DE3426072A1

DE3426072A1 - Elektrisch betriebenes heft- und nagelgeraet

Info

Publication number: DE3426072A1
Application number: DE19843426072
Authority: DE
Inventors: Burkhard Dipl.-Ing. 4450 Lingen Matzdorf
Original assignee: Erwin Mueller GmbH and Co
Current assignee: Erwin Mueller GmbH and Co
Priority date: 1984-07-14
Filing date: 1984-07-14
Publication date: 1986-01-30
Also published as: DE3426072C2

Description

Elektrisch betriebenes Heft- und Nagelgerät
Die Erfindung betrifft ein Heft- und Nagelgerät mit einem von dem Anker eines Elektromagneten antreibbaren Eintreibstössel zum Eintreiben von Nägeln, Klammern und dergleichen Befestigungsmitteln, wobei die Arbeitswicklung des Elektromagneten während des Arbeitshubes mit dem Entladestromkreis eines Kondensators verbunden ist, der beim Aufladen von der Arbeitswicklung getrennt und an eine Energiequelle anschließbar ist.
Aus der deutschen Patentschrift 2 141 776 ist es bekannt, die Arbeitswicklung des Elektromagneten eines elektrisch angetriebenen Naglers während des einen Nagel oder dergl. eintreibenden Arbeitshubes des Naglers über einen den Arbeitshub auslösenden Umschalter mit dem Entladestromkreis eines Kondensators zu verbinden, der beim Aufladen von der Arbeitswicklung getrennt und an ein Wechselstromnetz angeschlossen ist. Eine Wechselstromquelle ist jedoch häufig insbesondere auf Baustellen nicht oder nur in größerer Entfernung vom Arbeitsplatz erreichbar. Dadurch ist der Einsatz der Geräte nicht möglich oder wird durch lange Zuführungskabel erschwert.
Bekannt sind elektrisch angetriebene Schraubwerkzeuge, die das Problem der Unabhängigkeit von einer Wechselstromquelle durch auswechselbare Batterieeinheiten lösen. Für elektrisch betriebene Schrauber ist der Einsatz von Akkumulatoren ohne Schwierigkeiten möglich, da keine kurzzeitigen Schlagenergien zur Verfügung gestellt werden müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Heft- und Nagelgerät der Eingangs genannten Art so zu gestalten, daß trotz der vorerwähnten Schwierigkeiten der Betrieb durch Akkumulatoren ermöglicht wird. Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich dadurch aus, daß als Energiequelle ein Satz wiederaufladbarer Akkumulatoren im Gerätegehäuse untergebracht ist, deren Energie periodisch über einen Gleichspannungswandler den Kondensator auflädt, der das Energiepotential für die Arbeitswicklung bereit hält, und daß für den Magnetisierungsstrom der Arbeitswicklung ein elektronischer Leistungsschalter, angesteuert durch die positive Flanke des Ausgangsimpulses eines monostabilen Multivibrators, vorgesehen ist.
Hierdurch ist es möglich, den erforderlichen hohen Stromimpuls bereitzustellen , obwohl der Ladestrom nur einen Bruchteil des Arbeitsstromes beträgt. Je nach Schlagstärke kann der Kondensator pro Schlag bzw. Schuß nur zu einem Bruchteil seiner Kapazität entladen und praktisch ständig bis zum Erreichen der Sekundärspannung des Gleichspannungswandlers aufgeladen werden. Obwohl der erforderliche Stromimpuls sehr hoch ist, kann das Gerät bei Benutzung der Akkumulatoren handlich und hinreichend leicht gestaltet werden.
Der Leistungsschalter für den Magnetisierungsstrom wird durch zwei Feldeffekt-Transistoren gebildet. Die zeitliche Dauer des Ansteuerimpulses kann zwischen einem Minimal- und einem Maximalwert kontinuierlich durch ein Schlagkraftstellpotentiometer eingestellt werden. Der Ausgangsimpuls des Multivibrators ist durch einen Geräteschalter auslösbar, wobei ein über einen Widerstand aufgeladener Kondensator entladen wird. Die positive Flanke seines Spannungsimpulses bildet das Triggersignal für den Ausgangsimpuls des Multivibrators.
Vorzugsweise sind die Akkumulatoren oberhalb des Magazins für die Befestigungsmittel und zu beiden Seiten eines einarmigen Hebels angeordnet, der zur Betätigung des Eintreibstössels vorgesehen ist. Die Akkumulatoren sind als herausnehmbare Einheiten ausgebildet.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß gestalteten Gerätes schematisch dargestellt und nachstehend erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 einen vertikalen Längsschnitt durch ein Heft- und Nagelgerät, Fig. 2 eine Draufsicht auf die geöffneten Kammern der Arbeitskondensatoren und der Akkumulatoren, Fig. 3 den vertikalen Längsschnitt A-A durch eine Akkumulatorkammer, Fig. 4 den vertikalen Längsschnitt B-B durch die Kondensator-und Akkumulatorkammer, Fig. 5 die Querschnitte C-C im hinteren Bereich der beiden Akkumulatorkammern, Fig. 6 das elektrische Prinzipschema und Fig. 7 die elektrische Schaltungsanordnung des Gerätes.
Das tragbare Heft- und Nagelgerät zum Eintreiben von Befestigungsmitteln, die in einem Magazin 1 gelagert sind, ist mit einem Elektromagneten mit einer Arbeitswicklung L 2 und einem Anker 3 ausgerüstet. Ein Stift 4 dient zur kraftübertragenden Verbindung zwischen dem Magnetanker 3 und einem einarmigen Hebel 5, der um die Achse 6 schwenkbar gelagert ist und an seinem entgegengesetzten Ende einen Eintreibstössel 7 trägt. Bei der Auslösung eines Arbeitshubes drückt der Stift 4 schlagartig den Hebel 5 und damit den Eintreibstössel 7 nach unten. Dabei wird ein Befestigungsmittel, beispielsweise eine Heftklammer durch die Mündung des Ausstoßkanals 8 in ein Werkstück geschlagen. Die Druckfeder 9 dient zur Rückstellung des Hebels 5 nach Beendigung des Arbeitshubes.
Im Handgriff 10 des Gerätes sind der Auslöseschalter S 2 und die Platine 11 mit den elektronischen Bausteinen für den Ansteuer- und Hauptstromkreis angeordnet. Mit 12 ist ein Stellrad für ein Schlagkraft-Stellpotentiometer bezeichnet.
Mit dem Handauslöser 13 wird der Geräteschalter S 2 geschaltet. Die Steckzapfen 14 dienen der Verbindung zwischen dem Ansteuerkreis und dem Leistungsschalter.
Innerhalb des Gehäuseteils 21 des Gerätekörpers sind Kammern 15 und 16 zur Aufnahme der wiederaufladbaren NC-Akkumulatoren 17 und eine Kammer 18 zur Aufnahme der beiden Arbeitskondensatoren C 2 vorgesehen. Oberhalb der Arbeitskondensatoren befindet sich eine Platine 19 mit einem Gleichstromspannungswandler.
Die sechs Zellen des NC-Akkumulators sind blockweise auswechselbar angeordnet. Zu diesem Zweck ist die Steckkupplung 20 zu lösen, um den ganzen Satz herausheben und mit einem Aufladegerät verbinden zu können.
Als Gleichspannungswandler findet ein Durchflußwandler Verwendung. Der Schalttransistor t 1 (Figur 7) schaltet die Akkuspannung periodisch an die Primärwicklung des Spannungswandlers ü 1. Die hochtransformierte Sekundärspannung lädt über eine Entkoppelungsdiode d 1 den Arbeitskondensator c 2 auf. Dieser hält das Energiepotential für die Arbeitswicklung 1 2 bereit. Erst dadurch ist der erforderliche hohe Stromimpuls möglich, obwohl der Ladestrom nur einen Bruchteil des Arbeitsstromes beträgt.
Je nach Schlagstärke wird der Arbeitskondensator c 2 durch einen Arbeitshub nur bis zu einem Bruchteil seiner Kapazität entladen und danach ständig bis zum Erreichen der Sekundänspannung aufgeladen.
Die Diode d 2 und Wicklung 1 1 dienen der Dämpfung und Entstörung. Die Bereitschaftslampe h 1 zeigt über dem Spannungsteiler r 3, r 4 und r 5 eine ausreichende Aufladung des Arbeitskondensators c 2 an.
Im Hauptstromkreis bilden die Feldeffekt - Transistoren t 2 und t 3 den elektronischen Leistungsschalter für den Magnetisierungsstrom der Arbeitsspule 1 1. Die Freilaufdiode d 3 verhindert hohe Induktionsspitzen. c 3 und r 8 bilden eine Schutzbeschaltung für die parallelgeschalteten Feldeffekt -Transistoren t 2 und t 3.
Die Transistoren werden von dem positiven Ausgangsimpuls eines monostabilen Multivibrators a 1 angesteuert. Die zeitliche Dauer des Ausgangsimpulses ist zwischen einem minimalen und maximalen Wert kontinuierlich über ein Schlagkraft-Stellpotentiometer r 12 einstellbar. Die Dauer des Impulses ist also gleich der Stromflußzeit der Magnet-bzw. Arbeitswicklung.
Der Ausgangsimpuls wird durch die Betätigung des Geräteschalters s 2 über den Handauslöser 13 ausgelöst. Dabei wird ein zuvor über r 13 auf die Akkuspannung aufgeladener Kondensator c 6 über s 2 und r 11 entladen. Die positive Flanke seines Spannungsimpulses an r 11 bildet das Triggersignal für den Ausgangs- bzw. Ansteuerimpuls des Multivibrators a 1.
Eine zu schnelle Schußfolge (Auslösefolge) verhindert die durch den Kondensator c 6 und den Widerstand r 13 bestimmte Zeitkonstante zur Aufladung des Kondensators c 6. Die Zenerdiode d 4, der Widerstand r 9 und der Kondensator c 4 schützen die Feldeffekt - Transistoren t 2 und t 3 vor zu hohen Spannungsspitzen.
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Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Heft- und Nagelgerät mit einem von dem Anker eines Elektromagneten antreibbaren Eintreibstößel zum Eintreiben von Nägeln, Klammern und dergleichen Befestigungsmitteln, dessen Arbeitswicklung während des Arbeitshubes mit dem Entladestromkreis eines Kondensators verbunden ist, der beim Aufladen von der Arbeitswicklung getrennt und an eine Energiequelle anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Energiequelle ein Satz wiederaufladbarer Akkumulatoren (17) im Gerätegehäuse (14) untergebracht ist, deren Energie periodisch über einen Gleichspannungswandler (ü 1) den Arbeitskondensator (c 2) auflädt, der das Energiepotential für die Arbeitswicklung (1 2) des Elektromagneten bereithält, und daß für den Magnetisierungsstrom der Arbeitswicklung (1 2) ein elektronischer Leistungsschalter (t 2, t 3) vorgesehen und durch die positive Flanke des Ausgangsimpulses eines monostabilen Multivibrators (a 1) ansteuerbar ist.
2. Heft- und Nagelgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leistungsschalter für den Magnetisierungsstrom durch zwei Feldeffekt - Transistoren (t 2, t 3) gebildet wird.
3. Heft- und Nagelgerät nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Hochtransformieren der Akkumulatorspannung ein als Durchflußwandler ausgebildeter Gleichspannungswandler (ü 1) eingesetzt ist.
4. Heft- und Nagelgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitliche Dauer des Ansteuerimpulses (Ausgangsimpuls) zwischen einem Minimal- und einem Maximalwert kontinuierlich durch ein Schlagkraftstellpotentiometer (r 12) einstellbar ist.
5. Heft- und Nagelgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsimpuls des Multivibrators (a -l) durch einen Geräteschalter (s 2) ausgelöst wird, wobei ein über einen Widerstand (r 13) aufgeladener Kondensator (c 6) entladen wird, dessen positive Spannungsimpulsflanke das Triggersignal für den Ausgangsimpuls des Multivibrators bildet.
6. Heft- und Nagelgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Akkumulatoren (17) und die Arbeitskondensatoren (c 2) oberhalb des Magazins für die Befestigungsmittel und zu beiden Seiten eines einarmigen Hebels (5) zur Betätigung des Eintreibstössels (1) in herausnehmbaren Kammern angeordnet sind.