EP3664968B1 - Eintreibvorrichtung und verfahren zur verwendung einer eintreibvorrichtung - Google Patents

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EP3664968B1
EP3664968B1 EP18743052.5A EP18743052A EP3664968B1 EP 3664968 B1 EP3664968 B1 EP 3664968B1 EP 18743052 A EP18743052 A EP 18743052A EP 3664968 B1 EP3664968 B1 EP 3664968B1
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EP
European Patent Office
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control device
driving
user
signal
electronic control
Prior art date
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EP18743052.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP3664968A1 (de
Inventor
Iwan Wolf
Joaquin Herrero Fernandez
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Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
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Publication date
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First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=59558314&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP3664968(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Hilti AG filed Critical Hilti AG
Publication of EP3664968A1 publication Critical patent/EP3664968A1/de
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    • 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
    • B25C1/008—Safety devices
    • 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

Definitions

  • the application relates to a device for driving a fastener into a substrate and a method for using such a device.
  • Such devices usually have a piston for transmitting energy to the fastener.
  • the energy required for this must be made available in a very short time, which is why, for example, in the case of so-called spring nailers, a spring is first tensioned, after which the spring abruptly transfers the tensioning energy to the piston during the driving-in process and accelerates it towards the fastening element.
  • the spring is tensioned with the aid of a tensioning device, which in turn is fed by a rechargeable battery.
  • the device If the device is not used for a predetermined period of time, it automatically goes into a standby mode in which the spring is relaxed. After that, the device must first be switched on again and switched to an operating mode if a fastening element is to be driven into a substrate. This costs time, especially if a user first tries by driving attempts whether the device is in the operating mode or in the standby mode.
  • US2015/136829A1 also discloses, for example, a device for driving a fastening element into a substrate, having a trigger switch actuated by a user of the device, which generates a trigger signal when the trigger switch is actuated, a motion sensor which generates a wake-up signal when the user moves the device in a predetermined manner generated.
  • a device for driving a fastener into a substrate having a trigger switch actuated by a user of the device, which generates a trigger signal when the trigger switch is actuated, a motion sensor which, when the device moves in a predetermined manner a wake-up signal is generated by the user, and an electronic control device which, in an operating mode, is suitable for putting the device into a ready-to-drive state, in which a trigger signal from the trigger switch triggers a process of driving a fastener into a substrate, and which is suitable in a standby mode to receive a wake-up signal from the motion sensor and to transition from the standby mode to the operating mode upon receipt of a wake-up signal.
  • the electronic control device is preferably not suitable for triggering a process of driving a fastening element into a substrate.
  • the trigger signal and/or the wake-up signal are mechanical, optical, electrical or similar signals which are suitable for being received by the electronic control device.
  • the predetermined movement of the device by the user is preferably a movement which the user performs with the device before each actuation of the trigger switch. This eliminates the need to try and determine whether the device is in the operating mode or in the standby mode.
  • the predetermined movement of the device by the user particularly preferably includes pressing the device against the ground.
  • the movement sensor also preferably comprises a contact pressure sensor.
  • the device preferably has a mechanical energy store for storing mechanical energy and an energy transfer device for transferring energy from an electrical energy source to the mechanical energy store.
  • the electronic control device is particularly preferably supplied with electrical energy from the electrical energy source.
  • the energy transmission device preferably comprises an electric motor. Also preferably, the device comprises between a starting position and a Energy transmission element that can be moved in the setting position for the transmission of energy from the mechanical energy store to the fastening element.
  • the mechanical energy store particularly preferably comprises a spring, in particular a helical spring.
  • the object is also achieved with a method for using a device for driving a fastener into a substrate, as set out in claim 11, having a release switch, a movement sensor and an electronic control device, the electronic control device being switched to a standby mode in the method, a predetermined movement of the device is performed by a user, a wake-up signal is generated by the movement sensor based on the predetermined movement of the device and is received by the electronic control device, the electronic control device is put into an operating mode based on the receipt of the wake-up signal, in which the electronic control device the device is placed in a ready-to-drive state, the trigger switch is actuated by the user, a trigger signal is generated by the trigger switch in response to actuation thereof, and a Driving process of a fastener is triggered in the ground due to the trigger signal of the trigger switch.
  • the predetermined movement of the device by the user is preferably a movement which the user performs with the device before each actuation of the trigger switch.
  • the predetermined movement of the device by the user particularly preferably includes pressing the device against the ground.
  • the electronic control device is preferably supplied with electrical energy from an electrical energy source of the device.
  • the driving-in device 10 for driving a fastener, such as a nail or bolt, into a substrate in a side view.
  • the driving-in device 10 has an energy transmission element, not shown, for transmitting energy to the fastening element, and a housing 20, in which the energy transmission element and a drive device, also not shown, for transporting the energy transmission element are accommodated.
  • the driving device 10 also has a handle 30 , a magazine 40 and a bridge 50 connecting the handle 30 to the magazine 40 .
  • the magazine is not removable.
  • a scaffolding hook 60 for suspending the driving-in device 10 on a scaffolding or the like and an electrical energy store designed as a rechargeable battery 590 are fastened to the bridge 50 .
  • a trigger switch 34 designed as a trigger for a user's index finger and a support surface 35 for the other fingers of the same hand of the user are arranged on the handle 30 .
  • the driving-in device 10 has a guide channel 700 for guiding the fastening element and a pressing device 750 for detecting a distance of the driving-in device 10 from a substrate (not shown). Alignment of the driving-in device perpendicular to a substrate is supported by an alignment aid 45 .
  • the driving device 10 comprises a housing 20, in which a piston 100, a clutch device 150 held closed by a holding element designed as a pawl 800, a spring 200 with a front spring element 210 and a rear spring element 220 Roller train 260 with a force deflector designed as a belt 270, a front roller holder 281 and a rear roller holder 282, a spindle drive 300 with a spindle 310 and a spindle nut 320, a gear 400, a motor 480 and a control device supplied with electrical energy by the battery 590 500 are recorded.
  • the force deflector is designed as a cable.
  • the driving-in device 10 also has a guide channel 700 for the fastening element and a pressing device 750 .
  • the pressing device 750 essentially consists of a rigid linkage, which extends backwards, i.e. in 2 to the right, moves when the driving device 10 to a substrate is pressed.
  • the housing 20 has a handle 30 on which a support surface 35 is arranged.
  • the control device 500 communicates with the manual switch 35 and with a number of sensors 990, 992, 994, 996, 998 in order to detect the operating state of the driving device 10.
  • the 990, 992, 994, 996, 998 each have a Hall probe, which detects the movement of a magnet armature, not shown, which is arranged, in particular fastened, on the element to be detected.
  • a forward movement of the pressing device 750 is detected with the guide channel sensor 990 , which indicates that the guide channel 700 has been removed from the driving device 10 .
  • a rearward movement of the pressing device 750 is detected by the pressing sensor 992, which indicates that the driving-in device 10 is pressed against a substrate.
  • Movement of the front roller holder 281 is detected with the roller holder sensor, which indicates whether the spring 200 is tensioned.
  • Movement of the pawl 800 is sensed with the pawl sensor 996, thereby indicating whether the coupling device 150 is held in its closed state.
  • the spindle sensor 998 detects whether the spindle nut 320 or a retraction rod fastened to the spindle nut 320 is in its rearmost position.
  • the contact pressure sensor 992 serves as a movement sensor, which generates a contact pressure signal and transmits it to the control device 500 when the driving-in device 10 is pressed against a substrate and the pressing device 750 is moved backwards relative to the rest of the driving-in device 10 .
  • the control device 500 then puts the device 10 in a state ready for driving by initiating a clamping process in which the motor 480 is first charged with electric power from the battery 590, so that the motor 480 drives the spindle 310 via the gear 400, whereby the spindle nut 320, by means of the hooks 325, first pushes the piston 100 from a set position right at the front to the rear, i.e.
  • a driving-in process is triggered by the control device 500 if it is in an operating mode and if the trigger switch 34 is actuated by a user and a trigger signal is generated and transmitted to the control device 500 .
  • the control device 500 in turn sends a corresponding signal to the pawl 800 , which then opens the clutch device 150 in order to release the piston 100 .
  • the pawl is actuated mechanically by the release switch in order to open the coupling device.
  • the force of the then relaxing spring elements 210, 220 is thereby deflected by the band 270 and transmitted to the piston 100, so that the piston 100 is accelerated forward.
  • the driving-in process is only triggered when the control device receives a contact pressure signal from contact pressure sensor 992 . This ensures that the driving-in device 10 can only be triggered when it is pressed against a substrate.
  • the control device 500 switches from the operating mode to a standby mode if no sensor signals are transmitted to the control device 500 for a predetermined period of time, for example six minutes, ie if the driving device 10 is not used during the predetermined period of time.
  • a predetermined period of time for example six minutes, ie if the driving device 10 is not used during the predetermined period of time.
  • the energy consumption of the control device 500 is reduced and it is not suitable for triggering a driving operation.
  • the spring elements 210, 220 are tensioned, they are relaxed in a controlled manner during the transition to the standby mode in a relaxation process.
  • the predetermined period of time can preferably be set by a user of the driving device 10, for example by means of an input device of the driving device 10 or by means of an external input device connected to the driving device 10 via Bluetooth or the like, such as a smartphone app.
  • the contact pressure signal from the contact pressure sensor 992 serves at the same time as a wake-up signal, which can also be received by the control device 500 in the standby mode.
  • the control device 500 goes back into the operating mode in which it immediately initiates a tensioning process because of the contact pressure signal present, in order to put the device 10 in a state ready for driving, as described above.
  • the driving-in device 10 is therefore ready to be driven in within the duration of the clamping process, without it having to be switched on by the user, for example by means of a switch.
  • the clamping process preferably lasts less than a second.
  • a bolt guide sensor preferably supplies the information as to whether a bolt guide is attached to the tool nose or has been removed.
  • a trigger sensor preferably provides the information as to whether the trigger is pulled.
  • a piston sensor preferably supplies the information as to whether the energy transmission element is in its initial position or in the set position.
  • a band sensor preferably supplies the information as to whether the force-transmitting element is in a tensioned or in a relaxed position.
  • Hall sensors, inductive sensors or switches, capacitive sensors or switches or mechanical switches are used as sensors.
  • the driving-in device preferably has a flexible circuit board on which some or all of the sensors are attached and via which the sensors are connected to the control device. This facilitates the assembly of the sensors when manufacturing the driving-in device.
  • the control device preferably includes a processor, particularly preferably a microprocessor, for processing the sensor signals and/or other data, in particular information about current strengths, voltages and the temperature of the electronics.
  • a sensor circuit board preferably processes the sensor signals, in particular from the spindle sensor, the roll holder sensor, the pawl sensor, the bolt guide sensor or the contact pressure sensor.
  • the driving-in device includes electrical signal lines, each of which connects a sensor to the control device.
  • a motor control device preferably processes the signal for the motor commutation.
  • the battery controller arranged in the battery preferably processes information about the temperature, the type, the state of charge and any faults that may occur in the battery.
  • the control device also preferably processes the temperature of the motor, the electronics, the ambient air and/or the battery, the signal for the battery temperature also being able to be used to indicate a battery fault by battery electronics arranged in the battery.
  • the control device also preferably processes the current drawn from the battery, the current of individual commutated phases, the voltage present at the battery contacts, the voltage present at the intermediate circuit of a power bridge, the voltage present at individual components, in particular sensors, and/or the speed of the motor , The speed of the motor being detected, for example, based on the switched commutation steps, based on a mutual induction or by means of position sensors and/or switches in the motor.
  • the control device preferably communicates with a battery controller in the battery.
  • All of the information mentioned is also displayed to the user of the driving device, for example with a screen or one or more light-emitting diodes.
  • the user is shown whether the driving device is in the operating mode or in the standby mode.
  • the power to the motor is preferably regulated as a function of the voltage present at the battery contacts and/or at the intermediate circuit. Full power is given to the motor until the voltage has dropped to a defined value, for example 12 V. If this value is reached, the controller reduces the power and regulates to this voltage value. To ensure that the currents to the motor do not become too high with a powerful battery, a current limiting control is also used, which ensures that a predetermined current strength is not exceeded. With these control systems, the device process can be ensured and optimized with regard to too low voltage, despite differences in the performance of the batteries. These parameters can be adjusted by the controller for different battery types and states.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Portable Nailing Machines And Staplers (AREA)

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Anmeldung betrifft eine Vorrichtung zum Eintreiben eines Befestigungselementes in einen Untergrund sowie ein Verfahren zur Verwendung einer solchen Vorrichtung.
    • Stand der Technik
  • Derartige Vorrichtungen weisen üblicherweise einen Kolben zur Übertragung von Energie auf das Befestigungselement auf. Die dazu erforderliche Energie muss dabei in sehr kurzer Zeit zur Verfügung gestellt werden, weshalb beispielsweise bei sogenannten Federnaglern zunächst eine Feder gespannt wird, wonach die Feder während des Eintreibvorgangs die Spannenergie schlagartig an den Kolben abgibt und diesen auf das Befestigungselement zu beschleunigt. Die Feder wird dazu mit Hilfe einer Spanneinrichtung, welche ihrerseits von einem Akku gespeist wird, gespannt.
  • Wird die Vorrichtung während einer vorherbestimmten Zeitspanne nicht benutzt, geht sie automatisch in einen Bereitschaftsmodus über, in dem die Feder entspannt ist. Danach muss die Vorrichtung erst wieder eingeschaltet und in einen Betriebsmodus überführt werden, wenn ein Befestigungselement in einen Untergrund eingetrieben werden soll. Dies kostet Zeit, insbesondere wenn ein Benutzer erst durch Eintreibversuche ausprobiert, ob sich die Vorrichtung im Betriebsmodus oder im Bereitschaftsmodus befindet.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Bedienung einer eingangs genannten Vorrichtung zu vereinfachen.
  • Beispiele sind weiter auch aus der US2015/273645A1 und US2009/236387A1 bekannt.
  • US2015/136829A1 offenbart zum Beispiel auch eine Vorrichtung zum Eintreiben eines Befestigungselementes in einen Untergrund, aufweisend- einen von einem Benutzer der Vorrichtung betätigten Auslöseschalter, welcher bei Betätigung des Auslöseschalters ein Auslösesignal erzeugt,-einen Bewegungssensor, welcher bei einer vorherbestimmten Bewegung der Vorrichtung durch den Benutzer ein Wecksignal erzeugt.
    • Darstellung der Erfindung
  • Die Aufgabe ist gelöst bei einer Vorrichtung zum Eintreiben eines Befestigungselementes in einen Untergrund, wie in Anspruch 1 dargestellt, aufweisend einen von einem Benutzer der Vorrichtung betätigten Auslöseschalter, welcher bei Betätigung des Auslöseschalters ein Auslösesignal erzeugt, einen Bewegungssensor, welcher bei einer vorherbestimmten Bewegung der Vorrichtung durch den Benutzer ein Wecksignal erzeugt, und eine elektronische Steuereinrichtung, welche in einem Betriebsmodus geeignet ist, die Vorrichtung in einen eintreibbereiten Zustand zu versetzen, in welchem ein Auslösesignal des Auslöseschalters einen Eintreibvorgang eines Befestigungselementes in einen Untergrund auslöst, und welche in einem Bereitschaftsmodus geeignet ist, ein Wecksignal von dem Bewegungssensor zu empfangen und bei Empfang eines Wecksignals von dem Bereitschaftsmodus in den Betriebsmodus überzugehen. Dadurch entfällt das Einschalten der Vorrichtung, falls diese sich im Bereitschaftsmodus befindet. Bevorzugt ist die elektronische Steuereinrichtung in dem Bereitschaftsmodus nicht geeignet, einen Eintreibvorgang eines Befestigungselementes in einen Untergrund auszulösen.
  • Das Auslösesignal und/oder das Wecksignal sind im Sinne der Erfindung mechanische, optische, elektrische oder dergleichen Signale, welche geeignet sind, von der elektronischen Steuereinrichtung empfangen zu werden.
  • Bevorzugt ist die vorherbestimmte Bewegung der Vorrichtung durch den Benutzer eine Bewegung, die der Benutzer vor jedem Betätigen des Auslöseschalters mit der Vorrichtung durchführt. Dadurch entfällt das Ausprobieren, ob sich die Vorrichtung im Betriebsmodus oder im Bereitschaftsmodus befindet. Besonders bevorzugt umfasst die vorherbestimmte Bewegung der Vorrichtung durch den Benutzer ein Anpressen der Vorrichtung an den Untergrund. Ebenso bevorzugt umfasst der Bewegungssensor einen Anpresssensor.
  • Bevorzugt weist die Vorrichtung einen mechanischen Energiespeicher zur Speicherung von mechanischer Energie und eine Energieübertragungseinrichtung zur Übertragung von Energie aus einer elektrischen Energiequelle auf den mechanischen Energiespeicher auf. Besonders bevorzugt wird die elektronische Steuereinrichtung von der elektrischen Energiequelle mit elektrischer Energie versorgt.
  • Bevorzugt umfasst die Energieübertragungseinrichtung einen elektrischen Motor. Ebenso bevorzugt umfasst die Vorrichtung ein zwischen einer Ausgangsstellung und einer Setzstellung bewegbares Energieübertragungselement zur Übertragung von Energie aus dem mechanischen Energiespeicher auf das Befestigungselement. Besonders bevorzugt umfasst der mechanische Energiespeicher eine Feder, insbesondere eine Schraubenfeder.
  • Die Aufgabe ist ebenfalls gelöst bei einem Verfahren zur Verwendung einer Vorrichtung zum Eintreiben eines Befestigungselementes in einen Untergrund, wie in Anspruch 11 dargestellt, aufweisend einen Auslöseschalter, einen Bewegungssensor und eine elektronische Steuereinrichtung, wobei bei dem Verfahren die elektronische Steuereinrichtung in einen Bereitschaftsmodus versetzt wird, eine vorherbestimmte Bewegung der Vorrichtung durch einen Benutzer durchgeführt wird, ein Wecksignal durch den Bewegungssensor aufgrund der vorherbestimmten Bewegung der Vorrichtung erzeugt und durch die elektronische Steuereinrichtung empfangen wird, die elektronische Steuereinrichtung aufgrund des Empfangs des Wecksignals in einen Betriebsmodus versetzt wird, in welchem die elektronische Steuereinrichtung die Vorrichtung in einen eintreibbereiten Zustand versetzt, der Auslöseschalter durch den Benutzer betätigt wird, ein Auslösesignal durch den Auslöseschalter aufgrund dessen Betätigung erzeugt wird, und ein Eintreibvorgang eines Befestigungselementes in den Untergrund aufgrund des Auslösesignals des Auslöseschalters ausgelöst wird.
  • Bevorzugt ist die vorherbestimmte Bewegung der Vorrichtung durch den Benutzer eine Bewegung, die der Benutzer vor jedem Betätigen des Auslöseschalters mit der Vorrichtung durchführt. Besonders bevorzugt umfasst die vorherbestimmte Bewegung der Vorrichtung durch den Benutzer ein Anpressen der Vorrichtung an den Untergrund. Bevorzugt wird die elektronische Steuereinrichtung von einer elektrischen Energiequelle der Vorrichtung mit elektrischer Energie versorgt.
    • Ausführungsbeispiele
  • Nachfolgend werden Ausführungsformen einer Vorrichtung zum Eintreiben eines Befestigungselementes in einen Untergrund anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine Seitenansicht einer Eintreibvorrichtung, und
    Fig. 2
    ein Aufbauschema einer 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 als Abzug ausgebildeter Auslöseschalter 34 für einen Zeigefinger eines Benutzers sowie eine Auflagefläche 35 für die übrigen Finger derselben Hand des Benutzers 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 eine schematische Ansicht einer Eintreibvorrichtung 10. Die Eintreibvorrichtung 10 umfasst ein Gehäuse 20, in dem ein Kolben 100, eine von einem als Klinke 800 ausgebildeten Halteelement geschlossen gehaltene Kupplungseinrichtung 150, eine Feder 200 mit einem vorderen Federelement 210 und einem hinteren Federelement 220, ein Rollenzug 260 mit einem als Band 270 ausgebildeten Kraftumlenker, einem vorderen Rollenhalter 281 und einem hinteren Rollenhalter 282, ein Spindeltrieb 300 mit einer Spindel 310 und einer Spindelmutter 320, ein Getriebe 400, ein Motor 480 und eine von dem Akku 590 mit elektrischer Energie versorgte Steuereinrichtung 500 aufgenommen sind. Bei einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Kraftumlenker als Seil ausgebildet.
  • Die Eintreibvorrichtung 10 weist weiterhin einen Führungskanal 700 für die Befestigungselement und eine Anpresseinrichtung 750 auf. Die Anpresseinrichtung 750 besteht im Wesentlichen aus einem starren Gestänge, welches sich insgesamt nach hinten, das heisst in Fig. 2 nach rechts, bewegt, wenn die Eintreibvorrichtung 10 an einen Untergrund angepresst wird. Darüber hinaus weist das Gehäuse 20 einen Griff 30 auf, an welchem eine Auflagefläche 35 angeordnet ist.
  • Die Steuereinrichtung 500 kommuniziert mit dem Handschalter 35 sowie mit mehreren Sensoren 990, 992, 994, 996, 998, um den Betriebszustand der Eintreibvorrichtung 10 zu erfassen. Die 990, 992, 994, 996, 998 weisen jeweils eine Hallsonde auf, welche die Bewegung eines nicht dargestellten Magnetankers erfasst, der auf dem jeweils zu erfassenden Element angeordnet, insbesondere befestigt ist.
  • Mit dem Führungskanalsensor 990 wird eine Bewegung der Anpresseinrichtung 750 nach vorne erfasst, wodurch angezeigt wird, dass der Führungskanal 700 von der Eintreibvorrichtung 10 abgenommen wurde. Mit dem Anpresssensor 992 wird eine Bewegung der Anpresseinrichtung 750 nach hinten erfasst, wodurch angezeigt wird, dass die Eintreibvorrichtung 10 an einen Untergrund angepresst ist. Mit dem Rollenhaltersensor wird eine Bewegung des vorderen Rollenhalters 281 erfasst, wodurch angezeigt wird, ob die Feder 200 gespannt ist. Mit dem Klinkensensor 996 wird eine Bewegung der Klinke 800 erfasst, wodurch angezeigt wird, ob die Kupplungseinrichtung 150 in ihrem geschlossenen Zustand gehalten ist. Mit dem Spindelsensor 998 wird schliesslich erfasst, ob die Spindelmutter 320 beziehungsweise eine an der Spindelmutter 320 befestigte Rückholstange in ihrer hintersten Stellung ist.
  • Beispielsweise der Anpresssensor 992 dient als Bewegungssensor, welcher ein Anpresssignal erzeugt und an die Steuereinrichtung 500 übermittelt, wenn die Eintreibvorrichtung 10 an einen Untergrund gepresst und die Anpresseinrichtung 750 gegenüber der übrigen Eintreibvorrichtung 10 nach hinten bewegt wird. Die Steuereinrichtung 500 versetzt dann die Vorrichtung 10 in einen eintreibbereiten Zustand, indem sie einen Spannvorgang veranlasst, bei dem zunächst der Motor 480 mit elektrischem Strom aus dem Akku 590 beaufschlagt wird, so dass der Motor 480 über das Getriebe 400 die Spindel 310 antreibt, wodurch die Spindelmutter 320 zunächst mittels der Haken 325 den Kolben 100 von einer Setzstellung ganz vorne nach hinten, das heisst in Fig. 2 nach rechts, bewegt, bis der Kolben 100 in die Kupplungseinrichtung 150 einkuppelt. Der Kolben 100 befindet sich dann in einer Ausgangsstellung. Anschliessend wird die Drehrichtung des Motors 480 umgedreht, wodurch die Spindelmutter 320 das Band 270 nach vorne, das heisst in Fig. 2 nach links, zieht. Dadurch werden die Rollenhalter 281, 282 aufeinander zu bewegt, so dass die Federelemente 210, 220 gespannt werden.
  • Ein Eintreibvorgang wird von der Steuereinrichtung 500 ausgelöst, sofern diese sich in einem Betriebsmodus befindet und wenn der Auslöseschalter 34 von einem Benutzer betätigt wird und ein Auslösesignal erzeugt und an die Steuereinrichtung 500 übermittelt. Die Steuereinrichtung 500 sendet hierzu ihrerseits ein entsprechendes Signal an die Klinke 800, welche daraufhin die Kupplungseinrichtung 150 öffnet, um den Kolben 100 freizugeben. Bei nicht gezeigten Ausführungsbeispielen wird die Klinke mechanisch von dem Auslöseschalter betätigt, um die Kupplungseinrichtung zu öffnen. Die Kraft der sich dann entspannenden Federelemente 210, 220 wird dabei von dem Band 270 umgelenkt und auf den Kolben 100 übertragen, so dass der Kolben 100 nach vorne beschleunigt wird. Der Eintreibvorgang wird allerdings nur dann ausgelöst, wenn der Steuereinrichtung ein Anpresssignal von dem Anpresssensor 992 vorliegt. Hierdurch wird gewährleistet, dass die Eintreibvorrichtung 10 nur dann ausgelöst werden kann, wenn sie an einen Untergrund angepresst ist.
  • Die Steuereinrichtung 500 geht von dem Betriebsmodus in einen Bereitschaftsmodus über, wenn während einer vorherbestimmten Zeitspanne von beispielsweise sechs Minuten keine Sensorsignale an die Steuereinrichtung 500 übermittelt werden, wenn also die Eintreibvorrichtung 10 während der vorherbestimmten Zeitspanne nicht benutzt wird. In dem Bereitschaftsmodus ist ein Energieverbrauch der Steuereinrichtung 500 reduziert und sie ist nicht geeignet, einen Eintreibvorgang auszulösen. Sofern die Federelemente 210, 220 gespannt sind, werden sie beim Übergang in den Bereitschaftsmodus in einem Entspannvorgang kontrolliert entspannt. Die vorherbestimmte Zeitspanne ist bevorzugt von einem Benutzer der Eintreibvorrichtung 10 einstellbar, beispielsweise mittels einer Eingabeeinrichtung der Eintreibvorrichtung 10 oder mittels einer über Bluetooth oder ähnliches an die Eintreibvorrichtung 10 angeschlossenen externen Eingabeeinrichtung, wie zum Beispiel einer Smartphone-App.
  • Das Anpresssignal des Anpresssensors 992 dient gleichzeitig als Wecksignal, welches von der Steuereinrichtung 500 auch in dem Bereitschaftsmodus empfangen werden kann. Bei Empfang des Wecksignals geht die Steuereinrichtung 500 wieder in den Betriebsmodus über, in dem sie wegen des vorliegenden Anpresssignals sofort einen Spannvorgang veranlasst, um die Vorrichtung 10 in einen eintreibbereiten Zustand zu versetzen, wie oben beschrieben. Die Eintreibvorrichtung 10 ist also innerhalb der Dauer des Spannvorgangs eintreibbereit, ohne dass sie von dem Benutzer eingeschaltet werden muss, beispielsweise mittels eines Schalters. Der Spannvorgang dauert bevorzugt weniger als eine Sekunde.
  • Ein Bolzenführungssensor liefert darüber hinaus bevorzugt die Information, ob eine Bolzenführung an der Gerätenase angebracht ist oder entnommen wurde. Ein Triggersensor liefert bevorzugt die Information, ob der Abzug gezogen ist. Ein Kolbensensor liefert bevorzugt die Information, ob das Energieübertragungselement in seiner Ausgangsstellung oder in der Setzstellung ist. Ein Bandsensor liefert bevorzugt die Information, ob das Kraftübertragungselement in einer gespannten oder in einer entspannten Position ist. Als Sensoren kommen beispielsweise Hall-Sensoren, induktive Sensoren oder Schalter, kapazitive Sensoren oder Schalter oder mechanische Schalter zum Einsatz. Bevorzugt weist die Eintreibvorrichtung eine flexible Leiterplatte auf, an welcher einige oder alle Sensoren angebracht sind und über welche die Sensoren mit der Steuereinrichtung verbunden sind. Dies erleichtert die Montage der Sensoren bei der Herstellung der Eintreibvorrichtung.
  • Die Steuereinrichtung umfasst vorzugsweise einen Prozessor, besonders bevorzugt einen Mikroprozessor, zur Verarbeitung der Sensorsignale und/oder anderer Daten, insbesondere Informationen über Stromstärken, Spannungen und die Temperatur der Elektronik. Eine Sensorplatine verarbeitet vorzugsweise die Sensorsignale insbesondere des Spindelsensors, des Rollenhaltersensors, des Klinkensensors, des Bolzenführungssensors oder des Anpresssensors. Für eine Übermittlung der Sensorsignale von den Sensoren zu der Steuereinrichtung umfasst die Eintreibvorrichtung elektrische Signalleitungen, welche jeweils einen Sensor mit der Steuereinrichtung verbinden. Eine Motorsteuereinrichtung verarbeitet bevorzugt das Signal für die Motorkommutierung. Die im Akku angeordnete Akkusteuerung verarbeitet vorzugsweise Informationen über die Temperatur, den Typ, den Ladezustand sowie eventuell auftretende Störungen des Akkus.
  • Die Steuereinrichtung verarbeitet darüber hinaus bevorzugt die Temperatur des Motors, der Elektronik, der Umgebungsluft und/oder des Akkus, wobei das Signal für die Akkutemperatur auch für die Kenntlichmachung eines Akkufehlers durch eine im Akku angeordnete Akkuelektronik verwendbar ist. Die Steuereinrichtung verarbeitet darüber hinaus bevorzugt die dem Akku entnommene Stromstärke, die Stromstärke einzelner kommutierter Phasen, die an den Akkukontakten anliegende Spannung, die am Zwischenkreis einer Leistungsbrücke anliegende Spannung, die an einzelnen Komponenten, insbesondere Sensoren, anliegende Spannung und/oder die Drehzahl des Motors, wobei die Drehzahl des Motors beispielsweise anhand der geschalteten Kommutierungsschritte, anhand einer Gegeninduktion oder mittels Positionssensoren und/oder -schaltern im Motor erfasst wird. Bevorzugt kommuniziert die Steuereinrichtung mit einer Akkusteuerung in dem Akku.
  • Insbesondere werden dabei Informationen wie ein Leistungsbedarf, eine Anzahl abgearbeiteter Zyklen mit dem eingesetzten Akku, ein Ladezustand, der Typ, die maximale Stromstärke oder Spannung jeweils des Akkus ausgetauscht.
  • Sämtliche genannte Informationen werden zusätzlich dem Benutzer der Eintreibvorrichtung angezeigt, beispielsweise mit einem Bildschirm oder einer oder mehrerer Leuchtdioden. Insbesondere wird dem Benutzer angezeigt, ob sich die Eintreibvorrichtung im Betriebsmodus oder im Bereitschaftsmodus befindet.
  • Damit beim Spannen auch bei unterschiedlichen Akkuzuständen und Akkus ein optimierter Spannvorgang möglich ist, wird vorzugsweise die Leistung zum Motor abhängig von der anliegenden Spannung an den Akkukontakten und/oder am Zwischenkreis geregelt. Es wird dabei so lange die volle Leistung auf den Motor gegeben, bis die Spannung auf einen definierten Wert abgefallen ist, beispielsweise 12 V. Wird dieser Wert erreicht, reduziert die Regelung die Leistung und regelt auf diesen Spannungswert aus. Damit bei einem leistungsstarken Akku die Ströme zum Motor nicht zu hoch werden, wird zusätzlich eine Strombegrenzungsregelung eingesetzt, welche dafür sorgt, dass eine vorbestimmte Stromstärke nicht überschritten wird. Mit diesen Regelsystemen kann auch trotz Leistungsunterschieden von den Akkus der Geräteablauf gegenüber zu geringer Spannung sichergestellt und optimiert werden. Diese Parameter können für unterschiedliche Akkutypen und Zustände von der Steuerung angepasst werden.

Claims (14)

  1. Vorrichtung (10) zum Eintreiben eines Befestigungselementes in einen Untergrund aufweisend
    - einen von einem Benutzer der Vorrichtung betätigten Auslöseschalter (34), welcher bei Betätigung des Auslöseschalters ein Auslösesignal erzeugt,
    - einen Bewegungssensor (992), welcher bei einer vorherbestimmten Bewegung der Vorrichtung durch den Benutzer ein Wecksignal erzeugt,
    - und eine elektronische Steuereinrichtung (500), welche in einem Betriebsmodus geeignet ist,
    die Vorrichtung in einen eintreibbereiten Zustand zu versetzen, in welchem ein Auslösesignal des Auslöseschalters einen Eintreibvorgang eines Befestigungselementes in einen Untergrund auslöst, und in einen Bereitschaftsmodus überzugehen, wenn während einer vorherbestimmten Zeitspanne keine Sensorsignale an die Steuereinrichtung übermittelt werden, und welche in dem Bereitschaftsmodus geeignet ist, ein Wecksignal von dem Bewegungssensor zu empfangen und bei Empfang eines Wecksignals von dem Bereitschaftsmodus in den Betriebsmodus überzugehen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinrichtung in dem Bereitschaftsmodus nicht geeignet ist, einen Eintreibvorgang eines Befestigungselementes in einen Untergrund auszulösen.
  3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorherbestimmte Bewegung der Vorrichtung durch den Benutzer eine Bewegung ist, die der Benutzer vor jedem Betätigen des Auslöseschalters mit der Vorrichtung durchführt.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die vorherbestimmte Bewegung der Vorrichtung durch den Benutzer ein Anpressen der Vorrichtung an den Untergrund umfasst.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungssensor einen Anpresssensor umfasst.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend einen mechanischen Energiespeicher zur Speicherung von mechanischer Energie und eine Energieübertragungseinrichtung zur Übertragung von Energie aus einer elektrischen Energiequelle auf den mechanischen Energiespeicher.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinrichtung von der elektrischen Energiequelle (590) mit elektrischer Energie versorgt wird.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieübertragungseinrichtung einen elektrischen Motor (480) umfasst.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend ein zwischen einer Ausgangsstellung und einer Setzstellung bewegbares Energieübertragungselement (109) zur Übertragung von Energie aus dem mechanischen Energiespeicher auf das Befestigungselement.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanische Energiespeicher eine Feder (200), insbesondere eine Schraubenfeder umfasst.
  11. Verfahren zur Verwendung einer Vorrichtung (10) zum Eintreiben eines Befestigungselementes in einen Untergrund, aufweisend einen Auslöseschalter (34), einen Bewegungssensor (992) und eine elektronische Steuereinrichtung (500), umfassend die Schritte
    - Versetzen der elektronischen Steuereinrichtung in einen Bereitschaftsmodus, wenn während einer vorherbestimmten Zeitspanne keine Sensorsignale an die elektronische Steuereinrichtung übermittelt werden.
    - Durchführen einer vorherbestimmten Bewegung der Vorrichtung durch einen Benutzer,
    - Erzeugen eines Wecksignals durch den Bewegungssensor aufgrund der vorherbestimmten Bewegung der Vorrichtung,
    - Empfangen des Wecksignals durch die elektronische Steuereinrichtung,
    - Versetzen der elektronischen Steuereinrichtung in einen Betriebsmodus aufgrund des Empfangs des Wecksignals,
    - Versetzen der Vorrichtung in einen eintreibbereiten Zustand durch die elektronische Steuereinrichtung,
    - Betätigung des Auslöseschalters durch den Benutzer,
    - Erzeugung eines Auslösesignals durch den Auslöseschalter aufgrund dessen Betätigung,
    - Auslösen eines Eintreibvorgangs eines Befestigungselementes in den Untergrund aufgrund des Auslösesignals des Auslöseschalters.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die vorherbestimmte Bewegung der Vorrichtung durch den Benutzer eine Bewegung ist, die der Benutzer vor jedem Betätigen des Auslöseschalters mit der Vorrichtung durchführt.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die vorherbestimmte Bewegung der Vorrichtung durch den Benutzer ein Anpressen der Vorrichtung an den Untergrund umfasst.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinrichtung von einer elektrischen Energiequelle (590) der Vorrichtung mit elektrischer Energie versorgt wird.
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