübertragungselement handeln. Die Antriebsvorrichtung kann zum Beispiel Antriebsvorrichtung eine drehbare Spindel zur Spannung des Federspeichers umfassen. Bei solchen Geräten erfolgt meist ein Spannen der Feder durch Drehen der Spindel mittels eines elektrischen Motors bis zu einem gespannten Zustand. Nach einem Auslösen wird der Kolben durch die Feder beschleunigt, so dass ein Treibglied des Kolbens auf das Befestigungselement trifft und dieses in ein Werkstück eintreibt. Die erfindungsgemäße Eintreibvorrichtung kann auch einen anderen als einen elektrischen Antrieb haben, zum Beispiel einen Brenngasantrieb oder einen Druckluftantrieb.
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Das Gehäuse der Eintreibvorrichtung kann bei bestimmten Ausführungsformen baueinheitlich mit zumindest einem der Gehäuseteile des Speichergehäuses ausgebildet sei.
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Es versteht sich, dass die Gehäuseteile neben der formschlüssigen Sicherung durch das Verschlussglied noch weitere Verschlussmittel aufweisen kann, wie etwa Beispiel Schrauben, Rastnasen oder Ähnliches.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt eine Trennung der Gehäuseteile im Interesse einer einfachen Konstruktion senkrecht zu der axialen Richtung, welche bevorzugt mit der Setzrichtung identisch ist.
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Allgemein vorteilhaft kann das Verschlussglied ein gegen die Feder abgestütztes Riegelglied umfassen, das mit einer an dem Speichergehäuse angeordneten Ausformung formschlüssig verkämmt. Das Riegelglied wird durch die Abstützung gegen die Feder somit im formschlüssigen Eingriff gehalten, wodurch eine einfache erfindungsgemäße Sicherung des Federspeichers erreicht ist. Besonders bevorzugt ist dabei das Riegelglied zwischen einem Ende der Feder und einem an dem Speichergehäuse ausgebildeten Widerlager für die Feder angeordnet. Das Riegelglied kann hierdurch insbesondere als flache Scheibe, insbesondere Ringscheibe, ausgeformt sein, was gegenüber bekannten Konstruktionen von Ringspeichern nur wenig bauliche Änderung erfordert.
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Bei der an dem Speichergehäuse angeordneten Ausformung kann es sich zum Beispiel um eine materialeinheitlich einstückige Ausformung an den Gehäuseteilen handeln oder auch um eine Ausformung, die an zusätzlichen Bauteilen an den Gehäuseteilen vorgesehen ist.
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Die Ausformung und das Riegelglied können allgemein nach dem Prinzip von Nut und Feder formschlüssig aneinander angreifen oder sonstige korrespondierende formschlüssige Mittel aufweisen.
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Bei einer besonders einfachen und bevorzugten Detailgestaltung hat das Riegelglied einen in der axialen Richtung vorragenden Vorsprung, der in eine Hinterschneidung des Speichergehäuses eingreift.
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Allgemein vorteilhaft sind verschiedene Varianten möglich:
- – eine Distanzscheibe mit Widerhaken wird als Riegelglied durch Federkraft in eine Vertiefung bzw. Nut in einem gehäuseseitigen Federlager gepresst;
- – eine Stützscheibe mit umgebogenenen Laschen umfasst einen Dämpfer und Distanzscheiben und wird durch Federkraft in eine Vertiefung eines gehäuseseitigen Federlagers gepresst;
- – eine Federscheibe als Riegelglied mit umgebogenen Laschen als Vorsprung wird durch Federkraft in eine Vertiefung eines gehäuseseitigen Federlagers als Ausformung gepresst;
- – am Gehäuse wird eine Hinterschneidung angeschraubt oder anderweitig befestigt, wobei eine Federscheibe durch die Federkraft der Federn in die Hinterschneidung gepresst wird.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform haben der Vorsprung und/oder die Hinterschneidung eine abgeschrägte Flanke. Hierdurch kann bei ausreichender axialer Kraftfreiheit die formschlüssige Verriegelung der Gehäuseteile überwunden werden, indem die korrespondierenden Bauteile über die Flanken gleiten. Ein solches Verschlussglied kann so ausgelegt sein, dass die Gehäuseteile auch bei einem geringen Andruck der Feder gelöst werden können, nicht aber bei einer hohen bzw. gefährlichen Federvorspannung.
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Allgemein vorteilhaft ist die Feder als Schraubenfeder ausgebildet. Es kann sich aber auch um einen Stapel von Tellerfedern oder Ähnliches, oder um eine Gasfeder handeln.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Federspeicher zumindest eine zweite Feder auf, wobei die Federn in axialer Richtung hintereinander angeordnet sind und ein gehäusefestes Widerlager des Federspeichers zwischen den Federn angeordnet ist. Ein solcher Federspeicher ist besonders effektiv und für Eintreibvorrichtungen gut geeignet. Besonders bevorzugt kann dabei für jede der Federn ein Verschlussglied vorgesehen sein.
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Bei einer allgemein bevorzugten Bauform eines Eintreibgerätes ist ein elektrischer Motor zur Vorspannung des Federspeichers vorgesehen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen sowie aus den abhängigen Ansprüchen. Nachfolgend werden mehrere bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben und anhand der anliegenden Zeichnungen näher erläutert.
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1 zeigt eine seitliche, teilweise aufgeschnittene Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Eintreibvorrichtung.
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2 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Federspeichers der Eintreibvorrichtung aus 1 in einem gespannten Zustand.
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3 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Federspeichers der Eintreibvorrichtung aus 1 in einem entspannten Zustand.
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Die erfindungsgemäße Eintreibvorrichtung aus 1 umfasst ein handgeführtes Gehäuse 1, in dem ein Energieübertragungselement 2 mit einer Antriebseinrichtung 7 aufgenommen ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine elektrisch angetriebene Eintreibvorrichtung.
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Das Energieübertragungselement 2 umfasst ein Treibglied 4 in Form eines im Wesentlichen zylindrischen Stößels aus besonders verschleißarmem Material. In einem vorderen Bauelement 5 des Eintreibgerätes ist ein gedämpfter Anschlag für das Energieübertragungselement 2 angeordnet.
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Befestigungselemente sind in einem Magazin 9 aufgenommen. Durch eine Zufuhrmechanik wird jeweils ein Befestigungselement in eine Kammer 10 des Bauelements 5 transportiert, von wo es durch Einwirkung des Treibglieds 4 beschleunigt und durch ein hülsenförmiges Mündungsteil 11 hindurch in ein Werkstück (nicht dargestellt) eingetrieben wird.
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Die Antriebseinrichtung 7 umfasst vorliegend einen Elektromotor 7a, ein Getriebe 7b mit daran anschließender Drehspindel (nicht dargestellt) und einen Federspeicher 8 zur Zwischenspeicherung von mechanischer Energie. Eine Energiequelle wird durch einen am Gehäuse gehaltenen Akkumulator 6 bereitgestellt. Vor einem Auslösen eines Eintreibvorgangs erfolgt ein Spannen einer Feder 12 des Federspeichers 8 auf bekannte Weise. In diesem Betriebszustand kann ein Auslösen des Eintreibvorgangs erfolgen, sofern weitere Sicherheitskriterien erfüllt sind.
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Nach einem Auslösen des Eintreibvorgangs beschleunigt der Federspeicher 8 das Energieübertragungselement 2 in Richtung des Anschlags im Bauteil 5. Dabei wird das Treibglied 4 gegen das Befestigungselement geschlagen, so dass dieses in das Werkstück eingetrieben wird.
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Der Federspeicher 8 ist in 2 und 3 schematisch in weiterer Detailgestaltung dargestellt. Er umfasst zusätzlich zu der Feder 12 eine weitere, zweite Feder 12a. Die Federn 12, 12a sind jeweils als Schraubenfedern aus Stahl angeordnet, die in einer axialen Richtung komprimierbar sind. Die Federn 12, 12a sind in der axialen Richtung hintereinander angeordnet und in einem gemeinsamen Speichergehäuse 13 aufgenommen.
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Das Speichergehäuse 13 ist im Wesentlichen zylindrisch um die Federn 12, 12a herum ausgebildet und hat einen ersten Gehäuseteil 13a sowie einen zweiten Gehäuseteil 13b. Die Federn 12a, 12b sind jeweils gegen ein Widerlager 14, 14a des Speichergehäuses 13 abgestützt. Die Widerlager 14, 14a sind in der schematischen Darstellung als materialeinheitliche, ringförmige Absätze der Gehäuseteile 13a, 13b ausgebildet, können aber auch separate, an dem Speichergehäuse 13 festgelegte Bauteile sein. Die Widerlager 14, 14a sind jeweils zwischen den beiden axial hintereinander angeordneten Federn vorgesehen.
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Die jeweils gegenüberliegenden Enden der Federn 12, 12a sind gegen Kolben 3, 3a abgestützt, die in dem hohlzylindrischen Speichergehäuse 13 linear verschiebbar geführt sind.
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Der Federspeicher 8 ist vorliegend von einer zentralen, in axialer Richtung durchgehenden Öffnung durchgriffen. Die weitere mechanische Anbindung des Federspeichers an das Energieübertragungselement 2 und die übrige Antriebseinrichtung 7 ist nicht im Detail dargestellt, aber bekannt.
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Die Gehäusehälften 13a, 13b können bei dem erfindungsgemäßen Federspeicher 8 nicht voneinander getrennt werden, wenn zumindest eine der Federn 12, 12a eine Spannung aufweist. Eine Trennung der Gehäuseteile 13a, 13b kann senkrecht zu der axialen Richtung erfolgen, wenn die Federn 12, 12a vollständig entspannt sind (siehe Darstellung in 3). Eine untere Grenzspannung im Sinne der Erfindung kann im vorliegenden Ausführungsbeispiel daher als eine Spannung von Null vorgesehen sein.
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Die Trennung der Gehäuseteile 13a, 13b wird bei gespannten Federn durch Verschlussglieder 15, 15a verhindert. Die Verschlussglieder 15, 15a sind jeweils einer der Federn 12, 12a zugeordnet und insbesondere baugleich ausgebildet.
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Jedes der Verschlussglieder 15, 15a umfasst ein Riegelglied 16, 16a und eine Ausformung 17, 17a an den Gehäuseteilen 13a, 13b.
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Das Riegelglied 16, 16a ist jeweils als Ringscheibe mit einem axial gerichteten, ringförmig umlaufenden Vorsprung 18, 18a ausgebildet. Der Vorsprung hat abgeschrägte Flanken. Der gezeigte Querschnitt durch den Vorsprung 18, 18a ist daher dachförmig.
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Die Ausformung 17, 17a an den Gehäuseteilen 13a, 13b ist als ringförmig umlaufende Nut ausgebildet, in die der Vorsprung 18, 18a im zusammengebauten Zustand des Speichergehäuses 13 eingreift. Die Nut bildet somit eine Hinterschneidung 17, 17a im Sinne der Erfindung aus. Bei anderen, nicht dargestellten Ausführungsformen kann die Hinterschneidung auch eine andere Form haben, wobei jeweils ein formschlüssiges verkämmen mit dem Riegelglied vorliegt.
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Durch die abgeschrägten Flanken des Vorsprungs 18, 18a wird sichergestellt, dass ein Trennen der Gehäuseteile 13a, 13b im entspannten Zustand der Federn 12, 12a ohne ein Verhaken ermöglicht ist. Zudem kann ein Trennen mit einem gewissen Kraftaufwand auch bei einer leichten Federspannung erfolgen, indem die Kanten der Nuten 17, 17a über die Flanken gezogen werden.
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Zumindest oberhalb einer unteren Grenzspannung zumindest einer der Federn 12, 12a wird das jeweilige Riegelglied 16, 16a so fest in axialer Richtung in die Ausformung 17, 17a gedrückt, dass ein Trennen der Gehäuseteile formschlüssig und zuverlässig verhindert ist.
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Zwischen den Federn 12, 12a und den Riegelgliedern 16, 16a sind vorliegend noch Distanzscheiben und/oder Dämpfungsscheiben 19, 19a eingelegt, die für die grundsätzliche Funktion der Verschlussglieder nicht wesentlich sind.
