EP2465642A2 - Bolzensetzgerät und Verfahren zum Betreiben eines Bolzensetzgeräts - Google Patents

Bolzensetzgerät und Verfahren zum Betreiben eines Bolzensetzgeräts Download PDF

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EP2465642A2
EP2465642A2 EP11189319A EP11189319A EP2465642A2 EP 2465642 A2 EP2465642 A2 EP 2465642A2 EP 11189319 A EP11189319 A EP 11189319A EP 11189319 A EP11189319 A EP 11189319A EP 2465642 A2 EP2465642 A2 EP 2465642A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
setting
bolt
piston
fastener
operating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP11189319A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2465642A3 (de
Inventor
Tilo Dittrich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hilti AG filed Critical Hilti AG
Publication of EP2465642A2 publication Critical patent/EP2465642A2/de
Publication of EP2465642A3 publication Critical patent/EP2465642A3/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25C—HAND-HELD NAILING OR STAPLING TOOLS; MANUALLY OPERATED PORTABLE STAPLING TOOLS
    • B25C1/00—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices
    • B25C1/08—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices operated by combustion pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for

Definitions

  • the invention relates to a bolt setting device for setting fasteners in a substrate, with a working piston which is abruptly translationally movable to set a fastener, such as a bolt or a nail.
  • the invention further relates to a method for operating such a bolt setting device.
  • the object of the invention is to improve the operation and / or energy efficiency in the operation of a bolt gun according to the preamble of claim 1 on.
  • the object is in a bolt gun for setting fasteners in a substrate, with a working piston which is abruptly translationally movable to set a fastener, such as a bolt or a nail, achieved in that the bolt setting device comprises an operating device, a Switching between a manual and an automatic power setting mode allows.
  • the set power is preferably set by a user via the operating device.
  • the set power is preferably calculated and set by a particular electronic control based on previous set information.
  • the bolt gun according to the invention is preferably operated with gas.
  • the gas may, for example, be taken from a gas cartridge located in the bolt gun.
  • the gas is mixed with air in a combustion chamber in the bolt gun. Air and gas form an ignitable mixture, which expands abruptly to drive the working piston.
  • a respective desired amount of the gas is preferably metered into the combustion chamber via a metering valve in a volume-dependent or time-dependent manner.
  • the set energy is adjusted via the metered amount of gas and / or via the optionally variable volume of the combustion chamber.
  • the working piston can alternatively be electrically driven with the aid of an intermediate storage device which, for example, comprises a spring.
  • an intermediate storage device which, for example, comprises a spring.
  • a bolt setting device is provided to the user in which the user has control over the optimization target of the automatic transmission.
  • the user or user of the bolt gun is easily enabled to respond to different fastening needs. In particular, no or a desired nail overhang can be set.
  • a preferred embodiment of the bolt-firing device is characterized in that the operating device comprises at least one operating element, by the actuation and / or adjustment of the movement of the working piston in the automatic power adjustment mode when setting a fastener is interrupted so that the fastener projects with a defined distance from the ground or sunk in the underground.
  • the automatic power setting ensures that even with fluctuating background strengths a constant Nail overhang can be ensured.
  • the automatic prevents undesired overloading of the bolt gun.
  • a further preferred exemplary embodiment of the bolt-setting tool is characterized in that the distance with which the fastening element protrudes from the ground is infinitely adjustable in the automatic power adjustment mode.
  • the operating device may comprise a scale on which the desired nail projection can be adjusted.
  • a further preferred embodiment of the bolt-firing device is characterized in that the operating device comprises at least one operating element, by the actuation and / or adjustment of the working piston when setting a fastener supplied piston energy and / or the piston flow of the working piston can be adjusted continuously in the manual power setting mode / can ,
  • piston advance for example, the path is referred to, the working piston travels between the exit of a bolt guide and the impact on a brake and / or buffer element.
  • the piston advance determines significantly how far a fastener, in particular a nail, is driven into the ground. With a reduced piston advance, the working piston is decelerated prematurely and the fastening element or the nail is driven less deeply into the ground.
  • a further preferred exemplary embodiment of the bolt setting device is characterized in that the bolt setting device comprises a display device which displays power information in the manual and / or automatic power setting mode.
  • the user or user of the bolt-firing device is informed, for example, whether the device is in an open, optimal operating point or whether the bolt-firing device is currently adjusting due to over or under energy, in particular if the bolt-firing device is currently in the automatic power adjustment mode ,
  • the above-mentioned object is alternatively or additionally achieved in that the bolt gun is switched as needed between the manual and the automatic power adjustment mode. This allows the user or user of the bolt gun in a simple manner, on different To enter needs of a fixture. It is automatically prevented that occurs in a desired attachment task overloading the bolt gun.
  • a preferred embodiment of the method is characterized in that the movement of the working piston is interrupted by actuating and / or adjusting the operating device in the automatic power adjustment mode when setting a fastener so that the fastener projects at a defined distance from the ground or is sunk in the ground ,
  • the distance at which the fastener protrudes from the ground is preferably infinitely adjustable in the automatic power adjustment mode.
  • a further preferred exemplary embodiment of the method is characterized in that the piston energy supplied to the working piston when setting a fastening element and / or the piston advance of the working piston is / are continuously adjusted by actuating and / or adjusting the operating device in the manual power adjustment mode.
  • piston advance for example, the path is referred to, the working piston travels between the exit of a bolt guide and the impact on a brake and / or buffer element.
  • a further preferred embodiment of the method is characterized in that in the manual and / or automatic power adjustment mode, power information is displayed on the bolt setting device.
  • the user or user can be warned at too high a device load or too low driving energy.
  • the user or user is informed about the control state of the automatic in the automatic power setting mode.
  • a further preferred exemplary embodiment of the method is characterized in that, on the basis of the actuation and / or adjustment of the operating device and / or an evaluation of previous settlements, if necessary taking into account device parameters and / or environmental parameters, approximately a desired energy for setting the fastening element is determined.
  • the target energy it is taken into account, for example, whether the fastening element or the nail was driven in with too much or too little energy (over-energy or under-energy) during previous settling.
  • the over- or under-energy can be detected by detecting a front piston reversal point or by a load sensor on one Buffer means are determined.
  • the load history is stored over up to six settlements. The burden of the last settlement has the highest weight. The longer the load lasts, the lower the weighting of this load in the determination of the target energy.
  • FIG. 1 an inventive bolt setting device 1 with a housing 2 is shown in a simplified longitudinal section.
  • the housing 2 comprises a handle 4, on which the bolt setting device 1 can be tacked for driving in a fastening element which emerges from the bolt setting device 1 at a bolt setting end 5 and can be driven into a ground.
  • the energy required for driving the fastening element into the ground is provided, for example, in a gas cartridge 8 in the interior of the bolt setting device 1.
  • the gas cartridge 8 is connected via an adjustable or controllable throttle valve 10 with a combustion chamber 12.
  • gas from the gas canister 8 is mixed with air to form a combustible mixture which is ignited to drive a fastener such as a bolt or a nail into the ground.
  • the combustion chamber 12 is surrounded by a cylinder 14 inside the housing 2. At one end face of the cylinder 14, the combustion chamber 12 is closed by an adjustable combustion chamber wall 15.
  • the combustion chamber wall 15 can be adjusted by means of an electric motor 16 via a control gear 17, as indicated by a double arrow 18. By adjusting the combustion chamber wall 15 in the direction of the double arrow 18, the size of the combustion chamber 12 can be varied in a simple manner.
  • State variables in the combustion chamber 12 and / or the position of the adjustable combustion chamber wall 15 can be detected with the aid of a sensor device 20.
  • the sensor device 20 is connected via a sensor line 21 to an electronic controller 25.
  • the electronic control 25 is connected via a control line 26 in terms of control with the electric motor 16. From an accumulator 28, for example a battery, the electronic control 25 is supplied with electrical energy. Via a further control line 29, the electronic control 25 is connected to the control valve 10 in terms of control.
  • the combustion chamber 12 is closed at its end facing away from the adjustable combustion chamber wall 15 by a piston head 32 of a working piston 34.
  • the working piston 34 is guided at its end remote from the piston head 32 in a guide sleeve 36.
  • the working piston 34 extends through a buffer device 38 therethrough. The movement of the working piston 34 when driving in a fastening element is braked by the buffer device 38.
  • the buffer device 38 is associated with a further sensor device 40, which is connected via a sensor line 41 to the electronic controller 25.
  • the driving of a fastener is triggered by a trigger 42 which is on the handle 4, for example, with the index finger operable.
  • the bolt setting device 1 according to the invention comprises, in addition to the trigger 42, an operating device 44 with an operating element 45.
  • the operating device 44 is assigned a sensor device 50.
  • the sensor device 50 is also assigned to the guide sleeve 36. Via a control line 52, the operating device 44 is connected in terms of control with the electronic control 25.
  • the bolt setting device 1 comprises, in addition to the trigger 42 and the operating device 44, a display device 55 for displaying power information during operation of the bolt setting device 1.
  • the display device 55 is connected to the electronic control 25 and comprises, for example, a display with which the information is displayed alphanumerically can be. Alternatively or additionally, the display device 55 may have a color display.
  • FIG. 2 is in a breakout 59 a fastener indicated, so driven into the ground that a head of the fastener completely in the fastened part is sunk.
  • a fastener is shown, which still protrudes with a head from the attached part. The distance at which the head protrudes from the ground, is also referred to as a supernatant or board.
  • the slot 61 is associated with an automatic power adjustment mode.
  • the slots 64 and 65 are associated with a manual power adjustment mode.
  • the slots 62 and 63 indicate that the user can switch between manual and automatic power adjustment modes.
  • the operating element 45 is located in FIG. 2 in a mode in which the fastener is buried in the ground.
  • a dashed circle 68 indicates a second position of the control element in the automatic power adjustment mode. If the operating element 45 is arranged in the second switching position 68, then the fastener is not sunk, but still protrudes with a certain supernatant from the ground, as indicated at 58.
  • the control element 45 can be adjusted continuously in the automatic power adjustment mode between the mode 59 (recessed) and the mode 58 (protruding). Instead of a stepless adjustment, the operator 44 may have two fixed settings for the modes 58 and 59 in the automatic power adjustment mode.
  • manual power adjustment mode 64 65 is indicated by minus sign and plus sign that the user or user of the bolt-firing device 1, the piston energy and the piston lead can individually set directly and continuously.
  • manual Power adjustment mode are indicated by dashed circles 71 to 74 different switching positions.
  • triangles 75 and 76 are each indicated that an operating element or the control element 45 between the switching positions 71 and 72 or 73 and 74 is infinitely adjustable.
  • the switching positions 71 and 73 as indicated by the minus, a rather low combustion energy or Eintreibleist and the switching positions 72 and 74, as indicated by the plus, associated with a rather high combustion energy or Eintrebaresistung.
  • approximately a required target energy is determined or calculated with the aid of the electronic control 25 on the basis of the setting of the operating device 44, an evaluation of previous settlements and further device parameters and environmental parameters.
  • the nominal energy it is taken into account in particular whether the fastening element was driven in with too much or too little energy (over-energy or under-energy) during previous settling.
  • the over-energy or under-energy can be determined by detecting a front piston reversal point or by the sensor device 40 on the buffer device 38.
  • the load history is stored in the electronic control 25 over up to six settlements.
  • the last load of the buffer device 38 has the highest weight. The longer the load of the buffer device 38, the lower the weighting of this load in the calculation of the target energy.
  • the target energy is reduced. If no over-energy degradation occurs in the buffer device 38, the target energy is increased by an amount delta.
  • the target energy is preferably chosen so that the buffer device 38 is lightly touched at the desired operating point.
  • the piston energy of the working piston 34 is adjusted on the basis of the calculated target energy.
  • the necessary combustion chamber volume and the required dosage are determined.
  • the combustion chamber volume is adjusted by means of the adjustable Combustion chamber wall 15 is set.
  • the necessary dosage is set by means of the throttle valve 10.
  • the dosing amount is determined taking into account ambient conditions such as ambient temperature and ambient air pressure of the selected combustion chamber volume, and other device parameters such as the device temperature, the gas cartridge pressure, the gas cartridge type and the gas cartridge level.
  • the electronic control 25 opens the normally closed throttle valve 10 for a certain time. In this case, the calculated amount of gas from the gas cartridge 8 flows into the combustion chamber 12.
  • the user or user of the bolt-firing device 1 is informed during operation, whether the bolt gun 1 is in a controlled, optimal operating point, or whether the bolt gun 1 is currently readjusting due to over-energy or under-energy.
  • the user or user can separately adjust the piston advance and piston energy.
  • the display device 55 warns the user of over-energy or under-energy.
  • These alert situations are stored in the electronic controller 25 over a larger number of settlements, approximately fifty to one hundred settlements. For example, if a massive device load occurs with more than thirty percent over-energy, then the electronic controller 25 jumps to a safety mode in which the over-energy is reduced to about twenty-five percent.
  • the user or user can with the bolt gun according to the invention both countersunk fasteners, such as nails, sink in the ground, as may be required when attaching wood to concrete, as well as fasteners, such as nails, survive, as in the attachment of steel rails on concrete is the case. In both cases the device load can be automatically reduced.
  • the bolt gun 1 can also ensure a constant nail board, even if the surface texture varies within certain limits.
  • the bolt gun is operated with a certain over-energy, which covers the fluctuation range of the underground strength.
  • the bolt gun is with respect to its stability and strength designed for this low over-energy.
  • the automatic power adjustment mode is particularly advantageous when long-term fixings on similar surfaces are performed.
  • a very efficient utilization of the gas cartridge 8 is ensured. Accordingly, more settlements can be carried out with a gas cartridge 8.
  • the manual power adjustment mode allows the user to control device behavior by adjusting the device power and piston advance itself.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bolzensetzgerät zum Setzen von Befestigungselementen in einen Untergrund, mit einem Arbeitskolben (34), der schlagartig translatorisch bewegbar ist, um ein Befestigungselement, wie einen Bolzen oder einen Nagel, zu setzen. Um die Bedienung und/oder Energieeffizienz im Betrieb eines Bolzensetzgeräts weiter zu verbessern, umfasst das Bolzensetzgerät (1) eine Bedieneinrichtung (44), die ein Umschalten zwischen einem manuellen und einem automatischen Leistungseinstellungsmodus ermöglicht.

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein Bolzensetzgerät zum Setzen von Befestigungselementen in einen Untergrund, mit einem Arbeitskolben, der schlagartig translatorisch bewegbar ist, um ein Befestigungselement, wie einen Bolzen oder einen Nagel, zu setzen. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Bolzensetzgeräts.
    • Stand der Technik
  • Aus der deutschen Patentschrift DE 103 25 920 B4 ist ein über expandierbare Gase antreibbares Bolzensetzgerät mit einer Kolbenführung bekannt, in der ein Treibkolben versetzbar gelagert ist. Eine Kolbenrückführeinrichtung umfasst ein elektromotorisches Antriebsmittel und wenigstens eine Transmissionseinrichtung zur Übertragung einer motorischen Stellkraft auf den Treibkolben. Aus der deutschen Patentschrift DE 199 62 695 B4 ist ein tragbares brennkraftbetriebenes Setzgerät mit einer Brennkammer bekannt, deren Größe durch eine axiale Verschiebung einer stirnseitigen Brennkammerwand veränderbar ist. Aus der europäischen Patentschrift EP 1 277 548 B1 ist ein Bolzensetzgerät mit einer Setztiefenregelung bekannt.
    • Darstellung der Erfindung
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die Bedienung und/oder Energieeffizienz im Betrieb eines Bolzensetzgeräts gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 weiter zu verbessern.
  • Die Aufgabe ist bei einem Bolzensetzgerät zum Setzen von Befestigungselementen in einen Untergrund, mit einem Arbeitskolben, der schlagartig translatorisch bewegbar ist, um ein Befestigungselement, wie einen Bolzen oder einen Nagel, zu setzen, dadurch gelöst, dass das Bolzensetzgerät eine Bedieneinrichtung umfasst, die ein Umschalten zwischen einem manuellen und einem automatischen Leistungseinstellungsmodus ermöglicht. Im manuellen Leistungseinstellungsmodus wird die Setzenergie bevorzugt von einem Benutzer über die Bedieneinrichtung eingestellt. Im automatischen Leistungseinstellungsmodus wird die Setzenergie bevorzugt von einer insbesondere elektronischen Steuerung auf Basis von Informationen über vorhergegangene Setzungen berechnet und eingestellt.
  • Das erfindungsgemäße Bolzensetzgerät wird vorzugsweise mit Gas betrieben. Das Gas kann zum Beispiel einer Gaskartusche entnommen werden, die in dem Bolzensetzgerät angeordnet ist. Das Gas wird in einem Brennraum in dem Bolzensetzgerät mit Luft vermischt. Luft und Gas bilden ein zündfähiges Gemisch, das schlagartig expandiert, um den Arbeitskolben anzutreiben. Bevorzugt wird für jede Setzung eine jeweils gewünschte Menge des Gases über ein Dosierventil volumen- oder zeitabhängig in den Brennraum dosiert. Besonders bevorzugt wird die Setzenergie über die dosierte Gasmenge und/oder über das gegebenenfalls veränderbare Volumen des Brennraums eingestellt.
  • Der Arbeitskolben kann alternativ und unter Zuhilfenahme einer Zwischenspeichereinrichtung, die zum Beispiel eine Feder umfasst, elektrisch angetrieben werden. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung wird dem Anwender ein Bolzensetzgerät zur Verfügung gestellt, bei welchem der Anwender die Kontrolle über das Optimierungsziel der Automatik hat. Dem Anwender oder Benutzer des Bolzensetzgeräts wird es auf einfache Art und Weise ermöglicht, auf unterschiedliche Bedürfnisse einer Befestigung einzugehen. Dabei kann insbesondere kein oder ein gewünschter Nagelüberstand eingestellt werden.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Bolzensetzgeräts ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bedieneinrichtung mindestens ein Bedienelement umfasst, durch dessen Betätigung und/oder Einstellung die Bewegung des Arbeitskolbens im automatischen Leistungseinstellungsmodus beim Setzen eines Befestigungselements so unterbrochen wird, dass das Befestigungselement mit einem definierten Abstand aus dem Untergrund vorsteht oder in dem Untergrund versenkt wird. Durch die automatische Leistungseinstellung wird sichergestellt, dass auch bei schwankenden Untergrundfestigkeiten ein konstanter Nagelüberstand sichergestellt werden kann. Dabei verhindert die Automatik eine unerwünschte Überlastung des Bolzensetzgeräts.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Bolzensetzgeräts ist dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand, mit dem das Befestigungselement aus dem Untergrund vorsteht, im automatischen Leistungseinstellungsmodus stufenlos verstellbar ist. Zu diesem Zweck kann die Bedieneinrichtung eine Skala umfassen, auf welcher der gewünschte Nagelüberstand eingestellt werden kann.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Bolzensetzgeräts ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bedieneinrichtung mindestens ein Bedienelement umfasst, durch dessen Betätigung und/oder Einstellung die dem Arbeitskolben beim Setzen eines Befestigungselements zugeführte Kolbenenergie und/oder der Kolbenvorlauf des Arbeitskolbens im manuellen Leistungseinstellungsmodus stufenlos verstellt werden können/kann. Als Kolbenvorlauf wird zum Beispiel der Weg bezeichnet, den der Arbeitskolben zwischen dem Austritt aus einer Bolzenführung und dem Auftreffen auf ein Brems- und/oder Pufferelement zurücklegt. Der Kolbenvorlauf bestimmt wesentlich, wie weit ein Befestigungselement, insbesondere ein Nagel, in den Untergrund eingetrieben wird. Bei einem reduzierten Kolbenvorlauf wird der Arbeitskolben vorzeitig abgebremst und das Befestigungselement beziehungsweise der Nagel weniger tief in den Untergrund eingetrieben.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Bolzensetzgeräts ist dadurch gekennzeichnet, dass das Bolzensetzgerät eine Anzeigeeinrichtung umfasst, die im manuellen und/oder automatischen Leistungseinstellungsmodus Leistungsinformationen anzeigt. Mit Hilfe der Anzeigeeinrichtung wird der Anwender oder Benutzer des Bolzensetzgeräts zum Beispiel darüber informiert, ob sich das Gerät in einem ausgesteuerten, optimalen Betriebspunkt befindet oder, ob das Bolzensetzgerät aktuell wegen Über- oder Unterenergie nachregelt, insbesondere wenn sich das Bolzensetzgerät gerade im automatischen Leistungseinstellungsmodus befindet.
  • Bei einem Verfahren zum Betreiben des vorab beschriebenen Bolzensetzgeräts ist die oben angegebene Aufgabe alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass das Bolzensetzgerät bedarfsabhängig zwischen dem manuellen und dem automatischen Leistungseinstellungsmodus umgeschaltet wird. Dadurch wird dem Anwender oder Benutzer des Bolzensetzgeräts auf einfache Art und Weise ermöglicht, auf unterschiedlichste Bedürfnisse einer Befestigung einzugehen. Dabei wird automatisch verhindert, dass bei einer gewünschten Befestigungsaufgabe eine Überlastung des Bolzensetzgeräts auftritt.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Arbeitskolbens durch Betätigen und/oder Einstellen der Bedieneinrichtung im automatischen Leistungseinstellungsmodus beim Setzen eines Befestigungselements so unterbrochen wird, dass das Befestigungselement mit einem definierten Abstand aus dem Untergrund vorsteht oder in dem Untergrund versenkt wird. Der Abstand, mit dem das Befestigungselement aus dem Untergrund vorsteht, ist im automatischen Leistungseinstellungsmodus vorzugsweise stufenlos verstellbar.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die dem Arbeitskolben beim Setzen eines Befestigungselements zugeführte Kolbenenergie und/oder der Kolbenvorlauf des Arbeitskolbens durch Betätigen und/oder Einstellen der Bedieneinrichtung im manuellen Leistungseinstellungsmodus stufenlos verstellt werden/wird. Als Kolbenvorlauf wird zum Beispiel der Weg bezeichnet, den der Arbeitskolben zwischen dem Austritt aus einer Bolzenführung und dem Auftreffen auf ein Brems- und/oder Pufferelement zurücklegt.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass im manuellen und/oder automatischen Leistungseinstellungsmodus Leistungsinformationen an dem Bolzensetzgerät angezeigt werden. Dadurch kann der Benutzer oder Anwender bei einer zu hohen Gerätsbelastung oder einer zu geringen Eintreibenergie gewarnt werden. Dem Anwender oder Benutzer werden im automatischen Leistungseinstellungsmodus Informationen über den Regelungszustand der Automatik angezeigt.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass auf der Grundlage der Betätigung und/oder Einstellung der Bedieneinrichtung und/oder einer Auswertung vorhergehender Setzungen gegebenenfalls unter Berücksichtigung von Geräteparametern und/oder Umgebungsparametern näherungsweise eine Sollenergie zum Setzen des Befestigungselements ermittelt wird. Bei der Berechnung der Sollenergie wird zum Beispiel berücksichtigt, ob bei vorhergehenden Setzungen das Befestigungselement beziehungsweise der Nagel mit zu viel oder zu wenig Energie (Überenergie oder Unterenergie) eingetrieben wurde. Die Über- oder Unterenergie kann durch Erfassung eines vorderen Kolbenumkehrpunkts oder durch einen Belastungssensor an einer Puffereinrichtung ermittelt werden. Vorzugsweise wird die Belastungshistorie über bis zu sechs Setzungen gespeichert. Dabei hat die Belastung der letzten Setzung die höchste Gewichtung. Je länger die Belastung zurückliegt, desto geringer ist die Gewichtung dieser Belastung bei der Ermittlung der Sollenergie.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine vereinfachte Darstellung eines erfindungsgemäßen Bolzensetzgeräts im Schnitt mit einer Bedieneinrichtung und
    Figur 2
    eine vergrößerte Darstellung der Bedieneinrichtung des Bolzensetzgeräts aus Figur 1.
    Ausführungsbeispiele
  • In Figur 1 ist ein erfindungsgemäßes Bolzensetzgerät 1 mit einem Gehäuse 2 stark vereinfacht im Längsschnitt dargestellt. Das Gehäuse 2 umfasst einen Handgriff 4, an dem das Bolzensetzgerät 1 zum Eintreiben eines Befestigungselements anpackbar ist, das an einem Bolzensetzende 5 aus dem Bolzensetzgerät 1 austritt und in einen Untergrund eintreibbar ist.
  • Die zum Eintreiben des Befestigungselements in den Untergrund benötigte Energie wird zum Beispiel in einer Gaskartusche 8 im Inneren des Bolzensetzgeräts 1 bereitgestellt. Die Gaskartusche 8 ist über ein verstellbares beziehungsweise regelbares Drosselventil 10 mit einem Brennraum 12 verbindbar. In den Brennraum 12 wird Gas aus der Gaskartusche 8 mit Luft zu einem brennfähigen Gemisch vermischt, das gezündet wird, um ein Befestigungselement, wie einen Bolzen oder einen Nagel, in den Untergrund einzutreiben.
  • Der Brennraum 12 ist im Inneren des Gehäuses 2 von einem Zylinder 14 umgeben. An einer Stirnseite des Zylinders 14 ist der Brennraum 12 durch eine verstellbare Brennraumwand 15 verschlossen. Die Brennraumwand 15 kann mit Hilfe eines Elektromotors 16 über ein Stellgetriebe 17 verstellt werden, wie durch einen Doppelpfeil 18 angedeutet ist. Durch Verstellen der Brennraumwand 15 in Richtung des Doppelpfeils 18 kann die Größe des Brennraums 12 auf einfache Art und Weise variiert werden.
  • Zustandsgrößen in dem Brennraum 12 und/oder die Position der verstellbaren Brennraumwand 15 können mit Hilfe einer Sensoreinrichtung 20 erfasst werden. Die Sensoreinrichtung 20 ist über eine Sensorleitung 21 mit einer elektronischen Steuerung 25 verbunden. Die elektronische Steuerung 25 ist über eine Steuerleitung 26 steuerungsmäßig mit dem Elektromotor 16 verbunden. Aus einem Akkumulator 28, zum Beispiel einer Batterie, wird die elektronische Steuerung 25 mit elektrischer Energie versorgt. Über eine weitere Steuerleitung 29 ist die elektronische Steuerung 25 steuerungsmäßig mit dem Drosselventil 10 verbunden.
  • Der Brennraum 12 ist an seiner der verstellbaren Brennraumwand 15 abgewandten Stirnseite durch einen Kolbenboden 32 eines Arbeitskolbens 34 verschlossen. Der Arbeitskolben 34 ist an seinem dem Kolbenboden 32 abgewandten Ende in einer Führungshülse 36 geführt. Dabei erstreckt sich der Arbeitskolben 34 durch eine Puffereinrichtung 38 hindurch. Die Bewegung des Arbeitskolbens 34 beim Eintreiben eines Befestigungselements wird durch die Puffereinrichtung 38 abgebremst. Der Puffereinrichtung 38 ist eine weitere Sensoreinrichtung 40 zugeordnet, die über eine Sensorleitung 41 mit der elektronischen Steuerung 25 verbunden ist.
  • Das Eintreiben eines Befestigungselements wird durch einen Trigger 42 ausgelöst, der an dem Handgriff 4, zum Beispiel mit dem Zeigefinger, betätigbar ist. Das erfindungsgemäße Bolzensetzgerät 1 umfasst zusätzlich zu dem Trigger 42 eine Bedieneinrichtung 44 mit einem Bedienelement 45. Der Bedieneinrichtung 44 ist eine Sensoreinrichtung 50 zugeordnet. Die Sensoreinrichtung 50 ist darüber hinaus der Führungshülse 36 zugeordnet. Über eine Steuerleitung 52 ist die Bedieneinrichtung 44 steuerungsmäßig mit der elektronischen Steuerung 25 verbunden.
  • Das erfindungsgemäße Bolzensetzgerät 1 umfasst zusätzlich zu dem Trigger 42 und der Bedieneinrichtung 44 eine Anzeigeeinrichtung 55 zum Anzeigen von Leistungsinformationen im Betrieb des Bolzensetzgeräts 1. Die Anzeigeeinrichtung 55 ist an die elektronische Steuerung 25 angeschlossen und umfasst zum Beispiel ein Display, mit welchem die Informationen alphanumerisch angezeigt werden können. Alternativ oder zusätzlich kann die Anzeigeeinrichtung 55 ein Farbdisplay aufweisen.
  • In Figur 2 ist in einem Ausbruch 59 ein Befestigungselement angedeutet, so in den Untergrund eingetrieben ist, dass ein Kopf des Befestigungselements vollständig in das befestigte Teil versenkt ist. In einem weiteren Ausbruch 58 ist ein Befestigungselement dargestellt, das noch mit einem Kopf aus dem befestigten Teil herausragt. Der Abstand, mit dem der Kopf aus dem Untergrund herausragt, wird auch als Überstand oder Vorstand bezeichnet.
  • Unterschiedliche Untergründe und unterschiedliche Befestigungselemente benötigen im praktischen Einsatz unterschiedliche Eintreibenergien. Mit höherfestem Untergrund steigt der Bedarf an Eintreibenergie. Des Weiteren ergeben sich aus der Befestigungsaufgabe unterschiedliche Anforderungen an den Nagelüberstand oder Nagelvorstand. Beispielsweise steht ein Nagel bei der Befestigung von Stahlschienen auf Beton gegenüber der Schiene hervor. Bei der Befestigung von Holz kann es hingegen die Anforderung geben, dass der Nagelkopf im Holz versenkt sein muss.
  • Bei der Bedieneinrichtung 44 sind in Figur 2 durch gestrichelte Langlöcher 61 bis 65 die verschiedenen Stellmöglichkeiten angedeutet. Das Langloch 61 ist einem automatischen Leistungseinstellungsmodus zugeordnet. Die Langlöcher 64 und 65 sind einem manuellen Leistungseinstellungsmodus zugeordnet. Durch die Langlöcher 62 und 63 ist angedeutet, dass der Benutzer zwischen dem manuellen und dem automatischen Leistungseinstellungsmodus umschalten kann.
  • Das Bedienelement 45 befindet sich in Figur 2 in einem Modus, in welchem das Befestigungselement in dem Untergrund versenkt wird. Durch einen gestrichelten Kreis 68 ist eine zweite Stellung des Bedienelements im automatischen Leistungseinstellungsmodus angedeutet. Wenn das Bedienelement 45 in der zweiten Schaltstellung 68 angeordnet ist, dann wird das Befestigungselement nicht versenkt, sondern ragt noch mit einem gewissen Überstand aus dem Untergrund heraus, wie bei 58 angedeutet ist.
  • Das Bedienelement 45 kann im automatischen Leistungseinstellungsmodus stufenlos zwischen dem Modus 59 (versenkt) und dem Modus 58 (überstehend) verstellt werden. Statt einer stufenlosen Verstellung kann die Bedieneinrichtung 44 im automatischen Leistungseinstellungsmodus auf zwei fixe Einstellungen für die Modi 58 und 59 aufweisen.
  • Im manuellen Leistungseinstellungsmodus 64, 65 ist durch Minuszeichen und Pluszeichen angedeutet, dass der Benutzer oder Anwender des Bolzensetzgeräts 1 die Kolbenenergie und den Kolbenvorlauf einzeln direkt und stufenlos einstellen kann. Im manuellen Leistungseinstellungsmodus sind durch gestrichelte Kreise 71 bis 74 verschiedene Schaltstellungen angedeutet.
  • Durch Dreiecke 75 und 76 ist jeweils angedeutet, dass ein Bedienelement beziehungsweise das Bedienelement 45 zwischen den Schaltstellungen 71 und 72 beziehungsweise 73 und 74 stufenlos verstellbar ist. Dabei ist den Schaltstellungen 71 und 73, wie durch das Minus angedeutet ist, eine eher geringe Verbrennungsenergie beziehungsweise Eintreibleistung und den Schaltstellungen 72 und 74, wie durch das Plus angedeutet ist, eine eher hohe Verbrennungsenergie beziehungsweise Eintreibleistung zugeordnet.
  • Im Betrieb des Bolzensetzgeräts 1 wird, insbesondere im automatischen Leistungseinstellungsmodus, mit Hilfe der elektronischen Steuerung 25 auf Grundlage der Einstellung der Bedieneinrichtung 44, einer Auswertung vorhergehender Setzungen sowie weiterer Geräteparameter und Umgebungsparameter näherungsweise eine benötigte Sollenergie ermittelt beziehungsweise berechnet. Bei der Berechnung der Sollenergie wird insbesondere berücksichtigt, ob bei vorhergehenden Setzungen das Befestigungselement mit zu viel oder zu wenig Energie (Überenergie oder Unterenergie) eingetrieben wurde.
  • Die Überenergie oder Unterenergie kann durch Erfassung eines vorderen Kolbenumkehrpunkts oder durch die Sensoreinrichtung 40 an der Puffereinrichtung 38 ermittelt werden. Dabei wird vorzugsweise die Belastungshistorie über bis zu sechs Setzungen in der elektronischen Steuerung 25 gespeichert. Dabei hat die letzte Belastung der Puffereinrichtung 38 die höchste Gewichtung. Je länger die Belastung der Puffereinrichtung 38 zurückliegt, desto geringer ist die Gewichtung dieser Belastung bei der Berechnung der Sollenergie.
  • Wenn der Überenergieabbau in dem Bolzensetzgerät im Betrieb größer als ein festgelegter Schwellenwert ist, dann wird die Sollenergie reduziert. Tritt kein Überenergieabbau in der Puffereinrichtung 38 auf, dann wird die Sollenergie um einen Betrag Delta erhöht. Die Sollenergie wird vorzugsweise so gewählt, dass die Puffereinrichtung 38 im gewünschten Betriebspunkt leicht berührt wird.
  • Die Kolbenenergie des Arbeitskolbens 34 wird auf der Basis der berechneten Sollenergie eingestellt. Bei Gasgeräten werden das notwendige Brennraumvolumen und die notwendige Dosiermenge bestimmt. Das Brennraumvolumen wird mit Hilfe der verstellbaren Brennraumwand 15 eingestellt. Die notwendige Dosiermenge wird mit Hilfe des Drosselventils 10 eingestellt.
  • Die Dosiermenge wird unter Berücksichtigung von Umgebungsbedingungen, wie Umgebungstemperatur und Umgebungsluftdruck des gewählten Brennraumvolumens, und von weiteren Geräteparametern, wie der Gerätetemperatur, dem Gaskartuschendruck, dem Gaskartuschentyp und dem Gaskartuschenfüllstand, ermittelt. Für die Einspritzung der berechneten Gasmenge öffnet die elektronische Steuerung 25 für eine bestimmte Zeit das normalerweise geschlossene Drosselventil 10. Dabei strömt die berechnete Gasmenge aus der Gaskartusche 8 in den Brennraum 12.
  • Über die in Figur 1 angedeutete Anzeigeeinrichtung 55 wird der Benutzer oder Anwender des Bolzensetzgeräts 1 im Betrieb darüber informiert, ob sich das Bolzensetzgerät 1 in einem ausgesteuerten, optimalen Betriebspunkt befindet, oder ob das Bolzensetzgerät 1 aktuell wegen Überenergie oder Unterenergie nachregelt.
  • Im manuellen Leistungseinstellungsmodus kann der Benutzer oder Anwender den Kolbenvorlauf und die Kolbenenergie separat einstellen. Dabei warnt die Anzeigeeinrichtung 55 den Benutzer bei Überenergie oder Unterenergie. Diese Warnungssituationen werden in der elektronischen Steuerung 25 über eine größere Anzahl von Setzungen, circa fünfzig bis hundert Setzungen, gespeichert. Wenn zum Beispiel eine massive Gerätebelastung mit als mehr als dreißig Prozent Überenergie auftritt, dann springt die elektronische Steuerung 25 in einen Sicherheitsmodus, in welchem die Überenergie auf circa fünfundzwanzig Prozent reduziert wird.
  • Der Benutzer oder Anwender kann mit dem erfindungsgemäßen Bolzensetzgerät sowohl Befestigungselemente, wie Nägel, in dem Untergrund versenken, wie dies zum Beispiel beim Befestigen von Holz auf Beton gefragt sein kann, als auch Befestigungselemente, wie Nägel, überstehen lassen, wie dies beim Befestigen von Stahlschienen auf Beton der Fall ist. In beiden Fällen kann die Gerätebelastung automatisch reduziert werden.
  • Das Bolzensetzgerät 1 kann darüber hinaus einen konstanten Nagelvorstand gewährleisten, und zwar auch dann, wenn die Untergrundbeschaffenheit in gewissen Grenzen schwankt. Dazu wird das Bolzensetzgerät mit einer gewissen Überenergie betrieben, welche die Schwankungsbreite der Untergrundfestigkeit überdeckt. Das Bolzensetzgerät ist bezüglich seiner Stabilität und Festigkeit für diese geringe Überenergie ausgelegt. Durch eine falsch gewählte Einstellung kann das erfindungsgemäße Bolzensetzgerät 1 nicht dauerhaft geschädigt werden.
  • Der automatische Leistungseinstellungsmodus ist vor allem dann von Vorteil, wenn längere Zeit Befestigungen auf ähnlichen Untergründen durchgeführt werden. Darüber hinaus wird im automatischen Leistungseinstellungsmodus eine sehr effiziente Ausnutzung der Gaskartusche 8 sichergestellt. Entsprechend können mehr Setzungen mit einer Gaskartusche 8 durchgeführt werden.
  • Wenn Situationen auftreten, bei welchen die Energieautomatik im automatischen Leistungseinstellungsmodus versagt, zum Beispiel bei sehr wechselhaften Untergründen, dann hat der Benutzer durch den manuellen Leistungseinstellungsmodus die Möglichkeit, das Geräteverhalten über die Einstellung der Geräteenergie und des Kolbenvorlaufs selbst zu regeln.

Claims (10)

  1. Bolzensetzgerät zum Setzen von Befestigungselementen in einen Untergrund, mit einem Arbeitskolben (34), der schlagartig translatorisch bewegbar ist, um ein Befestigungselement, wie einen Bolzen oder einen Nagel, zu setzen, dadurch gekennzeichnet, dass das Bolzensetzgerät (1) eine Bedieneinrichtung (44) umfasst, die ein Umschalten zwischen einem manuellen und einem automatischen Leistungseinstellungsmodus ermöglicht.
  2. Bolzensetzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedieneinrichtung (44) mindestens ein Bedienelement (45) umfasst, durch dessen Betätigung und/oder Einstellung die Bewegung des Arbeitskolbens (34) im automatischen Leistungseinstellungsmodus beim Setzen eines Befestigungselements so unterbrochen wird, dass das Befestigungselement mit einem definierten Abstand aus dem Untergrund vorsteht oder in dem Untergrund versenkt wird.
  3. Bolzensetzgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand, mit dem das Befestigungselement aus dem Untergrund vorsteht, im automatischen Leistungseinstellungsmodus stufenlos verstellbar ist.
  4. Bolzensetzgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedieneinrichtung (44) mindestens ein Bedienelement (45) umfasst, durch dessen Betätigung und/oder Einstellung die dem Arbeitskolben (34) beim Setzen eines Befestigungselements zugeführte Kolbenenergie und/oder der Kolbenvorlauf des Arbeitskolbens (34) im manuellen Leistungseinstellungsmodus stufenlos verstellt werden können/kann.
  5. Bolzensetzgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bolzensetzgerät (1) eine Anzeigeeinrichtung (55) umfasst, die im manuellen und/oder automatischen Leistungseinstellungsmodus Leistungsinformationen anzeigt.
  6. Verfahren zum Betreiben eines Bolzensetzgeräts (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bolzensetzgerät (1) bedarfsabhängig zwischen dem manuellen und dem automatischen Leistungseinstellungsmodus umgeschaltet wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Arbeitskolbens (34) durch Betätigen und/oder Einstellen der Bedieneinrichtung (44) im automatischen Leistungseinstellungsmodus beim Setzen eines Befestigungselements so unterbrochen wird, dass das Befestigungselement mit einem definierten Abstand aus dem Untergrund vorsteht oder in dem Untergrund versenkt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Arbeitskolben (34) beim Setzen eines Befestigungselements zugeführte Kolbenenergie und/oder der Kolbenvorlauf des Arbeitskolbens (34) durch Betätigen und/oder Einstellen der Bedieneinrichtung (44) im manuellen Leistungseinstellungsmodus stufenlos verstellt werden/wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im manuellen und/oder automatischen Leistungseinstellungsmodus Leistungsinformationen an dem Bolzensetzgerät (1) angezeigt werden.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Grundlage der Betätigung und/oder Einstellung der Bedieneinrichtung (44) und/oder einer Auswertung vorhergehender Setzungen gegebenenfalls unter Berücksichtigung von Geräteparametern und/oder Umgebungsparametern näherungsweise eine Sollenergie zum Setzen des Befestigungselements ermittelt wird.
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