EP1980369B1

EP1980369B1 - Handgeführtes Eintreibgerät

Info

Publication number: EP1980369B1
Application number: EP08103315A
Authority: EP
Inventors: Harald Fielitz; Walter Odoni; Robert Spasov
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 2007-04-13
Filing date: 2008-04-02
Publication date: 2011-05-25
Anticipated expiration: 2028-04-02
Also published as: EP1980369A3; ATE510661T1; AU2008201446B2; EP1980369A2; JP2008260124A; US20080296339A1; JP5192275B2; CN101284375A; AU2008201446A1; PL1980369T3; CN101284375B; ES2363652T3; US7815088B2; DE102007000226A1

Description

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.
Als Antriebsquelle für den Eintreibstössel dient dabei eine mechanische Antriebsfeder, die über einen Spannmechanismus spannbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass die mechanische Antriebsfeder kostengünstig ist, wodurch ein derartiges Eintreibgerät preiswert herzustellen ist. Ferner haben mechanische Federn gegenüber Gasfedern den Vorteil, dass es beim Spannen der mechanischen Feder nicht wie bei Gasfedern zu Temperaturerhöhungen kommt, sowie dass eine gespannte Feder die gespeicherte Energie über lange Zeit nicht verliert, während bei einer Gasfeder die Energie durch Leckage allmählich verloren geht.
Dagegen haben mechanische Federn gegenüber Gasfedern den Nachteil, dass sie einen erheblichen Anteil am Rückstoss des Eintreibgerätes bei einem Setzvorgang verursachen.
Ein gattungsgemässes Eintreibgerät ist aus der DE 40 13 022 A1 bekannt, das eine durch eine Feder zu einer Mündung hin vorgestossene Schlagvorrichtung zum Einschlagen eines Nagels aufweist. Eine Stellvorrichtung zum Überführen der Schlagvorrichtung in eine Ausgangsstellung weist einen Elektromotor und einen Drehzahluntersetzungsmechanismus für diesen auf. Eine Drehbewegung des Elektromotors wird dabei über den Drehzahluntersetzungsmechanismus und eine diesen kämmende Zahnscheibe auf einen Hammerkörper der Schlagvorrichtung übertragen, um diesen gegen die Kraft der Feder in die Ausgangsstellung zu überführen, in der die Schlagvorrichtung bereit für einen Schlagvorgang ist.
Von Nachteil bei dem bekannten Eintreibgerät ist, dass die maximale Schlagenergie, die über die Feder auf den Hammerkörper ausübbar ist, mit ca. 5 bis 10 Joule eher niedrig ist, weshalb sich ein derartiges Eintreibgerät nicht für den Einsatz auf harten Untergründen wie Stahl und Beton eignet. Will man die Schlagenergie des Eintreibgerätes erhöhen, so muss man eine stärkere Feder vorsehen, die entsprechend mehr Energie speichern kann. Dadurch wird aber auch die Eigenmasse der Feder erhöht, was wiederum den Rückstoss des Eintreibgerätes erhöht.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Eintreibgerät der vorgenannten Art zu entwickeln, das die vorgenannten Nachteile vermeidet und bei dem der Rückstoss auch bei Verwendung stärkerer Antriebsfedern klein ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die in Anspruch 1 genannten Massnahmen gelöst. Demnach weist die Antriebseinrichtung ein erstes Antriebsfederelement mit einer ersten Expansionsrichtung und ein zweites Antriebsfederelement mit einer zweiten Expansionsrichtung auf, die der ersten Expansionsrichtung entgegengesetzt ist. Dadurch wird erreicht, dass während eines Setzvorganges die Massen der Federn in entgegengesetzte Richtungen bewegt werden, so dass die Rückstossbeschleunigungen der Antriebsfederelemente sich zumindest teilweise kompensieren. Die Antriebsfederelemente können dabei z. B. als Schraubenfedern, Blattfedern, Tellerfedern, Schenkelfedern oder Torsionsfedern ausgebildet sein.
Vorteilhaft definieren das erste Antriebsfederelement und das zweite Antriebsfederelement jeweils eine Federachse, die beide koaxial zueinander verlaufen, wodurch bei Eintreibvorgängen auch Drehbeschleunigungen des Eintreibgerätes vermieden werden können.
In einer konstruktiv einfachen Lösung stützen sich dabei sowohl das erste Antriebsfederelement als auch das zweite Antriebsfederelement sich gegenüberliegend jeweils mit einem ersten Ende an einem gehäusefesten Abstützelement ab. Das Abstützelement kann dabei z. B. als Gehäusequerwand oder Gehäusestrebe ausgebildet sein. Durch die spiegelsymmetrische Anordnung der Antriebsfederelemente wirken deren Kraft-Vektoren exakt entgegengesetzt, so dass sich nicht nur der Rückstoss bei entsprechend ausgeglichener Federmasse auf beiden Seiten genau aufhebt, sondern auch keine hohen Belastungen auf das gehäusefeste Abstützelement einwirken.
Von Vorteil ist es ferner, wenn die Federachsen des ersten Antriebsfederelements und des zweiten Antriebsfederelements jeweils achsparallel zu einer durch den Eintreibstössel definierten Achse verlaufen, wodurch eine kompakte Bauweise ermöglicht wird.
Vorteilhaft weist das zweite Antriebsfederelement eine Masse auf, die wenigstens so gross ist wie die Masse des ersten Antriebsfederelements, wodurch sich die Rückstossbeschleunigungen beider Antriebsfederelemente nahezu vollständig kompensieren.
Günstig ist es ferner, wenn das zweite Antriebsfederelement eine Masse aufweist, die mit einer Toleranz von +/- 10 % der Gesamtmasse aus Eintreibstössel und erstem Antriebsfederelement entspricht. Durch diese Massnahme kann über das zweite Antriebsfederelement nicht nur die Rückstossbeschleunigung des ersten Antriebsfederelements sondern auch die durch den Eintreibstössel hervorgerufene Rückstossbeschleunigung innerhalb der Toleranz nahezu vollständig kompensiert werden. Das erste Antriebsfederelement ist dabei das Federelement dessen Expansionsrichtung der Eintreibrichtung des Eintreibstössels entspricht.
Von Vorteil ist es ferner, wenn das erste Antriebsfederelement und das zweite Antriebsfederelement über eine Getriebeeinrichtung miteinander gekoppelt sind, wobei die Getriebeeinrichtung abtriebsseitig mit dem Eintreibstössel gekoppelt ist. Durch diese Massnahme kann die Bewegungsenergie beider Antriebsfederelemente auf einfache Weise zusammengefasst und auf den Eintreibstössel übertragen werden. Die Getriebeeinrichtung kann dabei z. B. als Seilzuggetriebe ausgebildet sein. Die Getriebeeinrichtung kann ausserdem eine Übersetzung zwischen Eingangsbewegung und Abtriebsbewegung aufweisen, wie z. B. ein Übersetzungsverhältnis von ca. 1:4, wodurch bei gegebenem Expansionsweg der Antriebsfederelemente ein 4 mal so langer Hubweg des Eintreibstössels erzielt wird.
In den Zeichnungen ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
Es zeigen:

Fig. 1: ein erfindungsgemässes Eintreibgerät im Längsschnitt in seiner Ausgangsstellung,
Fig. 2: das Eintreibgerät aus Fig. 1 in einer betätigten Stellung.

Das in den Figuren 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.
An das in Eintreibrichtung 27 liegenden 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.
Die Antriebsanordnung 30 beinhaltet ein erstes Antriebsfederelement 31 und ein zweites Antriebsfederelement 32 die beide im Wesentlichen die gleiche Federmasse aufweisen und die sich einander gegenüberliegend an einem gehäusefesten Abstützelement 36 abstützen, welches vorliegend als Gehäusestrebe ausgebildet ist. Beide Antriebsfederelemente 31, 32 sind hier als Schraubenfedern ausgebildet. Jedes der beiden Antriebsfederelemente 31, 32 definiert jeweils eine Federachse F1, F2 die in der dargestellten Antriebsanordnung 30 koaxial zueinander angeordnet sind. Die Federachsen F1 und F2 verlaufen ferner noch parallel zu einer durch den Eintreibstössel 13 definierten Achse A. Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, weisen beide Antriebsfederelemente 31, 32 Expansionsrichtungen 37, 38 auf, die einander entgegengesetzt sind, d. h. bei einer Entspannung der Antriebsfederelemente 31, 32 bewegen sich ihre, dem Abstützelement 36 abgewandten freien Enden in genau entgegengesetzte Richtungen, wodurch sich ihre entgegengesetzt wirkenden Rückstossbeschleunigungen bei einem Eintreibvorgang gegenseitig kompensieren.
Beide Antriebsfederelemente 31, 32 greifen vermittelt über eine insgesamt mit 39 bezeichnete Getriebeeinrichtung am Kopfabschnitt 15 des Eintreibstössels 13 an. Die Getriebeeinrichtung 39 ist in dem Ausführungsbeispiel gemäss den Figuren 1 und 2 dabei als Seilzuggetriebe ausgebildet. Das erste Antriebsfederelement 31 und das zweite Antriebsfederelement 32 sind dabei jeweils zwischen dem gehäusefesten Abstützelement 36 und jeweils einem Federabtriebselement 35 eingespannt. Die ringförmig ausgebildeten Federabtriebselemente 35 tragen an ihren jeweils dem zugeordneten Antriebsfederelement 31, 32 abgewandten Seite Rollen 34 für ein seil- oder bandförmiges Transmissionsmittel 33 der Getriebeeinrichtung 39.
Das seil- oder bandförmige Transmissionsmittel 33, welches mit seinem ersten und zweiten freien Ende 42, 43 an dem gehäusefesten Abstützelement 36 festgelegt ist, ist über diese Rollen 34 um das Federabtriebselement 35 herumgeführt. Gleichzeitig ist das Transmissionsmittel 33 um das freie Ende des Kopfabschnitts 15 des Eintreibstössels 13 herumgeführt.
In der aus Fig. 1 ersichtlichen Ausgangsstellung 22 des Eintreibstössels 13 ist dieser über die Getriebeeinrichtung 39 und die Antriebsfederelemente 31, 32 elastisch vorgespannt, und ist mit seinem Kopfabschnitt 15 und dem um diesen herumgeführten Transmissionsmittel 33 durch die Öffnungen der Federabtriebselemente 35, die Antriebsfederelemente 31, 32 und eine Öffnung im gehäusefesten Abstützelement 36 hindurchgeführt.
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 Fig. 1) an einer Sperrfläche 53 an einem Vorsprung 58 des Eintreibstössels 13 angreift und diesen gegen die Kraft des Antriebsfederelements 31 festhält. Die Klinke 51 ist dabei an einem Stellmotor 52 gelagert und über diesen in eine aus Fig. 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.
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.
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 Fig. 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.
An dem Eintreibgerät 10 ist ferner noch eine insgesamt mit 70 bezeichnete Spanneinrichtung 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.
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 Fig. 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 Antriebsfederelement 32 der Antriebsanordnung 30 gespannt. Hat der Eintreibstössel 13 seine Ausgangsstellung 22 erreicht, dann fällt 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. Fig. 2).
Wird nun das Eintreibgerät 10 an ein Werkstück U angedrückt, wie aus Fig. 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.
Der Eintreibstössel 13 wird daraufhin vermittelt über die Getriebeeinrichtung 39 über die Antriebsfederelemente 31, 32 der Antriebsanordnung 30 in Eintreibrichtung 27 bewegt, wobei ein Befestigungselement 60 in das Werkstück U eingetrieben wird. Das erste Antriebsfederelement 31 expandiert dabei in Richtung der ersten Expansionsrichtung 37, die mit der Eintreibrichtung 27 des Eintreibstössels 13 übereinstimmt. Das zweite Antriebsfederelement 32 hingegen expandiert in genau entgegengesetzter Richtung, d. h. in Richtung der zweiten Expansionsrichtung 38, wodurch der Rückstoss beider Antriebsfederelemente 31, 32 sich aufhebt.
Vorteilhaft ist der Expansionsweg der Antriebsfederelemente 31, 32 dabei über die Getriebeeinrichtung 39 derart übersetzt, dass der Beschleunigungsweg des Eintreibstössels 13 länger ist als der jeweilige Expansionsweg der Antriebsfederelemente 31, 32. Das Übersetzungsverhältnis der Getriebeeinrichtung 39 beträgt dabei in dem Ausführungsbeispiel ca. 1:4.
Zur Rückführung des Eintreibstössels 13 und zum Spannen der Antriebsfederelemente 31, 32 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 Antriebsfederelement 31 der Antriebsanordnung 30 gefahren und das Antriebsfederelement 31 dabei erneut gespannt bis die Klinke 51 wieder in ihre Sperrstellung 54 an der Sperrfläche 53 am Eintreibstössel 13 einfallen kann.

Claims

Handgeführtes Eintreibgerät für Befestigungselemente, mit einer Antriebsanordnung (30) für einen in einer Führung (12) versetzbar gelagerten Eintreibstössel (13), die wenigstens ein über eine Spanneinrichtung (70) spannbares erstes Antriebsfederelement (31) mit einer ersten Expansionsrichtung (37) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens ein zweites Antriebsfederelement (32) vorgesehen ist, welches eine zweite Expansionsrichtung (38) aufweist, die der ersten Expansionsrichtung (37) entgegengesetzt ist.
Eintreibgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Antriebsfederelement (31) und das zweite Antriebsfederelement (32) jeweils eine Federachse (F1, F2) definieren, die beide koaxial zueinander verlaufen.
Eintreibgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Antriebsfederelement (31) und das zweite Antriebsfederelement (32) sich gegenüberliegend jeweils mit einem ersten Ende an einem gehäusefesten Abstützelement (36) abstützen.
Eintreibgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Federachsen (F1, F2) des ersten Antriebsfederelements (31) und des zweiten Antriebsfederelements (32) jeweils achsparallel zu einer durch den Eintreibstössel (13) definierten Achse (A) verlaufen.
Eintreibgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Antriebsfederelement (32) eine Masse aufweist, die wenigstens so gross ist wie die Masse des ersten Antriebsfederelements (31).
Eintreibgerät nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Antriebsfederelement (32) eine Masse aufweist, die mit einer Toleranz von +/- 10% der Gesamtmasse von Eintreibstössel (13) und erstem Antriebsfederelement (31) entspricht.
Eintreibgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Antriebsfederelement (31) und das zweite Antriebsfederelement (32) über eine Getriebeeinrichtung (39) miteinander gekoppelt sind, wobei die Getriebeeinrichtung (39) abtriebsseitig mit dem Eintreibstössel (13) gekoppelt ist.