DE2851042C2

DE2851042C2 - Electromagnetically operated impact device

Info

Publication number: DE2851042C2
Application number: DE19782851042
Authority: DE
Inventors: Jürgen Ing.(grad.) 4470 Meppen Eberhardt
Original assignee: Erwin Mueller & Co 4450 Lingen De GmbH
Current assignee: Erwin Mueller & Co 4450 Lingen De GmbH
Priority date: 1978-11-25
Filing date: 1978-11-25
Publication date: 1981-11-26
Also published as: DE2851042A1

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch betriebenes Schlaggerät, insbesondere zum Eintreiben von Befestigungsmitteln wie Nägel, Klammern od. dgl., mit einem elektromagnetischen Schlagkolben, dessen Arbeitsspule mit Strom ausgewählter Halbwellen einer Wechselspannungsquelle gespeist wird.The invention relates to an electromagnetically operated impact device, in particular for driving Fastening means such as nails, brackets or the like, with an electromagnetic percussion piston, its work coil is fed with current of selected half-waves of an AC voltage source.

Schlaggeräte zum Eintreiben von Befestigungsmitteln, wie Nägel, Klammern od. dgl. werden im allgemeinen mit pneumatischen oder elektromagnetischen Antrieben versehen. Wichtig für ein Schlaggerät ist, daß die Möglichkeit einer Schlagstärkeregelung besteht, da unterschiedliche Materialien bearbeitet werden müssen. Beispielsweise benötigen kurze Nägel oder Klammern zum Eintreiben in sehr weiches Material eine weitaus geringere Energie als größere Befestigungsmittel, insbesondere bei der Verarbeitung härterer Materialien. Bei einer Auslegung des Gerätes nur für hartes Material würde also teilweise überschüssige Energie zur Verfügung stehen, die innerhalb des Heft- oder Nagelgerätes abgebaut werden muß, was nach !kurzer Zeit zu einer Zerstörung des Gerätes führt. Ferner kommt es in der Praxis immer wieder vor, daß Leerschüsse, d. h- Bewegungen des Schlagbolzens ohne das Vorhandensein einer Klammer oder eines Nagels im Ausstoßkanal ausgeführt werden bzw. Befestigungsmittel nicht in das zu bearbeitende Material geschossen werden. Deshalb muß der Impuls des Schlagbolzens, insbesondere bei Geräten größerer Leistung bpgrenzbar sein, um eine vorzeitige Zerstörung des Gerätes zu verhindern.Impact devices for driving in fasteners, such as nails, staples or the like. Are in general with pneumatic or electromagnetic Provide drives. What is important for an impact device is that it is possible to regulate the impact strength exists because different materials have to be processed. For example, need short nails or staples for driving into very soft material use far less energy than larger ones Fastening means, especially when processing harder materials. When designing the device only for hard material would there be some excess energy available, which is within the The stapling or nailing device must be dismantled, which will destroy the device after a short time. Furthermore, it happens again and again in practice that empty shots, i. h- movements of the firing pin without the presence of a staple or a nail in the discharge channel or fastening means are not shot into the material to be processed. Therefore the impulse of the firing pin must in particular in the case of devices with a higher power rating, in order to prevent the device from being destroyed prematurely impede.

Zur Regelung der Schlagenergie zwecks Anpassung an die Befestigungsmittel und an das zu bearbeitende Material ist es beispielsweise nach der deutschen Patentschrift 11 75 352 bei elektromagnetischen iichlaggeräten bekannt, durch Vorschaltwiderstände bzw. regelbare Widerstände im Leistungskreis die Schlagkraft zu regulieren. Diese Lösungen haben den entscheidenden Nachteil, daß durch die Widerstände imTo regulate the impact energy for the purpose of adapting to the fastening means and to the material to be processed According to German patent specification 11 75 352, it is material for electromagnetic iichlaggeräte known through ballast resistors or controllable resistors in the power circuit To regulate clout. These solutions have the major disadvantage that the resistors in

M Leistnngskreis eine erhebliche Wärmeentwicklung entsteht, die insbesondere bei Handgeräten dazu führt, daß die Geräte nicht mehr mit der Hand gehalten werden können. Ein weiterer Nachteil ist der damit verbundene Energieverlust. Zur Vermeidung dieser Nachteile sind auch schon elektronische Schlagkraftregelungen entwickelt worden, die beispielsweise die US-Patentschrift 33 45 546 zeigt.M performance circuit generates a considerable amount of heat arises, which leads to the fact that the devices are no longer held by hand, especially in the case of hand-held devices can be. Another disadvantage is the associated loss of energy. To avoid this Disadvantages have already been developed electronic impact force controls, for example the U.S. Patent No. 33 45 546 shows.

Aufbauend auf dieser bekannten elektronischen Technik für eine elektronische Schlagkraftregelung liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Gerät der eingang? genannten Art so auszurüsten, daß die magnetische Energie zum Antrieb des Schlagkolbens von 100% bis herab auf ca. 50% stufenlos reduziierbar ist.Based on this known electronic technology for an electronic impact force control lies the present invention is based on the object of a device of the input? to equip said type so that the magnetic energy to drive the percussion piston from 100% down to approx. 50% is reducible.

Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich dadurch aus, daß für einen an sich bekannten, der Arbeitsspule zugeordneten gesteuerten Gleichrichter eine elektronische Stelleinrichtung zur Erzielung eines variablen Zündzeitpunkts vorgesehen ist, wobei zur Bildung der Stelleinrichtung ein Kondensator «Jirekt mit einem Drehwiderstand und mittelbar über eine Diode zur Durchlaßbegrenzung auf positive Halbwellen mit einem Triac mit nachgeschaltetem Widerstand verbunden ist, während dem Drehwiderstand ein paralleler Angleichwiderstand zum Angleichen an den geforderten Stellbereich zugeordnet sowie ein Vor- und Schutzwiderstand und ein weiterer Widerstand für ein folgendes RC-CWed nachgeschaltet ist.
Mit einer solchen Schaltanordnung ist es möglich, die elektrische Energie einer ausgewählten Halbwelle im Bereich von 100% bis auf 50% stufenlos zu reduzieren, und damit entsprechend die magnetische Energie zum Alitrieb des Schlagkolbens stufenlos zu verringern. Dabei werden die positiven Halbwellen an einem gewünschten Zeitpunkt angeschnitten. Es besteht somit die Möglichkeit, mit größeren Heft- oder Nagelgeräten auch kleinere Eintreibkräfte erfordernde Befestigungselemente zu verarbeiten, insbesondere dann, wenn das Material verhältnismäßig weich ist. Es ist somit nicht mehr notwendig, eine Vielzahl unterschiedlicher Gerätegrößen herzustellen.The solution according to the invention is characterized in that an electronic setting device is provided for a controlled rectifier, known per se, associated with the work coil, to achieve a variable ignition point is connected to positive half-waves with a triac with a downstream resistor, while the rotary resistor is assigned a parallel adjustment resistor for adjustment to the required setting range and a series and protective resistor and a further resistor for a subsequent RC-CWed is connected downstream.
With such a switching arrangement it is possible to continuously reduce the electrical energy of a selected half-wave in the range from 100% to 50%, and thus to continuously reduce the magnetic energy for the aluminum drive of the percussion piston. The positive half-waves are cut at a desired point in time. There is thus the possibility of using larger stapling or nailing devices to process fastening elements that require smaller driving forces, especially when the material is relatively soft. It is therefore no longer necessary to manufacture a large number of different device sizes.

Als Gleichrichter der Arbeitsspule kann ein Thyristor eingesetzt sein, der durhc einen elektronischen Schalter in Form eines zweiten Thyristors steuerbar ist, v/obei zum Beaufschlagen des ersten Thyristors mit der durch einen Ladekondensator bereitgestellten Zündspannung ein mechanischer Schalter zur Verbindung dieses Kondensators mit dem zweiten Thyristor dient. VonA thyristor can act as a rectifier for the work coil be used, which is controllable by an electronic switch in the form of a second thyristor, v / obei for applying the ignition voltage provided by a charging capacitor to the first thyristor a mechanical switch is used to connect this capacitor to the second thyristor. from

besonderem Vorteil ist die Kombination dieser Anordnung mit einer Entladesicherhejtsschalmng für eine Restzündspannung des gesteuerten Gleichrichters, Dadurch wird vermieden, daß ein ungesteuerter weiterer Eintriebschlag ausgelöst wird, bevor der mechanische Schalter geöffnet wird. Es ist nämlich nicht auszuschließen, daß der Ladekondensator nach dem Zünden des gesteuerten Gleichrichters der Arbeitsspule noch eine Restladung enthält, die zu einem weiteren unkontrollierten Zünden des Gleichrichters führt. Die Enüadesicherheitsschaltung kann in einfacher Weise aus einem elektronischen Schalter, beispielsweise in Form eines Transistors bestehen, der den Ladekondensator überbrückt, und dessen Basis mit der Zuleitung für die Steuerspannung des ersten Thyristors verbunden istThe combination of this arrangement with an Entladesicherhejtsschalmng for one is a particular advantage Residual ignition voltage of the controlled rectifier, this prevents an uncontrolled Another drive impact is triggered before the mechanical switch is opened. Because it is not rule out that the charging capacitor after the ignition of the controlled rectifier of the work coil still contains a residual charge, which leads to further uncontrolled ignition of the rectifier. the Energy safety circuit can be easily made from an electronic switch, for example in In the form of a transistor that bridges the charging capacitor, and its base with the lead for the control voltage of the first thyristor is connected

In der Zeichnung ist eine beispielhafte Ausführung einer erfindungsgemäßen Schaltung dargestelltThe drawing shows an exemplary embodiment of a circuit according to the invention

Die Kapazität des Kondensators 1 in Verbindung mit der Stellung des Drehwiderstandes 2 bestimmen den Zündzeitpunkt des Triacs 3. Der Widerstand 4 wird zum Angleichen an den geforderten Stellbereich herangezogen. Der Widerstand 5 hat lediglich die Funktion eines Vor- und Schutzwiderstandes. Die Diode 25 begrenzt den Durchlaßbereich des Triacs 3 auf positive Halbwellen und damit die an den Widerständen 6 und 7 anfallende Wärme. Die durch den Triacs 3 angeschnittenen positiven Halbwellen der Netzspannung werden in den Widerständen 6 und 7 aufgeteilt Die am Widerstand 7 abfallende Spannung wird durch die Zenerdiode 8 begrenzt und in ein Rechtecksignal umgewandelt Der Rechteckimpuls wird durch ein RC-GWed, bestehend aus dem Kondensator 9 und dem Widerstand 10 in einen Nadelimpuls umgewandelt und einer Schaltstufe, bestehend aus dem Thyristor 11, dem Kondensator 13, dem Widerstand 114 und dem Thyristor 15 zugeführt Während der Thyristor U bei jedem Nadelimpuls leitend wird, wird der Thyristor 15 nur dann leitend, wenn vorher der Umschalter 16 betätigt wurde und die Kondensatorspannung vom Kondensator 17 über den Thyristor 11 am Tor des Thyristors 15 anliegt Wird der Umschalter 16 wieder in seine Ausgangslage zurückgestellt, so lädt sich der Kondensator 17 über den Triac 3, den Widerstand 6, die Diode 19 wieder auf die Zenerspannung der Diode 8 auf. Erst dann ist ein neuer Impuls nach einer erneuten Betätigung des mechanischen Umschalters 16 möglich. Zur Restentladung des Kondensators 17 ist ein Schalter in Form des Transistors 12 vorgesehen, dessen Basis mit der Zuleitung für die Steuerspannung des Thyristors 15 verbunden ist Der Transistor 12 wird leitend, sobald der Thyristor 15 durchgezündet hat und entlädt dadurch die im Kondensator 17 gegebenenfalls verbliebene Restenergie. Dadurch wird eine erneute Zündung des Thyristors 15 beim Beginn der niesten Halbwelle vermieden. Ein damit verbundener Doppelschlag mit eventuell verklemmten Klammern im Schußkanal des Eintreibgerätes wird zuverlässig verhindertThe capacitance of the capacitor 1 in connection with the position of the rotary resistor 2 determine the ignition point of the triac 3. The resistor 4 is used to adjust to the required setting range. The resistor 5 only has the function of a series and protective resistor. The diode 25 limits the range of the triac 3 to positive half-waves and thus the heat generated at the resistors 6 and 7. The positive half-waves of the mains voltage cut by the triacs 3 are split up in the resistors 6 and 7. The voltage drop across the resistor 7 is limited by the zener diode 8 and converted into a square -wave signal the resistor 10 is converted into a needle pulse and a switching stage consisting of the thyristor 11, the capacitor 13, the resistor 114 and the thyristor 15 is supplied Changeover switch 16 has been actuated and the capacitor voltage from capacitor 17 is applied to the gate of thyristor 15 via thyristor 11 the Zener voltage of the diode 8. Only then is a new pulse possible after the mechanical changeover switch 16 has been actuated again. For residual discharge of the capacitor 17, a switch in the form of the transistor 12 is provided, the base of which is connected to the supply line for the control voltage of the thyristor 15. The transistor 12 becomes conductive as soon as the thyristor 15 has ignited and thereby discharges any residual energy in the capacitor 17 . This avoids re-ignition of the thyristor 15 at the beginning of the sneezing half-wave. A related double strike with possibly jammed staples in the firing channel of the driving tool is reliably prevented

Die Widerstände 21 und 22 mit dem Kondensator 23 bilden e^ie Schutzbeschaltung des Thyristors 15. Die Diode 26 begrenzt auftretende negative Spitzenspannungen am Tor des Thyristors 11.
Der Zündzeitpunkt des Thyristors 15 wird also in Abhängigkeit von der Stellung des Widerstandes 2 mehr oder weniger aus dem Nulldurchgang der positiven Halbwelle verschoben, und somit der der Arbeitsspule 24 zugeführte Energieinhalt verändert.The resistors 21 and 22 with the capacitor 23 form the protective circuit of the thyristor 15. The diode 26 limits negative peak voltages occurring at the gate of the thyristor 11.
The ignition time of the thyristor 15 is thus shifted more or less from the zero crossing of the positive half-wave as a function of the position of the resistor 2, and thus the energy content supplied to the work coil 24 is changed.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claims;

1. Electromagnetically operated impact device, in particular for driving in fasteners such as nails, staples or the like, with a electromagnetically actuated percussion piston, its working coil with current of selected half-waves an AC voltage source is fed, characterized in that for one known controlled rectifier (15) associated with the work coil (24) is an electronic one Adjusting device for achieving a variable ignition point is provided, with the formation the setting device a capacitor (1) directly with a rotary resistor (2) and indirectly via a Diode (25) for limiting the passage of positive half-waves with a triac (3) with a downstream Resistor (6) is connected, while the rotary resistor (2) is a parallel equalizing resistor (4) assigned to match the required steli area as well as a series and protective resistor (5) and a further resistor (7) for a following ÄC element is connected downstream

2. Impact device according to claim 1, characterized in that a first thyristor (15) is used as a rectifier, which is controlled by an electronic switch in the form of a second thyristor (11), for applying the first thyristor (15) with the through a charging capacitor (17) provided ignition voltage a mechanical switch: (16) is used to connect the capacitor (17) to the second ThVn- ¹ Or (11).

3. Impact device according to claims 1 and / or 2, characterized by a discharge safety circuit for the residual ignition voltage of the controlled rectifier (15).

4. Impact device according to claim 3, characterized in that the charging capacitor (1) by a electronic switch can be bridged, the base of which is connected to the supply line for the control voltage of the first thyristor (15) is connected.

5. Impact device according to claim 4, characterized shows that a transistor (12) is used as an electronic switch.