DE102021209654A1

DE102021209654A1 - Eintreibwerkzeug mit einem Human Machine Interface

Info

Publication number: DE102021209654A1
Application number: DE102021209654.9A
Authority: DE
Inventors: Michael Sperl; Ruggero Indino
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2021-09-02
Filing date: 2021-09-02
Publication date: 2023-03-02
Also published as: WO2023030873A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Eintreibwerkzeug (10), insbesondere Nagelpistole für das Einschießen von Eintreibmitteln, insbesondere Nägeln oder ähnlichen Befestigungselementen mit einer elektromotorischen Antriebseinheit (12), einem Schwungrad (14) und einem Treibermechanismus (16). Es wird vorgeschlagen, dass über die elektromotorische Antriebseinheit (12) das Schwungrad (14) beschleunigt wird, wobei bei Erreichen einer definierten Drehzahl das Schwungrad (14) und der Treibermechanismus (16) in Eingriff gebracht werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Eintreibwerkzeug mit einem Human Machine Interface.
Stand der Technik
Es sind schon Eintreibwerkzeuge aus dem Stand der Technik bekannt.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird ein Eintreibwerkzeug mit einer elektromotorischen Antriebseinheit, einem Schwungrad und einem Treibermechanismus ausgestattet. Dabei wird vorteilhaft das Schwungrad über die elektromotorische Antriebseinheit beschleunigt und bei Erreichen einer definierten Drehzahl das Schwungrad und der Treibermechanismus in Eingriff gebracht.
Dabei wird die Rotationsenergie des Schwungrads in Bewegungsenergie des Treibermechanismus umgewandelt, wobei die Energie ein Eintreibmittel wie einen Nagel in ein Material, wie beispielsweise Holz bringt. Das hat den Vorteil, dass:

• Die Schlagenergie nur durch die Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Energie erzeugt wird und dabei keine Verbrauchsgüter verwendet werden,
• Im Vergleich zu Naglern die mit einer Gasfeder (Luft, Stickstoff,etc) arbeiten, ein rein mechanischer Antriebsmechanismuss keine Probleme beim Arbeiten bei niedrigen Temperaturen aufweist.

Vorteilhaft wird eine Drehzahl des elektromotorischen Antriebs mit Hilfe eines Inkrementalgebers gesteuert und/oder geregelt.
Bei Verwendung eines Inkrementalgebers ist die Position des Stellrads nicht durch einen Anschlag des Drehweges begrenzt.
Vorteilhaft ist am Eintreibwerkzeug ein Human Machine Interface angeordnet. Das Human Machine Interface ist vorteilhaft als Tocuhdisplay ausgebildet.
Vorteilhaft erfolgt eine Einstellung der Eindringtiefe bzw. der Drehzahl des elektromotorischen Antriebs über zwei Schaltelemente auf dem Human Machine Interface.
In Verbindung mit dem HMI können damit unterschiedliche Einstellungen gespeichert werden, während eine mechanische Tiefeneinstellung nur eine Tiefe für den nächsten Arbeitsgang aufbewhren kann.
In Verbindung mit einer drahntlosen Verbindung zu einem mobilen Endgerät können Tiefeneinstellungen als Voreinstellungen für ombinationen aus Eintreibmittel und Material gespeichert werden.
Figurenliste
Es zeigen

1 ein erfindugsgemäßes Eintreibwerkzeug in schematischer Darstellung,
2 die Abhängigkeit der Schlagenergie des Schwungradmechanismus von der Drehzahl und die die Abhängigkeit der Schlagkraft des Schwungradmechanismus von der Drehzahl,
3 Anordngung eines HMI am Eintreibwerkzeug,
4 Konzept zum Durchschalten mindestens eines Presets,
5 ein Eintreibwerkzeug mit einer Möglichkeit zur drahtlosen Verbindung mit einem mobilen Endgerät.

Beschreibung
1 zeigt ein Eintreibwerkzeug 10 mit einer elektromotorischen Antriebseinheit 12, einem Schwungrad 14 und einem Treibermechanismus 16. Über die elektromotorische Antriebseinheit 12 wird das Schwungrad 14 beschleunigt. Hat das Schwungrad 14 eine definierte Drehzahl erreicht, werden das Schwungrad 14 und der Treibermechanismus 16 in Eingriff gebracht. Die Rotationsenergie des Schwungrads 14 wird dabei in Bewegungsenergie des Treibermechanismus 16 umgewandelt. Die Bewegungsenergie des Treibermechanismus 16 bewegt ein Eintreibmittel, beispielsweise einen Nagel aus dem Eintreibwerkzeug 10 in ein Material wie beispielsweise Holz oder dergleichen.
Die Schlagenergie wird über die im Schwungrad 14 und dem Treibermechanismus 16 gespeicherte Rotationsenergie nach folgender Formel gesteuert:

E_{rot,Schwungrad+Rotor,1} = E_Kin,Treiber + E_rot, _{Schwungrad+Rotor},₂ + Reibungsverluste zwischen dem Treibermechanismus 16 und dem Schwungrad 14

In die Rotationsenergie des Schwungrades 14 fließt als Haupteinfluss quadratisch die Winkelgeschwindigkeit w des Schwungrads 14 und damit die Drehzahl des elektromotorischen Antriebs 12 ein: $E_{rot} = \frac{1}{2} \cdot J_{x} \cdot ω^{2}$
Je höher oder niedriger die Drehzahl des elektromotorischen Antriebs 12 ist, umso höher oder niedriger ist die Schlagenergie und desto tiefer/weniger kann das Eintreibmittel in das Material eingetrieben werden.
Somit lässt sich bei einem Eintreibwerkzeug 10 mit einem Schwungrad 14 die Schlagenergie über die Rotationsenergie vom Schwungrad 14 und damit der Drehzahl des Schwungrads 14 einstellen.
2 zeigt beispielhaft die Abhängigkeit der Schlagenergie des Schwungradmechanismus von der Drehzahl und die die Abhängigkeit der Schlagkraft des Schwungradmechanismus von der Drehzahl.
Bei einem mit Gas angetriebenen Eintreibwerkzeug kann die Schlagenergie über eine bestimmte eingespritzte Menge an Treibstoff eingestellt werden.
Bei Eintreibwerkzeug mit Gasfeder und Schraubendruckfeder wird die Schlagenergie über die Vorspannung einer Schraubendruck- oder Gasfelder eingestellt.
Die Einschlagtiefe wird üblicherweise über ein mechanisches Stellrad eingestellt.
Um die Einschlagtiefe einzustellen, gibt es zudem folgende Möglichkeiten:

• das mechanische Stellrad zur Tiefeneinstellung wird durch ein Potentiometer ersetzt, wobei die Motordrehzahl mit dem Potentiometer gesteuert und/oder geregelt wird.
• eine Einstellung erfolgt über zwei Schaltelemente auf einem Human Machine Interface (HMI) 20, siehe 3.

Wie in 3 ersichtlich ist das HMI 20 an dem Eintreibwerkzeug 10 angeordnet. Das HMI 20 kann als Touchdisplay ausgebildet. Das HMI 20 kann jedoch auch als jede andere dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Schnittstelle ausgebildet sein. Ein Anwender kann über das Touchdisplay die Einschlagtiefe auswählen.
Der Vorteil, die Tiefeneinstellung über ein HMI zu realisieren ist, dass zusätzlich zur Tiefeneinstellung weitere Parameter und Einstellungen ausgewählt und/oder gespeichert werden können.
Das mechanische Stellrad zur Tiefeneinstellung kann auch durch ein Inkrementalgeberstellrad ersetzt werden, wobei die Motordrehzahl mit dem Inkrementalgeberstellrad gesteuert und/oder geregelt wird
4 zeigt ein Konzept zum Durchschalten mindestens eines Presets. Dabei stellen die Ziffern 1 bis 5 Modi dar. Es kann auch jede andere Darstellung gewählt werden, beispielsweise ABC, XYZ, αβρ oder dergleichen.
Wird eine Einstellung gewählt, wird durch einen Probeschuß die Einschlagtiefe über eine Drehzahleinstellung am inkrementalgeberstellrad justiert. Nachdem das gewünschte Ergebnis erreicht ist, kann die Einstellung über einen HMI Button durch eine lange Betätigung von ca. 1s im Gerät gespeichert werden.
5 zeigt ein Eintreibwerkzeug 10 mit einer Möglichkeit zur drahtlosen Verbindung mit einem mobilen Endgerät 28. Im Ausführungsbeispiel ist das Eintreibwerkzeug 10 mit einer Bluetooth- Schnittstelle ausgestattet. Es ist aber auch denkbar, dass die drahtlose Verbindung über eine Infrarot- oder Funk-Schnittstelle erfolgt.
Eine App oder ein sonstiges Programm sind auf dem mobilen Endgerät 28 installiert. Das mobile Endgerät 28 ist im Ausführungsbeispiel als Smartphone ausgebildet. Es ist aber auch denkbar, dass das mobile Endgerät 28 als PC, als Tablet oder dergleichen ausgebildet ist.
Über die App können Voreinstellungen an dem Eintreibwerkzeug 10 vorgenommen werden.
So ist es möglich, folgende Voreinstellungen zu treffen und für bestimmte Anwendungen in das Eintreibwerkzeug 10 zu programmieren, wobei die Aufzählung nicht vollständig ist:.

• 64mm Eindringtiefe der Eintreibmittel in Eiche
• 32mm Eindringtiefe der Eintreibmittel in Fichte

Anschließend soll es möglich sein über das mobile Endgerät Einstellungen umzubenennen. Dabei ist ein bilateraler Austausch zwischen dem mobielen endgerät und dem Eintreibwerkzeug von Vorteil.
Ein weiterer Vorteil der Tiefeneinstellung über die Motordrehzahl ergibt sich bei der Anwendung von Kombinaglern. Entsprechend der ins Magazin eingelegten Einteibmittel kann die Drehzahl des Schwungrades angepasst werden, um genau die für das Eintreibmittel und die Anwendung benötigte Feuerkraft bereitzustellen.

Claims

Eintreibwerkzeug (10), insbesondere Nagelpistole für das Einschießen von Eintreibmitteln, insbesondere Nägeln oder ähnlichen Befestigungselementen, mit einer elektromotorischen Antriebseinheit (12), einem Schwungrad (14) und einem Treibermechanismus (16), dadurch gekennzeichnet, dass über die elektromotorische Antriebseinheit (12) das Schwungrad (14) beschleunigt wird, wobei bei Erreichen einer definierten Drehzahl das Schwungrad (14) und der Treibermechanismus (16) in Eingriff gebracht werden.
Eintreibwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlagenergie über die im Schwungrad (14) und dem Treibermechanismus (16) gespeicherte Rotationsenergie gesteuert wird.
Eintreibwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlagenergie über die Rotationsenergie vom Schwungrad (14) und damit der Drehzahl des Schwungrads (14) einstellbar ist.
Eintreibwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehzahl des elektromotorischen Antriebs () mit Hilfe eines Inkrementalgebrs gesteuert und/oder geregelt wird.
Eintreibwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet dass an dem Eintreibwerkzeug (10) ein Human Machine Interface (20) angeordnet ist, wobei das Human Machine Interface (20) insbedondere als Tocuhdisplay ausgebildet ist.
Eintreibwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass eine Einstellung der Eindringtiefe bzw. der Drehzahl des elektromotorischen Antriebs () über zwei Schaltelemente auf dem Human Machine Interface (20) erfolgt.