EP2885111A2 - Eintreibvorrichtung mit effektivem antrieb - Google Patents

Eintreibvorrichtung mit effektivem antrieb

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Publication number
EP2885111A2
EP2885111A2 EP13752609.1A EP13752609A EP2885111A2 EP 2885111 A2 EP2885111 A2 EP 2885111A2 EP 13752609 A EP13752609 A EP 13752609A EP 2885111 A2 EP2885111 A2 EP 2885111A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
transmission
driving device
drive
motor
gear
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.)
Withdrawn
Application number
EP13752609.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Roland Mandel
Klaus Bertsch
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 EP2885111A2 publication Critical patent/EP2885111A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • B25F5/001—Gearings, speed selectors, clutches or the like specially adapted for rotary tools
    • 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
    • B25C1/06—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices operated by electric power
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/003—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion the gear-ratio being changed by inversion of torque direction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/72—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
    • F16H3/727—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously with at least two dynamo electric machines for creating an electric power path inside the gearing, e.g. using generator and motor for a variable power torque path
    • F16H3/728—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously with at least two dynamo electric machines for creating an electric power path inside the gearing, e.g. using generator and motor for a variable power torque path with means to change ratio in the mechanical gearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/04—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms a single final output mechanism being moved by a single final actuating mechanism
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H9/00—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members
    • F16H9/02—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion
    • F16H9/04—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes
    • F16H9/08—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes engaging a conical drum
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T74/19—Gearing
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    • Y10T74/19—Gearing
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    • Y10T74/19172—Reversal of direction of power flow changes power transmission to alternate path
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    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/19—Gearing
    • Y10T74/19219—Interchangeably locked

Definitions

  • the invention relates to a driving device according to the preamble of claim 1.
  • This object is achieved according to the invention for a drive-in device mentioned above with the characterizing features of claim 1.
  • the speed applied to the drive device and the torque can be optimized as required. For example, a tensioning of a mechanical energy store of the drive device according to the necessary clamping force with a first translation at low speed of
  • Energy transfer element for example by means of counter-rotating motor, can be carried out in accordance with different, second translation, the
  • a fastener according to the invention is understood to mean any retractable nail, bolt or even a screw.
  • the fastening device is electrically driven and hand-guided.
  • the drive may preferably have an electrical energy storage in the manner of a rechargeable battery to be operated wirelessly.
  • the energy transfer element and the drive device can be designed in any way known from electrical driving tools.
  • it can be a spring-loaded piston as a power transmission element, which can be tensioned by a drive device comprising a rotatable spindle.
  • the spring can as
  • a tensioning of the spring by turning the spindle by means of an electric motor to a tensioned state. After a release, the piston is accelerated by the spring, so that a stamp hits the fastener and this rubs into a workpiece. A back dividing the piston into an initial position can be done subsequently by further rotation of the spindle, wherein depending on the design of the mechanism, the direction of rotation may be reversed.
  • the transmission has at least two different, discrete switching stages.
  • the transmission has at least two output-side gears with different diameters, wherein the gears permanently mesh with at least one drive-side gear, and wherein the output shaft is selectably verkoppelbar with one of the output side gears. This allows a gear changeable in translation with only one in the
  • the transmission is stepless
  • a first preferred detailed design of a continuously variable transmission comprises at least two cones, which are connected to a transmission member. Depending on the position of the
  • Transfer member on the cones is set another translation.
  • transmission links may serve belts, chains or other tension members. Examples of this are bevel gear or V-belt variable.
  • a non-positively running between the cones ring as
  • At least a second electric motor is connected to the transmission, wherein a speed of the output shaft of the
  • the transmission can be designed, for example, as a planetary gear. Such designs make it possible in a simple way that the speed of the output shaft as an arithmetic combination, for
  • Example addition or subtraction which results in engine speeds.
  • the direction of rotation of a respective motor can be reversible.
  • the first transmission ratio is present in a first direction of rotation of the motor
  • the second transmission ratio is present in a direction of rotation of the motor opposite thereto.
  • Carrier take place, the torque-locked against a driven shaft, is supported. Preferably, but not necessarily, this is the shaft of the engine.
  • a control is reliable and effective at the same time cost-effective implementation.
  • a control of the transmission but also done in any other way. By way of example, but not to be concluded, this is called a control via an electromechanical actuator, a centrifugal clutch, a slip clutch, a freewheel or a manually operable actuator.
  • the transmission ratio of the transmission over a course of a voltage of the drive device is variable.
  • an operating frequency can be optimized depending on a residual charge, performance due to temperature, age or the selected size of a rechargeable battery.
  • all controls of the transmission can be done by an electronic control of the input device, the criteria for the choice of
  • Fig. 1 shows a side elevational view of a driving device with a transmission according to the prior art.
  • Fig. 2 shows a detailed spatial view of the driving device of FIG. 1 with
  • Fig. 3 shows a first embodiment of a transmission according to the invention
  • FIG. 4 shows an enlarged detail of the transmission from FIG. 3.
  • Fig. 5 shows a second embodiment of a transmission according to the invention
  • Fig. 6 shows an automatic switching device of a device according to the invention
  • Fig. 1 shows a driving-in device 10 for driving a fastener, such as a nail or bolt, into a ground in a side view.
  • the driving-in device 10 has an energy transfer element, not shown, for
  • the driving-in device 10 furthermore has a handle 30, a magazine 40 and a bridge 50 connecting the handle 30 to the magazine 40.
  • the magazine is not removable. Attached to the bridge 50 are a scaffold hook 60 for suspending the driving-in device 10 on a scaffold or the like, and an electrical energy store designed as a battery 590.
  • a trigger 34 and designed as a hand switch 35 Grifflagler are arranged.
  • the driving-in device 10 has a guide channel 700 for guiding the fastening element and a pressing device 750 for
  • Fig. 2 shows the driving-in device 10 in a further partial view.
  • the housing 20 has the handle 30 and the motor housing 24.
  • the motor 480 is received with the motor bracket 485.
  • the motor pinion 410 sits with the armature recess 457 and the holding device 450.
  • the motor pinion 410 drives gears 420, 430 of a gear 400 designed as a transmission
  • the transmission 400 transmits a torque of the motor 480 to a spindle wheel 440, which rotatably with a spindle as 310th
  • the transmission 400 has a reduction, so that a larger
  • Torque is applied to the spindle 310 as the engine output 390th Das
  • Motor pinion 410 and the gears 420, 430 are preferably made of metal, an alloy, steel, sintered metal and / or in particular fiber-reinforced plastic.
  • the motor 480 is decoupled from the housing 20 and the spindle drive. Since a rotation axis 390 of the motor 480 is oriented parallel to a setting axis 380 of the driving-in device 10, a decoupling of the motor 480 in the direction of the rotation axis 390 is desirable. This is accomplished by the motor pinion 410 and the gear 420 driven directly by the motor pinion 410 against each other in the direction of the setting axis 380 and the
  • Rotary axis 390 are arranged displaceably.
  • the motor 480 is thus only via the motor damping element 460 on the
  • Mounting member 470 is secured against rotation by means of a notch in a corresponding
  • the mounting member by means of a nose is secured against rotation in a corresponding mating contour of the housing.
  • the motor is slidably mounted only in the direction of its axis of rotation 390, namely via the motor pinion 410 on the gear 420 and via a guide element 488 of the motor holder 485 on a correspondingly shaped, not shown, the motor housing of the motor housing 24th
  • the driving device described above corresponds to the prior art, wherein the built-in gear 400 has a constant, unchangeable translation.
  • FIG. 3 shows a transmission 401 which is connected to the motor 480 via the motor pinion 410.
  • an input-side gear shaft 402 with a first ring gear 402a meshes with the motor gear pinion 410, wherein also a second ring gear 402b of smaller
  • Diameter is formed on the gear shaft 402.
  • gear is a manual transmission with two different gear
  • the first ring gear 402a is permanently intermeshed with a first rotatably supported gear 403a
  • the second ring gear 402b is intermeshed with a second rotatably supported gear 403b.
  • the gears 403a, 403b are mounted separately from each other but on the same axis.
  • the second gear 403b is larger than the first gear 403a, so that a total of the second gear 403a a larger
  • Gear ratio has or runs at a given engine speed slower than the second gear 403b.
  • the gear ratio is a ratio of
  • An output shaft 404 of the transmission 401 can now selectively mesh with the first gear 403a or the second gear 403b.
  • a transmission sleeve 405 along the common axis of the gears 403a, 403b is displaced until axial
  • the energy transfer element (piston, driving ram) can be retrieved after a driving operation in an initial position. Subsequently, the transmission is changed to the second switching stage, so that a spring member is stretched over a low speed at high torque via the spindle 310.
  • a continuously variable transmission 406 in which an arbitrary ratio can be set at a certain interval. Such a transmission can be used in analogy to the transmission 401 described above with the tacker of FIG. 1 instead of the conventional fixed ratio transmission shown there.
  • the transmission 406 has a first cone 406 a, which is presently arranged rotationally fixed on a motor shaft of the motor 480.
  • the motor shaft also forms the input-side gear shaft 402.
  • a second cone 406 b is rotatably mounted on an output shaft 404 of the transmission 406, wherein the input-side gear shaft 402 and the output shaft 404 are parallel to each other.
  • a closed traction means 407 rotates around both cones 406a, 406b, so that the
  • Rotary movement of the first cone 406a is transmitted to the second cone 406b.
  • the traction means may be e.g. to trade a belt.
  • a guide 407a of the traction means 407 is displaceable parallel to the transmission shafts 402, 404 and defines a position of the circulating traction means 407 in the axial direction.
  • the cones 406a, 406b are designed and positioned such that the same circumference for the traction means results at each axial position of the traction means 7. This will be the
  • Gear ratio changed continuously. As shown in FIG. 5, a maximum translation is present at a right stop of the guide 407a, so that a maximum torque is output there via the output shaft 404 at the minimum rotational speed.
  • the control of the transmission takes place by the axial displacement of the guide 407. This can be done by electromechanical means of a centrifugal force, manually or in any other suitable manner.
  • the transmission shown in Fig. 5 may have any modifications.
  • the gear shafts of the cones 406a, 406b can be further translations with motor shaft and / or
  • the traction device can also be guided between pairs of cones, as it spread, for example, in continuously variable transmissions of mopeds is.
  • the exact design of the continuously variable transmission depends mainly on the power to be transmitted and the required service life.
  • Fig. 6 shows an example of a particularly simple and effective control for a transmission with variable ratio.
  • the motor 480 is mounted with its housing 481 rotatable by a limited angle relative to the housing of the driving device, wherein an actuator 482 is arranged on the motor housing.
  • the actuator 482 is presently designed as a simple nose, which meshes with a slide 483.
  • the slider 483 may be connected, for example via a deflection with the shift fork 405b of the transmission of FIG.
  • the rotatable housing of the motor housing causes the actuator 482 is pressed against a first stop 484 a at a start of the engine.
  • a correspondingly directed torque is exerted on the motor housing 481 via the motor pinion 410 so that it rotates by the limited angle until the actuator 482 abuts against a second stop 484b.
  • the slider 483 is offset by a stroke, whereby a circuit or
  • Control of a transmission takes place.
  • the control of Fig. 6 with the transmission of Fig. 1 can be achieved in a simple manner so that in the different directions of rotation of the engine, a different gear ratio is automatically selected.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Eintreibvorrichtung, umfassend ein handgeführtes Gehäuse (20) mit einem darin aufgenommenen Energieübertragungselement zur Übertragung von Energie auf ein Befestigungselement, eine Antriebseinrichtung zur Beförderung des Energieübertragungselements, zumindest einen elektrischen Motor (480), und ein Getriebe (401, 406) mit einer Abtriebswelle (404), wobei die Antriebseinrichtung mittels des elektrischen Motors (480) über die Abtriebswelle (404) des Getriebes (401, 406) antreibar ist, wobei zumindest ein erstes Übersetzungsverhältnis und ein hiervon verschiedenes, zweites Übersetzungsverhältnis zwischen einer Drehzahl des Motors (480) und einer Drehzahl der Abtriebswelle (404) mittels des Getriebes (401, 406) einstellbar sind.

Description

Eintreibvorrichtung mit effektivem Antrieb
Die Erfindung betrifft eine Eintreibvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der Praxis sind Eintreibvorrichtungen bekannt, bei denen ein Eintreibkolben über einen elektrischen Antriebsmotor mittels eines Übersetzungsgetriebes und einer Spindel gespannt und nach einem Eintreibvorgang zurückgefahren wird.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Eintreibvorrichtung anzugeben, die einen besonders effektiven Antrieb aufweist. Diese Aufgabe wird für eine eingangs genannte Eintreibvorrichtung erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Durch die zumindest zwei verschiedenen Übersetzungsverhältnisse kann die an der Antriebseinrichtung anliegende Drehzahl sowie das Drehmoment je nach Anforderung optimiert werden. So kann etwa ein Spannen eines mechanischen Energiespeichers der Antriebsvorrichtung gemäß der notwendigen Spannkraft mit einer ersten Übersetzung bei niedriger Drehzahl der
Abtriebswelle bzw. hohem Drehmoment erfolgen. Ein Rücksteilen des
Energieübertragungselements, zum Beispiel mittels in Gegenrichtung drehendem Motor, kann bei entsprechend verschiedener, zweiter Übersetzung erfolgen, wobei die
Drehgeschwindigkeit der Abtriebswelle hoch ist, aber kein großes Drehmoment benötigt wird.
Hierdurch kann insgesamt die Zeit zwischen zwei aufeinander folgenden Eintreibvorgängen minimiert werden. Alternativ dazu kann auch bei unveränderten Zyklenzeiten ein kleiner dimensionierter Motor vorgesehen werden, um Kosten oder Gewicht zu sparen. Unter einem Befestigungselement im Sinne der Erfindung wird dabei jeder eintreibbare Nagel, Bolzen oder auch eine Schraube verstanden. Die Befestigungsvorrichtung ist elektrisch angetrieben und handgeführt. Der Antrieb kann bevorzugt über einen elektrischen Energiespeicher nach Art eines Akkumulators verfügen, um kabellos betrieben zu werden.
Das Energieübertragungselement und die Antriebsvorrichtung können auf beliebige, von elektrischen Eintreibgeräten bekannte Weise ausgebildet sein. Zum Beispiel kann es sich um einen federbelasteten Kolben als Energieübertragungselement handeln, das von einer eine drehbare Spindel umfassende Antriebsvorrichtung spannbar ist. Die Feder kann als
Metallfeder oder auch als Gasfeder ausgebildet sein. Bei solchen Geräten erfolgt meist ein Spannen der Feder durch Drehen der Spindel mittels eines elektrischen Motors bis zu einem gespannten Zustand. Nach einem Auslösen wird der Kolben durch die Feder beschleunigt, so dass ein Stempel auf das Befestigungselement trifft und dieses in ein Werkstück einreibt. Ein Rücksteilen des Kolbens in eine Ausgangsposition kann nachfolgend durch weitere Drehung der Spindel erfolgen, wobei je nach Auslegung der Mechanik die Drehrichtung umgekehrt sein kann.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Getriebe wenigstens zwei verschiedene, diskrete Schaltstufen aufweist. Solche diskreten
Schaltgetriebe sind einfach und auf kleinem Bauraum herstellbar, wobei wenig
Reibungsverluste auftreten. Bei einer besonders bevorzugten Detailgestaltung hat das Getriebe dabei wenigstens zwei abtriebsseitige Zahnräder mit verschiedenem Durchmesser, wobei die Zahnräder dauerhaft mit zumindest einem antriebsseitigen Zahnrad verkämmen, und wobei die Abtriebswelle wählbar mit einem der abtriebsseitigen Zahnräder verkoppelbar ist. Dies ermöglicht ein in der Übersetzung veränderbares Getriebe mit nur einem im
Vergleich zu einer Festübersetzung zusätzlichen Zahnrad. Die wählbare Verkoppelung der Abtriebswelle mit einem der Zahnräder kann je nach Anforderungen formschlüssig oder kraftschlüssig erfolgen. Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist das Getriebe als stufenloses
Getriebe ausgebildet. Solche Getriebe sind in verschiedener Bauart bekannt, und zeichnen sich dadurch aus, dass zumindest über einen Bereich eine kontinuierliche oder quasikontinuierliche Veränderung der Übersetzung wählbar ist. Eine erste bevorzugte Detailgestaltung eines stufenlosen Getriebes umfasst zumindest zwei Kegel, die mit einem Übertragungsglied verbunden sind. Je nach Stellung des
Übertragungsgliedes an den Kegeln ist dabei eine andere Übersetzung eingestellt. Als Übertragungsglieder können Riemen, Ketten oder andere Zugglieder dienen. Beispiele hierfür sind Kegelscheibengetriebe oder auch Keilriemenverstellgetriebe. Bei einigen Bauformen kann auch ein kraftschlüssig zwischen den Kegeln laufender Ring als
Übertragungsglied ausgebildet sein.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist zumindest ein zweiter elektrischer Motor mit dem Getriebe verbunden, wobei eine Drehzahl der Abtriebswelle von den
Drehzahlen der zumindest zwei Elektromotoren abhängt. Das Getriebe kann dabei zum Beispiel als Planetengetriebe ausgebildet sein. Solche Bauarten ermöglichen es auf einfache Weise, dass die Drehzahl der Abtriebswelle als eine arithmetische Kombination, zum
Beispiel Addition oder Subtraktion, der Motordrehzahlen resultiert. Dabei kann auch die Drehrichtung eines jeweiligen Motors umkehrbar sein. Insgesamt stehen somit Getriebemodi mit besonders hohen Drehzahlen oder besonders hohen Drehmomenten an der
Abtriebswelle zur Verfügung.
Allgemein vorteilhaft ist es vorgesehen, dass das erste Übersetzungsverhältnis bei einer ersten Drehrichtung des Motors vorliegt, und dass das zweite Übersetzungsverhältnis bei einer hierzu entgegen gesetzten Drehrichtung des Motors vorliegt. Dies ermöglicht eine einfache Optimierung des Betriebs der Antriebseinrichtung. Zum Beispiel wird bei der ersten Drehrichtung und dem ersten Übersetzungsverhältnis ein Federelement gespannt, wozu hohe Drehmomente und entsprechend geringe Drehzahlen erforderlich sind. Nach dem Eintreibvorgang wird dann das Energieübertragungselement zurückgefahren, was mit umgekehrter Drehrichtung des Motors erfolgt. Da hierzu keine hohen Kräfte notwendig sind, andererseits aber eine schnelle Rückstellung zur Erhöhung der Betriebsfrequenz gewünscht ist, erfolgt diese Rückstellung bei dem zweiten Übersetzungsverhältnis. In bevorzugter Weiterbildung kann dabei eine Ansteuerung des Getriebes über einen
Mitnehmer erfolgen, der momentschlüssig gegenüber einer angetriebenen Welle, abgestützt ist. Bevorzugt, aber nicht notwendig handelt es sich dabei um die Welle des Motors. Eine solche Ansteuerung ist zuverlässig und effektiv bei zugleich kostengünstiger Realisierung. Allgemein kann eine Ansteuerung des Getriebes aber auch auf beliebige andere Weise erfolgen. Beispielhaft, aber nicht abschließen werden hierfür eine Ansteuerung über einen elektromechanischen Aktuator, eine Fliehkraftkupplung, eine Rutschkupplung, einen Freilauf oder ein manuell betätigbares Stellglied genannt.
Bei einer möglichen Ausführungsform der Erfindung ist das Übersetzungsverhältnis des Getriebes über einen Verlauf einer Spannung der Antriebsvorrichtung veränderbar.
Hierdurch kann eine homogene Leistungsentnahme aus einem Energiespeicher erfolgen und eine Betriebsfrequenz der Eintreibvorrichtung ist weiter optimierbar. Dabei wird dem
Umstand Rechnung getragen, dass im Allgemeinen während des Spannens eines
Federglieds in der Antriebseinrichtung das erforderliche Drehmoment ansteigt.
Alternativ oder ergänzend kann das Übersetzungsverhältnis des Getriebes auch in
Abhängigkeit von einem Zustand eines elektrischen Energiespeichers veränderbar sein. Hierdurch kann eine Betriebsfrequenz je nach einer Restladung, Leistungsvermögen aufgrund Temperatur, eines Alters oder der gewählten Größe eines Akkumulators optimiert werden.
Grundsätzlich können sämtliche Ansteuerungen des Getriebes durch eine elektronische Steuerung der Eintriebvorrichtung erfolgen, wobei die Kriterien für die Wahl des
Übersetzungsverhältnisses den jeweiligen Anforderungen entsprechend vorliegen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen sowie aus den abhängigen Ansprüchen. Nachfolgend werden mehrere bevorzugte
Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben und anhand der anliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine seitliche Draufsicht auf eine Eintreibvorrichtung mit einem Getriebe nach dem Stand der Technik.
Fig. 2 zeigt eine räumliche Detailansicht der Eintreibvorrichtung aus Fig. 1 mit
geöffnetem Gehäuse.
Fig. 3 zeigt eine erste Ausführungsform eines Getriebes zur erfindungsgemäßen
Verwendung in dem Eintreibgerät aus Fig. 1
Fig. 4 zeigt eine Detailvergrößerung des Getriebes aus Fig. 3. Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Getriebes zur erfindungsgemäßen
Verwendung in dem Eintreibgerät aus Fig. 1.
Fig. 6 zeigt eine automatische Schaltvorrichtung einer erfindungsgemäßen
Eintreibvorrichtung.
Fig. 1 zeigt eine Eintreibvorrichtung 10 zum Eintreiben eines Befestigungselementes, beispielsweise eines Nagels oder Bolzens, in einen Untergrund in einer Seitenansicht. Die Eintreibvorrichtung 10 weist ein nicht dargestelltes Energieübertragungselement zur
Übertragung von Energie auf das Befestigungselement sowie ein Gehäuse 20 auf, in welchem das Energieübertragungselement und eine ebenfalls nicht dargestellte
Antriebseinrichtung zur Beförderung des Energieübertragungselementes aufgenommen sind.
Die Eintreibvorrichtung 10 weist ferner einen Griff 30, ein Magazin 40 und eine den Griff 30 mit dem Magazin 40 verbindende Brücke 50 auf. Das Magazin ist nicht abnehmbar. An der Brücke 50 sind ein Gerüsthaken 60 zur Aufhängung der Eintreibvorrichtung 10 an einem Gerüst oder dergleichen und ein als Akku 590 ausgebildeter elektrischer Energiespeicher befestigt. An dem Griff 30 sind ein Abzug 34 sowie ein als Handschalter 35 ausgebildeter Grifffühler angeordnet. Weiterhin weist die Eintreibvorrichtung 10 einen Führungskanal 700 für eine Führung des Befestigungselementes und eine Anpresseinrichtung 750 zur
Erkennung eines Abstandes der Eintreibvorrichtung 10 von einem nicht dargestellten
Untergrund auf. Ein Ausrichten der Eintreibvorrichtung senkrecht zu einem Untergrund wird durch eine Ausrichthilfe 45 unterstützt.
Fig. 2 zeigt die Eintreibvorrichtung 10 in einer weiteren Teilansicht. Das Gehäuse 20 weist den Griff 30 und das Motorgehäuse 24 auf. In dem nur teilweise dargestellten Motorgehäuse 24 ist der Motor 480 mit der Motorhalterung 485 aufgenommen. Auf dem nicht dargestellten Motorabtrieb des Motors 480 sitzt das Motorritzel 410 mit der Ankerausnehmung 457 und die Halteeinrichtung 450. Das Motorritzel 410 treibt Zahnräder 420, 430 einer als Getriebe 400 ausgebildeten
Drehmomentübertragungseinrichtung an. Das Getriebe 400 überträgt ein Drehmoment des Motors 480 auf ein Spindelrad 440, welches drehfest mit einem als Spindel 310
ausgebildeten Drehantrieb eines nicht weiter dargestellten Bewegungsumwandlers verbunden ist. Das Getriebe 400 weist eine Untersetzung auf, so dass ein grösseres
Drehmoment auf die Spindel 310 ausgeübt wird als auf den Motorabtrieb 390. Das Motorritzel 410 und die Zahnräder 420, 430 bestehen vorzugsweise aus Metall, einer Legierung, Stahl, Sintermetall und/oder insbesondere faserverstärktem Kunststoff.
Um den Motor 480 vor grossen Beschleunigungen zu schützen, welche während eines Eintreibvorganges in der Eintreibvorrichtung 10, insbesondere in dem Gehäuse 20 auftreten, ist der Motor 480 von dem Gehäuse 20 und dem Spindeltrieb entkoppelt. Da eine Drehachse 390 des Motors 480 parallel zu einer Setzachse 380 der Eintreibvorrichtung 10 orientiert ist, ist eine Entkopplung des Motors 480 in Richtung der Drehachse 390 wünschenswert. Dies wird dadurch bewerkstelligt, dass das Motorritzel 410 und das direkt von dem Motorritzel 410 angetriebene Zahnrad 420 gegeneinander in Richtung der Setzachse 380 und der
Drehachse 390 verschiebbar angeordnet sind.
Der Motor 480 ist somit lediglich über das Motordämpfungselement 460 an dem
gehäusefesten Montageelement 470 und damit an dem Gehäuse 20 befestigt. Das
Montageelement 470 ist mittels einer Kerbe verdrehgesichert in einer entsprechenden
Gegenkontur des Gehäuses 20 gehalten. Bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Montageelement mittels einer Nase verdrehgesichert in einer entsprechenden Gegenkontur des Gehäuses gehalten. Darüber hinaus ist der Motor nur in Richtung seiner Drehachse 390 verschiebbar gelagert, nämlich über das Motorritzel 410 an dem Zahnrad 420 und über ein Führungselement 488 des Motorhalters 485 an einer entsprechend geformten, nicht dargestellten Motorführung des Motorgehäuses 24.
Weitere dargestellte Elemente sind Zugentlastungselemente 494, 496 und ein
Führungselement 488 des Motorhalters 485.
Die vorstehend beschriebene Eintreibvorrichtung entspricht dem Stand der Technik, wobei das verbaute Getriebe 400 eine konstante, nicht veränderbare Übersetzung aufweist.
Nachfolgend werden Getriebe und deren Details beschrieben, die an Stelle des
herkömmlichen Getriebes 400 in der Eintreibvorrichtung 10 verbaut werden, wodurch jeweils eine erfindungsgemäße Eintreibvorrichtung erhalten wird.
Fig. 3 zeigt ein Getriebe 401 , das mit dem Motor 480 über das Motorritzel 410 verbunden ist. Dabei verkämmt eine eingangsseitige Getriebewelle 402 mit einem ersten Zahnkranz 402a mit dem Motorritzel 410, wobei zudem ein zweiter Zahnkranz 402b von kleinerem
Durchmesser an der Getriebewelle 402 ausgebildet ist. Bei dem in Fig. 3 und Fig. 4 gezeigten Getriebe handelt es sich um ein Schaltgetriebe mit zwei verschiedenen
Übersetzungen.
Der erste Zahnkranz 402a verkämmt dauerhaft mit einem ersten, drehbar gelagerten Zahnrad 403a, und der zweite Zahnkranz 402b verkämmt mit einem zweiten, drehbar gelagerten Zahnrad 403b. Dabei sind die Zahnräder 403a, 403b separat voneinander, aber auf derselben Achse gelagert. Das zweite Zahnrad 403b ist dabei größer als das erste Zahnrad 403a, so dass insgesamt das zweite Zahnrad 403a ein größeres
Übersetzungsverhältnis aufweist bzw. bei gegebener Motordrehzahl langsamer läuft als das zweite Zahnrad 403b. Das Übersetzungsverhältnis ist dabei als Verhältnis einer
Antriebsdrehzahl zu einer Abtriebsdrehzahl definiert.
Eine Abtriebswelle 404 des Getriebes 401 kann nun wählbar mit dem ersten Zahnrad 403a oder mit dem zweiten Zahnrad 403b verkämmen. Hierzu wird eine Getriebemuffe 405 entlang der gemeinsamen Achse der Zahnräder 403a, 403b verschoben, bis axiale
Vorsprünge 405a der Muffe 405 mit jeweiligen Ausnehmungen 403c in den Seitenwänden der Zahnräder 403a, 403b formschlüssig verkämmen. Zudem verkämmt die Getriebemuffe 405 in Drehrichtung mit der Abtriebswelle 404, auf der sie zugleich verschiebbar gelagert ist. Das Verschieben der Getriebemuffe 405 erfolgt über eine Schaltgabel 405b, die mit einer beliebig ausgebildeten Schaltansteuerung verbunden ist.
Je nach Schaltstellung der Getriebemuffe 405 wird somit entweder die Drehzahl des ersten Zahnrads 403a oder die Drehzahl des zweiten Zahnrads 403b auf die Abtriebswelle 404 übertragen. Die Abtriebswelle 404 kann je nach Detailgestaltung mit weiteren
Getriebeelementen verbunden sein oder auch unmittelbar mit der Spindel 310 der
Antriebseinrichtung.
Auf diese Weise kann in der ersten Schaltstufe mit schneller Drehung der Abtriebswelle 404 das Energieübertragungselement (Kolben, Eintreibstößel) nach einem Eintreibvorgang in eine Ausgangsposition zurückgeholt werden. Nachfolgend wird das Getriebe in die zweite Schaltstufe gewechselt, so dass ein Federglied über eine niedrige Drehzahl bei hohem Drehmoment über die Spindel 310 gespannt wird. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 liegt ein stufenloses Getriebe 406 vor, bei dem in einem gewissen Intervall eine beliebige Übersetzung eingestellt werden kann. Ein solches Getriebe kann analog dem vorstehend beschriebenen Getriebe 401 mit dem Eintreibgerät aus Fig. 1 an Stelle des dort gezeigten, herkömmlichen Getriebes mit fester Übersetzung verwendet werden.
Das Getriebe 406 weist einen ersten Kegel 406a auf, der vorliegend drehfest auf einer Motorwelle des Motors 480 angeordnet ist. Die Motorwelle bildet vorliegend zugleich die eingangsseitige Getriebewelle 402 aus.
Ein zweiter Kegel 406b ist drehfest auf einer Abtriebswelle 404 des Getriebes 406 angeordnet, wobei die eingangsseitige Getriebewelle 402 und die Abtriebswelle 404 parallel zueinander verlaufen. Ein geschlossenes Zugmittel 407 umläuft beide Kegeln 406a, 406b, so dass die
Drehbewegung des ersten Kegels 406a auf den zweiten Kegel 406b übertragen wird. Bei dem Zugmittel kann es sich z.B. um einen Treibriemen handeln.
Eine Führung 407a des Zugmittels 407 ist parallel zu den Getriebewellen 402, 404 verschiebbar und legt eine Position des umlaufenden Zugmittels 407 in axialer Richtung fest. Die Kegel 406a, 406b sind so ausgebildet und positioniert, dass an jeder axialen Position des Zugmittels 7 derselbe Umfang für das Zugmittel resultiert. Hierdurch wird das
Übersetzungsverhältnis stufenlos geändert. Gemäß der Abbildung Fig. 5 liegt an einem rechten Anschlag der Führung 407a eine maximale Übersetzung vor, so dass dort ein maximales Drehmoment bei minimaler Drehzahl über die Abtriebswelle 404 abgegeben wird.
Die Ansteuerung des Getriebes erfolgt durch das axiale Verschieben der Führung 407. Dies kann auf elektromechanischem Weg, mittels einer Fliehkraftanordnung, manuell oder auf andere geeignete Weise erfolgen.
Das in Fig. 5 gezeigte Getriebe kann beliebige Abwandlungen aufweisen. Die Getriebewellen der Kegel 406a, 406b können über weitere Übersetzungen mit Motorwelle und/oder
Antriebseinrichtung verbunden sein. Das Zugmittel kann auch zwischen Kegelpaaren geführt sein, wie es zum Beispiel bei stufenlosen Automatikgetrieben von Kleinkrafträdern verbreitet ist. Die genaue Auslegung des stufenlosen Getriebes hängt überwiegend von der zu übertragenden Leistung und der geforderten Lebensdauer ab.
Fig. 6 zeigt ein Beispiel einer besonders einfachen und effektiven Ansteuerung für ein Getriebe mit veränderlicher Übersetzung. Dabei ist der Motor480 mit seinem Gehäuse 481 um einen begrenzten Winkel drehbar gegenüber dem Gehäuse der Eintreibvorrichtung gelagert, wobei ein Stellglied 482 an dem Motorgehäuse angeordnet ist. Das Stellglied 482 ist vorliegend als einfache Nase ausgebildet, die mit einem Schieber 483 verkämmt. Der Schieber 483 kann zum Beispiel über eine Umlenkung mit der Schaltgabel 405b des Getriebes aus Fig. 3 verbunden sein.
Die drehbare Aufnahme des Motorgehäuses führt dazu, dass das Stellglied 482 bei einem Anlaufen des Motors gegen einen ersten Anschlag 484a gedrückt wird. Bei Anlaufen des Motors in umgekehrter Drehrichtung wird über das Motorritzel 410 ein entsprechend gerichtetes Moment auf das Motorgehäuse 481 ausgeübt, so dass dieses um den begrenzten Winkel dreht, bis das Stellglied 482 an einem zweiten Anschlag 484b anschlägt. Dabei wird der Schieber 483 um einen Hub versetzt, wodurch eine Schaltung bzw.
Ansteuerung eines Getriebes erfolgt. Bei der beispielhaften Kombination der Ansteuerung aus Fig. 6 mit dem Getriebe aus Fig. 1 kann so auf einfache Weise erreicht werden, dass in den verschiedenen Drehrichtungen des Motors automatisch eine andere Getriebeübersetzung gewählt wird.

Claims

PATENTANSPRUECHE
Eintreibvorrichtung, umfassend
ein handgeführtes Gehäuse (20) mit einem darin aufgenommenen
Energieübertragungselement zur Übertragung von Energie auf ein
Befestigungselement,
eine Antriebseinrichtung zur Beförderung des Energieübertragungselements, zumindest einen elektrischen Motor (480), und
ein Getriebe (401 , 406) mit einer Abtriebswelle (404),
wobei die Antriebseinrichtung mittels des elektrischen Motors (480) über die
Abtriebswelle (404) des Getriebes (401 , 406) antreibbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest ein erstes Übersetzungsverhältnis und ein hiervon verschiedenes, zweites Übersetzungsverhältnis zwischen einer Drehzahl des Motors (480) und einer Drehzahl der Abtriebswelle (404) mittels des Getriebes (401 , 406) einstellbar sind.
Eintreibvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (401 ) wenigstens zwei verschiedene, diskrete Schaltstufen aufweist.
Eintreibvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (401 ) wenigstens zwei abtriebsseitige Zahnräder (403a, 403b) mit verschiedenem Durchmesser aufweist, wobei die Zahnräder (403a, 403b) dauerhaft mit zumindest einem antriebsseitigen Zahnrad (402a, 402b) verkämmen, und wobei die
Abtriebswelle (404) wählbar mit einem der abtriebsseitigen Zahnräder (403a, 403b) verkoppelbar ist.
Eintreibvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (406) als stufenloses Getriebe ausgebildet ist.
Eintreibvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe
(406) zumindest zwei Kegel (406a, 406b) umfasst, die mit einem Übertragungsglied
(407) verbunden sind.
6. Eintreibvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass zumindest ein zweiter elektrischer Motor mit dem Getriebe verbunden ist, wobei eine Drehzahl der Abtriebswelle von den Drehzahlen der zumindest zwei Elektromotoren abhängt.
Eintreibvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe als Planetengetriebe ausgebildet ist.
Eintreibvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das erste Übersetzungsverhältnis bei einer ersten
Drehrichtung des Motors (480) vorliegt, und dass das zweite Übersetzungsverhältnis bei einer hierzu entgegen gesetzten Drehrichtung des Motors (480) vorliegt.
Eintreibvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine
Ansteuerung des Getriebes (401 ) über einen Mitnehmer (484a) erfolgt, der momentschlüssig gegenüber einer angetriebenen Welle (402), insbesondere einer Welle des Motors, abgestützt ist.
Eintreibvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass eine Ansteuerung des Getriebes (401 , 406) über einen elektromechanischen Aktuator, eine Fliehkraftkupplung, eine Rutschkupplung, einen Freilauf oder ein manuell betätigbares Stellglied erfolgt.
Eintreibvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Übersetzungsverhältnis des Getriebes (401 , 406) über einen Verlauf einer Spannung der Antriebsvorrichtung veränderbar ist.
Eintreibvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Übersetzungsverhältnis des Getriebes (401 , 406) in Abhängigkeit von einem Zustand eines elektrischen Energiespeichers (590) veränderbar ist.
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