EP4667160A1

EP4667160A1 - Arbeitsgerät mit gasfedern und staubschutzsystem

Info

Publication number: EP4667160A1
Application number: EP24183215.3A
Authority: EP
Inventors: Claudio Hasler; Karl Franz; Rene Wohlwend; Tilo Dittrich
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 2024-06-19
Filing date: 2024-06-19
Publication date: 2025-12-24
Also published as: WO2025261908A1

Abstract

Arbeitsgerät zum Eintreiben eines Befestigungselements in einen Untergrund, umfassend ein Energieübertragungssystem, wobei das Energieübertragungssystem ein Kompressionselement, ein Rollenhalter, ein Energieübertragungsband, ein Energieübertragungselement und einen Energiespeicher zur Speicherung von mechanischer Energie umfasst, wobei der Energiespeicher eine Gasfeder mit einem Gasfederzylinder und einem Gasfederkolben, wobei das Energieübertragungssystem eine deformierbare Schmutzdichtung umfasst, wobei die deformierbare Schmutzdichtung ein variables Volumen zwischen der Gasfeder und dem Rollenhalter umschließt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Arbeitsgerät zum Eintreiben eines Befestigungselements in einen Untergrund und einen Energiespeicher zur Speicherung von mechanischer Energie in einem Arbeitsgerät. Derartige Arbeitsgeräte verfügen gewöhnlich über eine elektrische Energiequelle - beispielsweise eine elektrische Batterie - und ein Energieübertragungssystem, welches die elektrische Energie aus der elektrischen Batterie in Form von mechanischer Energie auf das Befestigungselement überträgt.
Das Energieübertragungssystem umfasst dabei ein Energieübertragungsband, welches die elektrische Energie in Form von mechanischer Energie in einen Energiespeicher überführt. Der Energiespeicher dient dabei als Zwischenspeicher der mechanischen Energie. Die mechanische Energie wird darauf aus dem Energiespeicher auf ein Energieübertragungselement übertragen, welches die Energie an ein Befestigungselement weitergibt und dieses Befestigungselement dadurch in einen Untergrund eingetrieben wird.

Hintergrund

Zum Eintreiben von Befestigungselementen benötigt das Arbeitsgerät eine hohe Leistung aus den Batterien. Diese haben eine hohe Energiedichte, können jedoch nur eine sehr begrenzte Leistung bieten. Daher wird bei allen batteriebetriebenen Geräten ein Energiespeicher zur Speicherung von mechanischer Energie benötigt. Der Energiespeicher ermöglicht es die Energie zum Eintreiben von Befestigungselementen in sehr kurzer Zeit freizugeben. Üblicherweise wird zum Eintreiben des Befestigungselements ein Energieübertragungselement, beispielsweise in Form eines Kolbens, verwendet, welches in einer Eintreibrichtung zwischen dem mechanischen Energiespeicher und dem Befestigungselement angeordnet ist und sich vor und zurück bewegt. Auf diesem Weg kann man die benötigte hohe Leistung erreichen.
Der allgemeine Trend geht in die Richtung batteriebetriebene Geräte auch in Bereiche höherer Eintreibenergie (≥ 150 J) zu entwickeln. Damit können verbrennungsbasierte Geräte ersetzt werden. Batteriebetriebene Geräte sind einfacher in der Handhabung, günstiger und haben eine deutlich bessere CO₂ Bilanz als verbrennungsbasierte Geräte. Bei gattungsgemäßen Geräten erfolgt die Beschleunigung des Nagels direkt durch den Gasfederkolben.
Die WO09046076 A1 offenbart ein Eintreibgerät zum Eintreiben von Befestigungsmitteln. Das Gerät arbeitet nach dem Prinzip einer Gasfeder, bei der ein mit Druckgas gefüllter Zylinder einen Kolben schnell in eine Eintreibbewegung versetzt, während ein Mitnehmer ein Befestigungsmittel in ein Werkstück eintreibt. Der Kolben/Treiber wird dann mit Hilfe eines rotierenden oder linearen Hebers in seine Ausgangsposition zurückbewegt, und der Kolben komprimiert das Gas über dem Kolbenhub erneut, wodurch das Werkzeug für einen weiteren Eintreibhub vorbereitet wird. Der Mitnehmer ist an seinen Rändern mit Vorsprüngen versehen, die den Heber berühren. Eine schwenkbare Verriegelung wird so gesteuert, dass sie sich entweder in eine Eingriffsstellung oder in eine Nicht-Eingriffsstellung in Bezug auf die Mitnehmervorsprünge bewegt und als Sicherheitsvorrichtung dient, indem sie verhindert, dass der Mitnehmer zu einem ungeeigneten Zeitpunkt einen vollen Antriebshub ausführt. Der Aufgabe der WO09046076 A1 liegt darin ein Setzgerät mit einer Gasfeder zur Verfügung zu stellen. Solche Setzgeräte bringen - wie oben beschrieben - den Nachteil der höheren Leckage bei einer hohen Setzenergie mit sich.
Die EP2397272 A2 offenbart eine Vorrichtung zum Eintreiben eines Befestigungselementes in einen Untergrund ein Energieübertragungselement zur Übertragung von Energie auf das Befestigungselement auf. Bevorzugt ist das Energieübertragungselement zwischen einer Ausgangsstellung und einer Setzstellung bewegbar, wobei sich das Energieübertragungselement vor einem Eintreibvorgang in der Ausgangsstellung und nach dem Eintreibvorgang in der Setzstellung befindet. Gemäß einem weiteren Aspekt der Anmeldung umfasst die Vorrichtung einen mechanischen Energiespeicher zur Speicherung von mechanischer Energie. Das Energieübertragungselement eignet sich dann bevorzugt zur Übertragung von Energie aus dem mechanischen Energiespeicher auf das Befestigungselement. Der Aufgabe der EP2397272 A2 liegt darin ein Setzgerät mit einer erhöhten Setzenergie zur Verfügung zu stellen.
Die WO2020/126403 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Eintreiben eines Befestigungselements in einen Untergrund. Die Vorrichtung umfasst einen mechanischen Energiespeicher zur Speicherung von mechanischer Energie und ein entlang einer Setzachse einer Setzstellung bewegbares Energieübertragungselement zur Übertragung von Energie aus dem mechanischen Energiespeicher auf das Befestigungselement. Wobei das Energieübertragungselement ein in der Eintreibrichtung hinteres Ende aufweist, wobei der mechanische Energiespeicher einen ersten zylindrischen Behälter und einen ersten Kolben aufweist, wobei der erste zylindrische Behälter eine erste Zylinderachse definiert und der erste Kolben entlang der ersten Zylinderachse beweglich in dem ersten zylindrischen Behälter angeordnet ist, so dass der erste Kolben ein Teilvolumen des ersten zylindrischen Behälters abschließt und ein in dem abgeschlossenen Teilvolumen des ersten zylindrischen Behälters angeordnetes Gas eine erste Gasfeder bildet, wobei die Vorrichtung weiterhin eine Kraftübertragungseinrichtung aufweist, welche eine Federkraft der ersten Gasfeder auf das hintere Ende des Energieübertragungselements überträgt, wobei das hintere Ende des Energieübertragungselements in der Eintreibrichtung hinter dem ersten Kolben angeordnet ist, wenn das Energieübertragungselement in der Ausgangsstellung angeordnet ist. Die Aufgabe der WO2020/126403 A1 ist es, ein Setzgerät mit einer reduzierten Größe zur Verfügung zu stellen.
Die WO2020/126403 A1 wird als der nächstliegende Stand der Technik betrachtet. Setzgeräte mit Gasfedern haben den Nachteil, dass Dichtungen und Gasfederzylinderlaufflächen nicht robust genug gegen Schmutz - und oder Umweltpartikel sind. Dieser Nachteil führt zu einem hohen Verschleiß der Dichtung was wiederum zu einem höheren Verschmutzungsgrad innerhalb des Setzgerätes führt. Die Konsequenz ist, dass Setzgeräte mit Gasfedern nach einer geringen Nutzungsdauer einen Druck- und Energieverlust aufweisen und somit eine kurze Lebensdauer.
Die Lebensdauer dieser Geräte wird unter anderem durch Druckverluste beeinträchtigt, die aufgrund von Leckagen auftreten. Diese Leckagen treten hauptsächlich an einer beweglichen Dichtung zwischen dem Gasfederkolben und dem Gasfederzylinder auf. Neben der Dichtungsgeometrie hängt die Leckage von weiteren verschiedenen Faktoren ab, beispielsweise der Druckdifferenz, des Dichtungsdurchmessers, der Relativgeschwindigkeit und der Anzahl der Setzungen. Insbesondere bei steigender Relativgeschwindigkeit nimmt die Leckage überproportional zu. Die Dichtungsfläche kann bei höheren Geschwindigkeiten des Gasfederkolbens der Rauheit des Gasfederzylinders nicht ausreichend folgen, was zu einer thermischen Überlastung führen kann. Bei Geräten mit hoher Eintreibenergie ist eine Erhöhung der Geschwindigkeit - also des Gasfederkolbens und/oder des Energieübertragungselement - prinzipbedingt erforderlich. Dies wiederum führt zu einer höheren Leckage.
Daher besteht die Aufgabe dieser Erfindung darin, die Setzenergie eines Setzgerätes auf der einen Seite zu erhöhen und gleichzeitig die Lebensdauer des Setzgerätes zu verlängern.

Beschreibung

Ein erster Aspekt der Erfindung umfasst ein Arbeitsgerät zum Eintreiben eines Befestigungselements in einen Untergrund, umfassend ein Energieübertragungssystem, wobei das Energieübertragungssystem ein Kompressionselement, einen Rollenhalter, ein Energieübertragungsband, ein Energieübertragungselement und einen Energiespeicher zur Speicherung von mechanischer Energie umfasst, wobei der Energiespeicher eine Gasfeder mit einem Gasfederzylinder und einem Gasfederkolben, umfasst, wobei das Energieübertragungssystem eine deformierbare Schmutzdichtung umfasst, wobei die deformierbare Schmutzdichtung ein variables Volumen zwischen der Gasfeder und dem Rollenhalter umschließt.
Das Energieübertragungselement zur Übertragung von Energie aus dem mechanischen Energiespeicher auf das Befestigungselement, ist zwischen einer Ausgangsstellung und einer Setzstellung entlang einer Setzachse bewegbar. Zudem weist das Energieübertragungselement ein in der Eintreibrichtung hinteres Ende auf. Der Gasfederzylinder definiert eine Gasfederzylinderachse und der Gasfederkolben kann entlang der Gasfederzylinderachse beweglich in dem Gasfederzylinder angeordnet sein, so dass der Gasfederkolben ein Teilvolumen des Gasfederzylinders abschließt. Das Arbeitsgerät weist zudem mindestens einen Rollenhalter auf, welcher mindestens ein Rollenelement umfasst und ein um das Rollenelement laufendes Energieübertragungsband aufweist, wobei das Rollenelement mit dem Gasfederkolben mechanisch verbunden ist und eine Bewegung des Gasfederkolbens auf das Energieübertragungsband überträgt, und wobei das Energieübertragungsband am hinteren Ende des Energieübertragungselements anliegt.
Der Begriff "Energiespeicher" im Rahmen dieser Erfindung umfasst mindestens eine Gasfeder. Bevorzugt umfasst der Energiespeicher zwei oder vier Gasfedern. Es sind aber auch Ausführungsformen mit einer höheren Anzahl von Gasfedern - beispielsweise sechs oder acht Gasfedern - oder einer ungeraden Anzahl an Gasfedern - beispielsweise drei, fünf oder sieben Gasfedern - im Kontext dieser Erfindung realisierbar. In dem Energiespeicher wird mechanische Energie zwischengespeichert. Dies kann mit einer Gasfeder oder mehreren Gasfedern umgesetzt werden. Wird nur eine Gasfeder verwendet, so entspricht der gespeicherte Energiegehalt im Energiespeicher dem gespeicherten Energiegehalt der einen Gasfeder. Werden beispielsweise zwei oder vier Gasfedern verwendet, so entspricht der gespeicherte Energiegehalt im Energiespeicher der Summe der gespeicherten Energie der zwei oder der vier Gasfedern.
Der Begriff "Gasfeder" im Rahmen dieser Erfindung beschreibt ein in einem Gasfederzylinder unter Druck stehendes Gas - vorzugsweise Luft oder Stickstoff (N₂) - welches durch mindestens einen Gasfederkolben komprimiert wird. Das Gas in einem Gasfederzylinder kann alternativ auch durch zwei Gasfederkolben komprimiert werden. In anderen Worten: Im Rahmen dieser Erfindung wird die Anzahl der Gasfedern durch die Anzahl der Gasfederzylinder definiert und nicht durch die Anzahl der Gasfederkolben. Der Begriff "Gasfeder" umfasst nicht nur genau eine Gasfeder, sondern kann auch mehr als eine Gasfeder umfassen, zum Beispiel zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun oder zehn Gasfedern. Das Gleiche gilt für die Begriffe "Gasfederzylinder" und "Gasfederkolben".
Der Begriff "Gasfederzylinder" im Rahmen dieser Erfindung beschreibt einen statischen oder beweglichen Hohlzylinder bevorzugt mit einem kreisrunden Querschnitt. Alternativ kann der Hohlzylinder auch einen beliebigen Querschnitt - beispielsweise einen rechteckigen Querschnitt oder einen ovalen Querschnitt - aufweisen.
Der Begriff "Gasfederkolben" im Rahmen dieser Erfindung beschreibt ein bewegliches Bauteil, das zusammen mit dem umgebenden Gasfederzylinder ein abgeschlossenes Volumen bildet, welches durch Bewegung des Gasfederkolbens verändert werden kann. Alternativ kann auch gleichzeitig zur Bewegung des Gasfederkolbens eine Bewegung des Gasfederzylinders vorliegen. Der Gasfederkolben hat vorzugsweise einen kreisrunden Querschnitt. Alternativ kann der Gasfederzylinder auch einen beliebigen Querschnitt - beispielsweise einen rechteckigen Querschnitt oder einen ovalen Querschnitt - aufweisen.
Mindestens eine technische Wirkung des Aspekts ist, dass durch die Integration des Energiespeichers in das Energieübertragungssystem die Geschwindigkeit des Energieübertragungselements verglichen zur Expansionsgeschwindigkeit der Gasfeder deutlich erhöht wird. Dies resultiert in einer höheren Setzenergie des Arbeitsgerätes, bei gleichzeitiger Verringerung der Leckage zur Verlängerung der Lebensdauer des Arbeitsgerätes, verglichen zu Arbeitsgeräten aus dem Stand der Technik.
Mindestens eine weitere technische Wirkung des ersten Aspekts ist es, dass die Expansionsgeschwindigkeit der Gasfeder, verglichen zu gewöhnlichen Arbeitsgeräten, mit einer Gasfeder verringert werden kann, da die Expansionsgeschwindigkeit der Gasfeder nicht direkt der Geschwindigkeit des Energieübertragungselements entspricht wie bei gattungsgemäßen Arbeitsgeräten aus dem Stand der Technik. Die Expansionsgeschwindigkeit der Gasfeder wird durch den Rollenhalter und das Energieübertragungsband derart vergrößert, so dass die Eintreibgeschwindigkeit des Energieübertragungselements einem Vielfachen der Expansionsgeschwindigkeit der Gasfeder entspricht. Dadurch kann die Expansionsgeschwindigkeit der Gasfeder gezielt eingestellt werden. Dies ermöglicht eine niedrige Expansionsgeschwindigkeit der Gasfeder. Dies führt zu einer Verlängerung der Lebensdauer des Arbeitsgerätes, da die Gasfeder - durch eine niedrigere Expansionsgeschwindigkeit - weniger Verschleiß erfährt. Weniger Verschleiß bewirkt weniger Druckverluste. Damit kann mit dem Arbeitsgerät längere Zeit ohne Verlust der Eintreibenergie gearbeitet werden. Der Nutzer kann dadurch mehr Befestigungen mit konstanter Befestigungsqualität ausführen. Die Kombination beider technischer Wirkungen führt zur Lösung der objektiven technischen Aufgabe.
Der Begriff "deformierbare Schmutzdichtung" beschreibt im Rahmen dieser Erfindung ein Dichtungselement innerhalb des Energieübertragungssystems, welches Teile des Energieübertragungssystems (hier: variables Volumen genannt) vor dem Eindringen von Staub -und anderen Schmutzpartikeln schützt und hilft damit den Druck innerhalb einer Gasfeder konstant zu halten. Zum einen kann das Dichtungselement komprimiert oder extrahiert werden. Zum anderen kann das Verbindungselement innerhalb des Energieübertragungssystems bewegt werden, da es zwischen der Gasfeder - insbesondere dem Gasfederzylinder und/oder dem Gasfederkolben - und dem Rollenhalter angeordnet ist. Die deformierbare Schmutzdichtung kann aus einem Kunststoff wie TPU, PVC, EPDM, FKM, Silikon oder Nylon oder einem Material, welches für einen 3D-Druck geeignet ist - im Allgemeinem aus einem Kunststoff - oder einem Elastomer oder Leder hergestellt sein
Der Begriff "variables Volumen" beschreibt einen Abschnitt im Energieübertragungssystem zwischen einer Gasfeder und einem Rollenhalter. Das Volumen des Abschnittes, kann sich durch Kompression einer Gasfeder vergrößern und durch Expansion einer Gasfeder verkleinern. Das variable Volumen ist somit ein Bereich zwischen dem Energiespeicher und dem Rollenhalter eines Energieübertragungssystems.
Mindestens eine weitere technische Wirkung des ersten Aspekts ist es, dass das Eindringen von Staub -und anderen Schmutzpartikeln - in das Energieübertragungssystem und speziell in eine Gasfeder - reduziert und idealerweise verhindert wird. Zudem unterstützt diese weitere Ausführungsform den Druck innerhalb einer Gasfeder konstant zu halten. Dies führt zu einer höheren Setzenergie des Arbeitsgerätes und einer Verlängerung der Lebensdauer des Arbeitsgerätes.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Erfindung ein Arbeitsgerät, wobei die deformierbare Schmutzdichtung das variable Volumen zwischen dem Gasfederzylinder und dem Rollenhalter und/oder dem Gasfederkolben und dem Rollenhalter umschließt.
Mindestens eine technische Wirkung dieser weiteren Ausführungsform ist es, dass das Eindringen von Staub -und anderen Schmutzpartikeln - in das Energieübertragungssystem und speziell in eine Gasfeder, insbesondere Schmutz an Dichtungselementen - reduziert und idealerweise verhindert wird. Zudem unterstützt diese weitere Ausführungsform den Druck innerhalb einer Gasfeder konstant zu halten. Dies führt zu einer höheren Setzenergie des Arbeitsgerätes und einer Verlängerung der Lebensdauer des Arbeitsgerätes.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Erfindung ein Arbeitsgerät, wobei das Energieübertragungssystem ein Druckregulierungselement zur Vermeidung eines Druckaufbaus im variablen Volumen, umfasst.
Der Begriff "Druckregulierungselement" umfasst jedes Element, dass die Vermeidung eines Druckaufbaus innerhalb des variablen Volumens verhindert. Das Druckregulierungselement kann dabei ein Teil der deformierbaren Schmutzdichtung oder ein Teil der Gasfeder oder ein Teil von einem Verbindungselement - auch Zwischenelement genannt - zwischen der deformierbaren Schmutzdichtung und der Gasfeder, sein. Der Druckaufbau kann sich durch kleine, nicht vermeidbare Leckagen des Gases der Gasfeder in das variable Volumen ergeben. Ein Druckanstieg würde die deformierbare Schmutzdichtung aufblasen.
Mindestens eine technische Wirkung dieser weiteren Ausführungsform ist es, dass falls es zu einer großen Relativbewegung zwischen den beiden Enden der deformierbaren Schmutzdichtung kommt, die eingeschlossene Luft nicht komprimiert wird, sondern entweder in einen anderen Teil des Energieübertragungssystems geleitet oder aus dem variablen Volumen geführt wird. In anderen Worten: Durch ein Druckregulierungselement wird ein mögliches Aufblähen und somit eine Überbelastung der deformierbaren Schmutzdichtung verhindert. Dies führt zur Vermeidung eines Druckaufbaus innerhalb des variablen Volumens und somit auch zu einer höheren Lebensdauer des Arbeitsgerätes.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Erfindung ein Arbeitsgerät, wobei die deformierbare Schmutzdichtung ein Faltenbalg oder ein Rollbalg ist.
Der Begriff "Faltenbalg" beschreibt im Rahmen dieser Erfindung ein elastisches, sich "ziehharmonikaartig" zusammenfaltendes Dichtungselement aus einem Elastomer, Kunststoff oder Leder.
Der Begriff "Rollbalg" beschreibt im Rahmen dieser Erfindung ein elastisches und überstülpendes Dichtungselement aus einem Elastomer, Kunststoff oder Leder.
Mindestens eine technische Wirkung dieser weiteren Ausführungsform ist es, dass das Eindringen Staub, Schmutz, oder anderen Umweltpartikeln - in das Energieübertragungssystem und speziell in eine Gasfeder - reduziert und idealerweise verhindert wird. Zudem unterstützt diese weitere Ausführungsform den Druck innerhalb einer Gasfeder konstant zu halten. Dies führt zu einer höheren und konstanten Setzenergie des Arbeitsgerätes und einer Verlängerung der Lebensdauer des Arbeitsgerätes. Dies wiederum führt zusätzlich zu einer konstanten Befestigungsqualität.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Erfindung ein Arbeitsgerät, wobei das variable Volumen durch ein Volumenverbindungselement mit einem variablen Teilvolumen des Gasfederzylinders verbunden ist.
Der Begriff "Volumenverbindungselement" umfasst einen Bereich zwischen dem variablen Volumen und einem variablen Teilvolumen des Gasfederzylinders. Das Volumenverbindungselement kann ein Kanal oder ein zylindrischer Hohlraum am Ende des Gasfederzylinders sein. Für den Fall, dass zwischen der deformierbaren Schmutzdichtung und der Gasfeder ein Verbindungselement - auch Zwischenelement genannt - vorhanden ist, kann das Volumenverbindungselement auch ein Kanal oder ein zylindrischer Hohlraum im Verbindungselement sein. Das Volumenverbindungselement selbst umfasst ebenfalls ein Verbindungsvolumen welches verglichen zum variablen Volumen und zum variablen Teilvolumen ein gleichbleibendes Volumen aufweisen kann.
Der Begriff "variables Teilvolumen" umfasst einen Bereich im Gasfederzylinder, welcher von einem Gasfederkolben und dem in Richtung der deformierbaren Schmutzdichtung ausgerichteten Ende des Gasfederzylinders begrenzt wird. Im komprimierten Zustand der Gasfeder erreicht das variable Teilvolumen des Gasfederzylinders sein maximales Volumen. Im expandierten Zustand der Gasfeder erreicht das variable Teilvolumen des Gasfederzylinders sein minimales Volumen.
Mindestens eine technische Wirkung dieser weiteren Ausführungsform ist es, dass die Luft im Gesamtvolumen bestehend aus dem variablen Volumen, dem Verbindungsvolumen und dem variablen Teilvolumen je nach Zustand der Feder - komprimiert oder expandiert - zwischen den einzelnen Volumen geführt werden kann. Ist die Gasfeder komprimiert, so ist das variable Volumen reduziert, da die deformierbare Schmutzdichtung ebenfalls komprimiert wurde. Das Verbindungsvolumen bleibt in diesem Fall konstant und das variable Teilvolumen nimmt das maximal mögliche Volumen an. In anderen Worten: Der Großteil der Luft im Gesamtvolumen befindet sich im komprimierten Zustand der Gasfeder im variablen Teilvolumen des Gasfederzylinders. Ist die Gasfeder expandiert, so erreicht das variable Volumen das maximale Volumen, da die deformierbare Schmutzdichtung ebenfalls expandiert wurde. Das Verbindungsvolumen bleibt in diesem Fall konstant und das variable Teilvolumen nimmt das minimal mögliche Volumen an. In anderen Worten: Der Großteil der Luft im Gesamtvolumen befindet sich im expandierten Zustand der Gasfeder im variablen Volumen der deformierbaren Schmutzdichtung. Dadurch wird sichergestellt, dass unabhängig vom Zustand der Gasfeder die Luft im Gesamtvolumen immer derart geführt werden kann, dass es nicht zu einem Druckaufbau in der deformierbaren Schmutzdichtung kommt. Dies führt zur Vermeidung eines Druckaufbaus innerhalb des variablen Volumens und somit auch zu einer höheren Lebensdauer des Arbeitsgerätes.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Erfindung ein Arbeitsgerät, wobei die Gasfeder genau einen Gasfederzylinder und mindestens zwei Gasfederkolben umfasst, wobei beide Gasfederkolben in dem Gasfederzylinder bewegbar sind.
Mindestens eine technische Wirkung dieser weiteren Ausführungsform ist es, dass die Luft in der Gasfeder von zwei Seiten komprimiert werden kann, beispielsweise von rechts und von links. Dadurch wird sichergestellt, dass bei der Expansion der Luft die Gasfederkolben eine Expansionsbeschleunigung erfahren und somit jeweils auch eine Expansionsgeschwindigkeit aufweisen. Durch die Integration der Gasfeder mit genau einem Gasfederzylinder und mindestens zwei Gasfederkolben in das Energieübertragungssystem kann somit bei erhöhter Geschwindigkeit des Energieübertragungselements gleichzeitig die Expansionsgeschwindigkeit der Gasfeder reduziert werden, da der Expansionsimpuls auf zwei Gasfederkolben übertragen wird. Dies führt zu einer höheren Setzenergie des Arbeitsgerätes und einer Verlängerung der Lebensdauer des Arbeitsgerätes. Dieses Merkmal kann auch so ausgestaltet sein, dass die Luft innerhalb eines Gasfederzylinder von drei oder mehr Gasfederkolben komprimiert wird.
Mindestens eine weitere technische Wirkung dieser weiteren Ausführungsform ist es, dass durch die beiden Gasfederkolben nur zwei kleine Massen bewegt werden müssen. Dadurch wird der Gesamtverschleiß im Arbeitsgerät reduziert. Dies führt unmittelbar zu einer Verlängerung der Lebensdauer des Arbeitsgerätes.
Mindestens eine weitere technische Wirkung dieser weiteren Ausführungsform ist es, dass die Gasfeder einen Gasfederkolben umfasst der sich in Setzrichtung des Arbeitsgerätes entspannt und einen weiteren Gasfederkolben umfasst, der sich gegen die Setzrichtung des Arbeitsgerätes entspannt. Damit kann erreicht werden, dass die Massenträgheit der bewegten Gasfederkolben und der davon angetriebenen Rollenhalter sich ausgleichen. Diesen technischen Effekt spürt der Nutz durch einen geringeren Arbeitsgeräterückstoß beim Eintreiben des Befestigungselementes.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Erfindung ein Arbeitsgerät, wobei die Gasfeder ein Energiesynchronisationselement zur Angleichung der Gasfederkolben umfasst.
Der Begriff "Energiesynchronisationselement" umfasst jedes Element, welches in einem Gasfederzylinder verbaut werden kann, um den Hub des Gasfederkolbens innerhalb des Gasfederzylinders zu verändern, vorzugsweise zu verringern.
Mindestens eine technische Wirkung dieser weiteren Ausführungsform ist es, dass die Expansionsgeschwindigkeit der Gasfeder reduziert wird, wenn das Energiesynchronisationselement derart innerhalb des Gasfederzylinders angeordnet ist, dass der Hub innerhalb das Gasfederzylinders reduziert wird. Dies führt zu einer geringeren Kompression innerhalb der Gasfeder und somit zu einer langsameren Expansionsgeschwindigkeit der Gasfeder. Solche Anpassungen des Hubes können aber auch vorgenommen werden, wenn der Energiespeicher des Arbeitsgerätes mehr als einen Gasfederkolben aufweist. Beispielsweise kann eine Gasfeder einen Gasfederzylinder und zwei Gasfederkolben aufweisen. Falls die Abgabeenergien der Gasfederkolben unterschiedlich sein sollten, kann die Expansionsgeschwindigkeit der beiden Gasfederkolben jeweils individuell durch Verwendung eines Energiesynchronisationselement angepasst werden. Gibt beispielsweise ein erster Gasfederkolben zu viel Abgabeenergie ab als ein zweiter Gasfederkolben, so kann der Hub des ersten Gasfederkolben durch Verwendung eines Energiesynchronisationselement im Gasfederzylinder reduziert werden. Dies führt zur gleichmäßigeren Gesamtsetzenergie des Arbeitsgerätes und verlängert auch die Lebensdauer des Arbeitsgerätes.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Erfindung ein Arbeitsgerät, wobei das Energiesynchronisationselement ein Anschlagselement oder ein Lochblendenelement ist.
Der Begriff "Anschlagselement" umfasst jedes Element, welches in einem Gasfederzylinder verbaut werden kann, um den Hub des Gasfederkolbens innerhalb des Gasfederzylinders zu verändern, vorzugsweise zu verringern. Der Hub des Gasfederkolbens wird dabei durch eine Anschlagsfläche, welche durch das Anschlagselement zur Verfügung gestellt wird, realisiert.
Mindestens eine technische Wirkung dieser weiteren Ausführungsform ist es, dass der Hub der Gasfeder beziehungsweise eines Gasfederkolbens begrenzt wird. Beispielsweise kann eine Gasfeder einen Gasfederzylinder und zwei Gasfederkolben aufweisen. Der Hub des Gasfederkolbens, dessen Abgabeenergie - über das Energieübertragungsband - einen längeren Weg zum Energieübertragungselement zurücklegen muss, wird bei der Kompression der Gasfeder nicht durch ein Anschlagselement begrenzt. Der Hub des Gasfederkolbens, dessen Abgabeenergie - über das Energieübertragungsband - einen kürzeren Weg zum Energieübertragungselement zurücklegen muss, wird bei der Kompression der Gasfeder durch ein Anschlagselement begrenzt. Das Verhältnis der Abgabeenergien der beiden Gasfederkolben kann über die Positionierung des Anschlagselements innerhalb des Gasfederzylinders definiert werden. Um die Abgabeenergien zu synchronisieren, muss mehr Energie, durch den Gasfederkolben dessen Abgabeenergie - über das Energieübertragungsband - einen längeren Weg zum Energieübertragungselement zurücklegen muss, abgeben werden als in der anderen Feder. Dadurch bewegen die Rollenhalter des Energieübertragungssystems sich gleich schnell. Dies führt zur gleichmäßigeren Gesamtsetzenergie des Arbeitsgerätes und verlängert auch die Lebensdauer des Arbeitsgerätes.
Der Begriff "Lochblendenelement" umfasst jedes Element, welches in einem Gasfederzylinder verbaut werden kann, um den Hub des Gasfederkolbens innerhalb des Gasfederzylinders zu verändern und gleichzeitig den Anteil der zu komprimierenden Luft - innerhalb eines Gasfederzylinders - eines Gasfederkolbens anzupassen, vorzugsweise auszugleichen. Der Hub des Gasfederkolbens wird dabei durch eine Anschlagsfläche, welche durch das Anschlagselement zur Verfügung gestellt wird, realisiert. Der Anteil der zu komprimierenden Luft - innerhalb eines Gasfederzylinders - eines Gasfederkolbens wird durch eine Öffnung - vorzugsweise kreisrund - im Lochblendenelement realisiert.
Mindestens eine weitere technische Wirkung dieser weiteren Ausführungsform ist es, dass der Hub der Gasfeder beziehungsweise eines Gasfederkolbens begrenzt wird. Beispielsweise kann eine Gasfeder einen Gasfederzylinder und zwei Gasfederkolben aufweisen. Der Hub des Gasfederkolbens, dessen Abgabeenergie - über das Energieübertragungsband - einen längeren Weg zum Energieübertragungselement zurücklegen muss, wird bei der Kompression der Gasfeder nicht durch ein Lochblendenelement begrenzt. Der Hub des Gasfederkolbens, dessen Abgabeenergie - über das Energieübertragungsband - einen kürzeren Weg zum Energieübertragungselement zurücklegen muss, wird bei der Kompression der Gasfeder durch ein Lochblendenelement begrenzt.
Beispielsweise kann sich ein Gasfederkolben in Rückstoß Richtung des Arbeitsgerätes entspannen und ein anderer Gasfederkolben kann sich entgegen der Rückstoß Richtung des Arbeitsgerätes entspannen. Dies bewirkt unterschiedliche Expansionen der Gasfederkolben. Beide Gasfederkolben sind jedoch über den gemeinsamen Gasfederzylinder mit dem gleichen Druck beaufschlagt. Damit hat jede Bewegung des einzelnen Gasfederkolbens eine Rückwirkung auf die Bewegung des anderen Gasfederkolbens. Um diese gegenseitige Abhängigkeit vom Druck zu reduzieren, kann ein Lochblendenelement verwendet werden.
Das Verhältnis der Abgabeenergien der beiden Gasfederkolben kann über die Positionierung des Lochblendenelements innerhalb des Gasfederzylinders definiert werden. Um die Abgabeenergien zu synchronisieren, muss mehr Energie, durch den Gasfederkolben dessen Abgabeenergie - über das Energieübertragungsband - einen längeren Weg zum Energieübertragungselement zurücklegen muss, abgeben werden als in der anderen Feder. Dadurch bewegen die Rollenhalter des Energieübertragungssystems sich gleich schnell. Dies führt zur gleichmäßigeren Gesamtsetzenergie des Arbeitsgerätes und verlängert auch die Lebensdauer des Arbeitsgerätes.
Mindestens eine weitere technische Wirkung dieser weiteren Ausführungsform ist es, dass, bei unterschiedlichen Expansionsgeschwindigkeiten der Gasfederkolben kompensiert werden können. Kommt es zu unterschiedlichen Expansionsgeschwindigkeiten der Gasfederkolben, kann dies zu störenden Resonanzen zwischen den Gasfederkolben führen. Der Energiespeicher kann zu schwingen beginnen, wodurch der Wirkungsgrad des Arbeitsgerätes reduziert wird. Durch die Positionierung eines Lochblendenelements innerhalb des Gasfederzylinders wird eine gedämpfte Rückwirkung zwischen den beiden Gasfederkolben beziehungsweise der beiden Rollenhalter erreicht. Dies führt zur gleichmäßigeren Gesamtsetzenergie des Arbeitsgerätes und verlängert auch die Lebensdauer des Arbeitsgerätes.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Erfindung ein Arbeitsgerät, wobei der Energiespeicher mindestens zwei Gasfedern oder mindestens vier Gasfedern umfasst.
Mindestens eine technische Wirkung dieser weiteren Ausführungsform ist es, dass durch die Verwendung einer geraden Anzahl von Gasfedern eine gleichmäßige (symmetrische) Verteilung der gespeicherten mechanischen Energie innerhalb des Energiespeichers gewährleistet wird. Dadurch wird sichergestellt, dass der Energiespeicher leichter in das bekannte Energieübertragungssystem eingebaut werden kann und dass die einzelnen Druckfedern die gespeicherte mechanische Energie gleichmäßig auf das Energieeintreibelement weitergeben können. Dies führt zu einer höheren Setzenergie des Arbeitsgerätes.
Mindestens eine weitere technische Wirkung dieser weiteren Ausführungsform ist es, dass durch die symmetrische Anordnung können die Gasfedern kompakter in das Energieübertragungssystem eingebaut werden.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Erfindung ein Arbeitsgerät, wobei der Gasfederzylinder mit einem Druckausgleichselement verbunden ist.
In einer Alternativen sind mindestens zwei Gasfederzylinder von mindestens zwei Gasfedern oder von mindestens vier Gasfedern durch ein Druckausgleichselement miteinander verbunden. Hierbei ist zu beachten, dass bei mehr als zwei Gasfedern, beispielsweise bei drei Gasfedern (A, B, C) nur die Gasfedern (A) und (B) und / oder die Gasfedern (A) und (C) miteinander verbunden sein können. Darüber hinaus können auch alle drei Gasfedern (A, B, C) untereinander verbunden sein. Entscheidend ist, dass für ein Druckausgleichselement mindestens zwei Gasfederzylinder - bzw. zwei Gasfeder - vorhanden sind.
Mindestens eine technische Wirkung dieser weiteren Ausführungsform ist es, dass durch das Druckausgleichselement in jeder der mindestens zwei Gasfedern oder der mindestens vier Gasfedern ein Druckausgleich erfolgt, sodass die miteinander verbundenen Gasfedern den gleichen Anteil der gesamt gespeicherten mechanischen Energie im Energiespeicher zur Verfügung stellen. Sind beispielsweise bei einem Energiespeicher mit zwei Gasfedern, die beiden Gasfedern über die Gasfederzylinder miteinander verbunden, dann herrscht in beiden Gasfedern der gleiche Druck. Somit kann sichergestellt werden, dass bei unterschiedlicher Leckage der beiden Gasfeder sich das Kräfteverhältnis der Gasfederkolben nicht ändert. Dies führt zu einem besseren Wirkungsgrad trotz Leckage. Dadurch kann eine erhöhte Setzenergie im Arbeitsgerät und eine gleichmäßigere Energieabgabe realisiert werden. Zudem wird das Kompressionsverhältnis reduziert und es wird ein Druckaufbau im Energiespeicher vermieden. Dies führt unmittelbar zu einer Verlängerung der Lebensdauer des Arbeitsgerätes.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Erfindung ein Arbeitsgerät, wobei das Druckausgleichselement mindestens eine der folgenden Elemente ist:

i. direkte Druckausgleichsverbindung;
ii. separates Gasreservoir;
iii. verbindendes Gasreservoir;
iv. integrierte Druckausgleichsverbindung.

Der Begriff "direkte Druckausgleichsverbindung" im Rahmen dieser Erfindung beschreibt ein Verbindungselement das luftundurchlässig ist, hohen Drücken standhält und einen Hohlkörper mit einem beliebigen Querschnitt beispielsweise rund oder rechteckig - umfasst. Die direkte Druckausgleichsverbindung kann dabei aus einem Material wie Edelstahl, Alu oder Kupfer - im Allgemeinen einem Metall - hergestellt sein. Ein Aluminiumrohr beispielweise. Alternativ kann die direkte Druckausgleichsverbindung auch aus einem Kunststoff wie PVC oder Nylon oder einem Material, welches für einen 3D-Druck geeignet ist - im Allgemeinem aus einem Kunststoff hergestellt sein. Ein Kunststoffschlauch beispielsweise.
Mindestens eine technische Wirkung dieser weiteren Ausführungsform ist es, dass eine gasdichte Verbindung zwischen den mindestens zwei Gasfedern realisiert werden kann. Dadurch wird sichergestellt, dass ein Druckabfall im Energiespeicher besser vermieden werden kann. Zudem wird das Kompressionsverhältnis reduziert und es wird ein Druckaufbau im Energiespeicher vermieden. Dies führt zu einer höheren Setzenergie des Arbeitsgerätes und einer Verlängerung der Lebensdauer des Arbeitsgerätes.
Der Begriff "separates Gasreservoir" im Rahmen dieser Erfindung beschreibt ein Speicherelement für ein Gas - vorzugsweise Luft - welches gasdicht ist und hohen Drücken standhält, umfasst. Das separate Gasreservoir kann dabei aus einem Material wie Edelstahl, Alu oder Kupfer - im Allgemeinen einem Metall - hergestellt sein. Ein Aluminiumtank beispielweise. Alternativ kann das separate Gasreservoir auch aus einem Kunststoff wie PVC oder Nylon oder einem Material, welches für einen 3D-Druck geeignet ist - im Allgemeinem aus einem Kunststoff hergestellt sein. Ein Kunststofftank beispielsweise. Ein separates Gasreservoir ist mit mindestens einer Gasfeder eines Energiespeichers verbunden. Es ist aber auch möglich, dass jede Gasfeder mit einem separaten Gasreservoir verbunden ist oder das ein einziges separates Gasreservoir mit allen oder mit einzelnen Gasfedern eines Energiespeichers verbunden ist.
Mindestens eine technische Wirkung dieser weiteren Ausführungsform ist es, dass eine gasdichte Verbindung zwischen den mindestens zwei Gasfedern realisiert werden kann. Dadurch wird sichergestellt, dass ein Druckabfall im Energiespeicher besser vermieden werden kann. Zudem wird das Kompressionsverhältnis reduziert und es wird ein Druckaufbau im Energiespeicher vermieden. Dies führt zu einer höheren Setzenergie des Arbeitsgerätes und einer Verlängerung der Lebensdauer des Arbeitsgerätes.
Mindestens eine weitere technische Wirkung dieser weiteren Ausführungsform ist es, dass durch die Verwendung eines separaten Gasreservoirs als Druckausgleichselement auch das zur Verfügung stehende Gasvolumen (auch Totvolumen genannt) erhöht wird. Dadurch sinkt der Druck in jedem einzelnen Gasfederzylinder bzw. der Gasfedern. Dadurch kann eine erhöhte Setzenergie im Arbeitsgerät und eine gleichmäßigere Energieabgabe realisiert werden. Dies führt zu einer höheren Setzenergie des Arbeitsgerätes und einer Verlängerung der Lebensdauer des Arbeitsgerätes.
Der Begriff "verbindendes Gasreservoir" im Rahmen dieser Erfindung beschreibt ein Speicher- und Verbindungselement für ein Gas - vorzugsweise Luft - welches luftundurchlässig ist, hohen Drücken standhält und ein Volumen bereitstellt, in welchem sich das Gas ausbreiten kann. In anderen Worten: Das verbindende Gasreservoir ist eine Kombination aus einer direkten Druckausgleichsverbindung und einem separaten Gasreservoir. Das verbindende Gasreservoir kann dabei aus einem Material wie Edelstahl, Alu oder Kupfer - im Allgemeinen einem Metall - hergestellt sein. Alternativ kann das verbindende Gasreservoir auch aus einem Kunststoff wie PVC oder Nylon oder einem Material, welches für einen 3D-Druck geeignet ist - im Allgemeinem aus einem Kunststoff hergestellt sein. Ein verbindendes Gasreservoir ist mit mindestens zwei Gasfedern eines Energiespeichers verbunden. Es ist aber auch möglich, dass jede Gasfeder mit jeder anderen Gasfeder des Energiespeichers über ein verbindendes Gasreservoir verbunden ist oder das ein einzelnes verbindendes Gasreservoir an jede einzelne Gasfeder eines Energiespeichers angeschlossen ist.
Mindestens eine technische Wirkung dieser weiteren Ausführungsform ist es, dass eine gasdichte Verbindung zwischen den mindestens zwei Gasfedern realisiert werden kann. Dadurch wird sichergestellt, dass ein Druckabfall im Energiespeicher besser vermieden werden kann. Zudem wird das Kompressionsverhältnis reduziert und es wird ein Druckaufbau im Energiespeicher vermieden. Dies führt zu einer höheren Setzenergie des Arbeitsgerätes und einer Verlängerung der Lebensdauer des Arbeitsgerätes.
Mindestens eine weitere technische Wirkung dieser weiteren Ausführungsform ist es, dass durch die Verwendung eines verbindenden Gasreservoirs als Druckausgleichselement auch das zur Verfügung stehende Gasvolumen (auch Totvolumen genannt) erhöht wird. Dadurch sinkt der Druck in jedem einzelnen Gasfederzylinder bzw. der Gasfedern. Dadurch kann eine erhöhte Setzenergie im Arbeitsgerät und eine gleichmäßigere Energieabgabe realisiert werden. Dies führt zu einer höheren Setzenergie des Arbeitsgerätes und einer Verlängerung der Lebensdauer des Arbeitsgerätes.
Der Begriff "integrierte Druckausgleichsverbindung" im Rahmen dieser Erfindung beschreibt ein Verbindungselement das luftundurchlässig ist, hohen Drücken standhält einen Hohlkörper mit einem beliebigen Querschnitt - beispielsweise rund oder rechteckig - aufweist und in ein Fixierelement oder einen Rollenhalter eingebaut werden kann. Der Begriff "Fixierelement" beschreibt dabei ein beliebiges Bauteil im Energieübertragungssystem an welchem mindestens zwei Gasfederzylinder fixiert oder gelagert werden. In diesem Fixierelement wird die integrierte Druckausgleichsverbindung, beispielsweise durch Bohren, Fräsen oder Kleben, integriert. Die integrierte Druckausgleichsverbindung kann dabei in ein Material wie Edelstahl, Alu oder Kupfer - im Allgemeinen einem Metall - integriert sein. Alternativ kann die integrierte Druckausgleichsverbindung auch in einem Kunststoff wie PVC oder Nylon oder einem Material, welches für einen 3D-Druck geeignet ist - im Allgemeinem aus einem Kunststoff integriert sein.
Mindestens eine technische Wirkung dieser weiteren Ausführungsform ist es, dass eine gasdichte Verbindung zwischen den mindestens zwei Gasfedern realisiert werden kann. Dadurch wird sichergestellt, dass ein Druckabfall im Energiespeicher besser vermieden werden kann. Zudem wird das Kompressionsverhältnis reduziert und es wird ein Druckaufbau im Energiespeicher vermieden. Dies führt zu einer höheren Setzenergie des Arbeitsgerätes und einer Verlängerung der Lebensdauer des Arbeitsgerätes.
Mindestens eine technische Wirkung dieser weiteren Ausführungsform ist es, dass durch die Verwendung des Fixierelements kein zusätzliches Element benötigt wird. Dadurch wird das Gewicht und die Größe des Arbeitsgerätes reduziert. Dies führt zu einer höheren Setzenergie des Arbeitsgerätes und einer Verlängerung der Lebensdauer des Arbeitsgerätes.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Erfindung ein Arbeitsgerät, wobei das Energieübertragungssystem ein Lagerverbindungselement umfasst, wobei das Lagerverbindungselement den Gasfederkolben und den Rollenhalter derart verbindet, dass mechanische Energie zwischen dem Gasfederkolben und dem Rollenhalter übertragen werden kann.
Mindestens eine technische Wirkung dieser weiteren Ausführungsform ist es, dass das Lagerverbindungselement Kräfte vom Rollenhalter oder Kräfte vom Gasfederkolben absorbiert und dafür sorgt, dass diese Kräfte nicht auf die Dichtung zwischen dem Gasfederkolben und dem Gasfederzylinder übertragen werden. Dies führt zu einer höheren Setzenergie des Arbeitsgerätes und einer Verlängerung der Lebensdauer des Arbeitsgerätes.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Erfindung ein Arbeitsgerät, wobei das Lagerverbindungselement zwei Verbindungsflächen zum Verbinden des Gasfederkolbens und des Rollenhalters aufweist, wobei die zwei Verbindungsflächen mindestens eine Kombination aus der folgenden Liste aufweisen:

i. Eine konkave Fläche und eine konvexe Fläche;
ii. Zwei konkave Flächen;
iii. Zwei konvexe Flächen;
iv. Eine konkave und eine ebene Fläche;
v. Zwei ebene Flächen;
vi. Eine konvexe Fläche und eine ebene Fläche.

Mindestens eine technische Wirkung dieser weiteren Ausführungsform ist es, dass das die zwei Verbindungsflächen des Lagerverbindungselement Kräfte vom Rollenhalter oder Kräfte vom Gasfederkolben absorbieren und dafür sorgen, dass diese Kräfte nicht auf die Dichtung zwischen dem Gasfederkolben und dem Gasfederzylinder übertragen werden. Dies führt zu einer höheren Setzenergie des Arbeitsgerätes und einer Verlängerung der Lebensdauer des Arbeitsgerätes.
Mindestens eine weitere technische Wirkung der Lagerverbindungsflächen ist es, dass Normalkräfte der Gasfeder an den Rollenhalter übertragen werden und Querkräfte durch eine ungenügende Führungsgenauigkeit des Rollenhalters nicht über die Dichtung abgeleitet werden. Somit kann eine momentfreie Übertragung der Gasfederkraft an den Rollenhalter erreicht werden. Die negativen Querkräfte auf die Gasfederkolbendichtung würden das Dichtvermögen verringern und somit die Lebensdauer der Dichtung reduzieren. In anderen Worten, ein Druckverlust führt zu einer reduzierten Eintreibenergie und zu einer reduzierten Gerätelebensdauer. Diese Effekte können mit dieser Ausführungsform vermieden werden.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung umfasst eine Gasfeder zur Speicherung von mechanischer Energie in einem Arbeitsgerät zum Eintreiben eines Befestigungselements in einen Untergrund, umfassend einen Gasfederzylinder und einen Gasfederkolben, wobei der Gasfederzylinder eine Aufnahme für eine deformierbare Schmutzdichtung aufweist.
Der Begriff "Aufnahme für eine deformierbare Schmutzdichtung" beschreibt dabei eine Fläche oder eine Stelle auf oder in oder an dem Gasfederzylinder, um einen mobiles Dichtungselement derart anzubringen, dass Staub -und andere Schmutz -oder Umweltpartikel möglichst nicht in die Gasfeder gelangen.
Mindestens eine technische Wirkung dieser weiteren Ausführungsform ist es, dass das Eindringen von Staub -und anderen Schmutz -oder Umweltpartikeln - in die Gasfeder reduziert und idealerweise verhindert wird. Zudem wird der Druck innerhalb einer Gasfeder konstant zu halten. Dies führt zu einer höheren Setzenergie des Arbeitsgerätes und einer Verlängerung der Lebensdauer des Arbeitsgerätes und der Gasfeder.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst der zweite Aspekt der Erfindung eine Gasfeder, wobei der Gasfederzylinder mindestens eine Aufnahme für ein Volumenanschlusselement zur Verbindung des Gasfederzylinders mit einem Druckausgleichselement, aufweist. Der Begriff "Volumenanschlusselement" beschreibt dabei eine Fläche oder eine Stelle auf oder in oder an dem Gasfederzylinder, um einen Druckausgleichselement derart anzubringen, dass ein Druckausgleich zwischen dem Gasfederzylinder und dem Druckausgleichselement erfolgt.
Mindestens eine technische Wirkung dieser weiteren Ausführungsform ist es, dass durch das Volumenanschlusselement in einer Gasfeder der Druck und die gespeicherte mechanische Energie mit einer anderen verbundenen Gasfeder verteilt werden kann. Dadurch wird das Kompressionsverhältnis in der Gasfeder reduziert und es wird ein Druckaufbau in der Gasfeder vermieden. Dies führt unmittelbar zu einer Verlängerung der Lebensdauer der Gasfeder.
Es folgen weitere optionale Ausführungsformen welche beliebig mit allen bisherigen Ausführungsformen des ersten und zweiten Aspektes und auch mit allen weiteren optionalen Ausführungsformen des ersten und zweiten Aspektes kombiniert oder spezifiziert werden können.
In einer weiteren optionalen Ausführungsform umfasst die Erfindung ein Arbeitsgerät, wobei der Energiespeicher mindestens zwei Gasfedern umfasst, wobei die mindestens zwei Gasfedern unterschiedliche Gasfederzylinderlängen aufweisen.
Mindestens eine technische Wirkung dieser weiteren optionalen Ausführungsform ist es, dass, dass die Expansionsgeschwindigkeit der beiden Gasfedern zueinander angepasst werden können. Durch die unterschiedlichen Gasfederzylinderlängen der Gasfedern ist auch ein unterschiedlicher Hub der Gasfederkolben innerhalb der zwei Gasfederzylindern möglich. Dies führt zu einer geringeren Kompression innerhalb der Gasfeder mit der geringeren Gasfederzylinderlänge und somit zu einer langsameren Expansionsgeschwindigkeit eben dieser Gasfeder im Vergleich zur Gasfeder mit der höheren Gasfederzylinderlänge. Falls die Abgabeenergien der Gasfedern unterschiedlich sein sollten, kann die Expansionsgeschwindigkeit der beiden Gasfedern jeweils individuell durch Änderung mindestens einer Gasfederzylinderlänge angepasst werden. Gibt beispielsweise eine Gasfeder zu viel Abgabeenergie ab als eine zweite Gasfeder, so kann die Gasfederzylinderlänge der ersten Gasfeder reduziert werden. Dies führt zur gleichmäßigeren Gesamtsetzenergie des Arbeitsgerätes und verlängert auch die Lebensdauer des Arbeitsgerätes.
In einer weiteren optionalen Ausführungsform umfasst die Erfindung ein Arbeitsgerät, wobei die Gasfeder mindestens einen Gasfederzylinder und dieser Gasfederzylinder ein Volumenteilungselement umfasst.
Der Begriff "Volumenteilungselement" umfasst dabei jedes Element, welches in einem Gasfederzylinder verbaut werden kann, um den Gasfederzylinder in zwei voneinander unabhängige, Gasfedern zu teilen. Dadurch entstehen zwei Gaszylinder, deren zu komprimierende Gase nicht direkt verbunden sind. Wird beispielsweise ein Gasfederzylinder A durch ein Volumenteilungselement getrennt, so entstehen die beiden Gasfederzylinder B und C daraus. Wird die Luft in Gasfederzylinder B komprimiert, so hat diese Kompression keine Auswirkung auf den Druck im Gasfederzylinder C. Gemäß der Definition des Begriffs "Gasfeder" im Rahmen dieser Erfindung, sind die Gasfederzylinder B und C somit jeweils Bestandteile von zwei unterschiedlichen Gasfedern.
Mindestens eine technische Wirkung dieser weiteren optionalen Ausführungsform ist es, dass die Gesamtabgabeenergie des Energieübertragungssystems verbessert wird. Die Expansionsgeschwindigkeit der beiden Gasfedern können zueinander angepasst werden. Durch die unterschiedlichen Gasfederzylinderlängen der Gasfedern ist auch ein unterschiedlicher Hub der Gasfederkolben innerhalb der zwei Gasfederzylindern möglich. Dies führt zu einer geringeren Kompression innerhalb der Gasfeder mit der geringeren Gasfederzylinderlänge und somit zu einer langsameren Expansionsgeschwindigkeit eben dieser Gasfeder im Vergleich zur Gasfeder mit der höheren Gasfederzylinderlänge. Falls die Abgabeenergien der Gasfedern unterschiedlich sein sollten, kann die Expansionsgeschwindigkeit der beiden Gasfedern jeweils individuell durch Änderung mindestens einer Gasfederzylinderlänge angepasst werden. Gibt beispielsweise eine Gasfeder zu viel Abgabeenergie ab als eine zweite Gasfeder, so kann die Gasfederzylinderlänge der ersten Gasfeder - durch die entsprechende Positionierung des Volumenteilungselements - reduziert werden. Dies führt zur gleichmäßigeren Gesamtsetzenergie des Arbeitsgerätes und verlängert auch die Lebensdauer des Arbeitsgerätes.
In einer weiteren optionalen Ausführungsform umfasst die Erfindung ein Arbeitsgerät, wobei das Energieübertragungssystem ein Druckregulierungselement zur Vermeidung eines Druckaufbaus im variablen Volumen, umfasst, wobei das Druckregulierungselement mindestens eines der folgenden ist:

i. eine Auslassöffnung;
ii. ein flüchtiges Gewinde;
ii. ein Rückschlagventil;
iii. ein Filterelement.

Der Begriff "Auslassöffnung" umfasst einen formschlüssigen Abschluss des Verbindungselements und/oder der deformierbaren Schutzdichtung versehen mit einer Öffnung - beispielsweise eine Bohrung oder ein Loch.
Mindestens eine technische Wirkung dieser weiteren optionalen Ausführungsform ist es, dass sobald der Druck im inneren der deformierbaren Schutzdichtung steigt, hebt sich die deformierbare Schutzdichtung an einer angefasten Kante derart an, dass der überschüssige Druck kann durch die Auslassöffnung entweichen. Dies führt zur Vermeidung eines Druckaufbaus innerhalb des variablen Volumens und somit auch zu einer höheren Lebensdauer des Arbeitsgerätes.
Der Begriff "flüchtiges Gewinde" umfasst ein nicht abgedichtetes Gewinde am Gasfederzylinder und/oder am Verbindungselement.
Mindestens eine technische Wirkung dieser weiteren optionalen Ausführungsform ist es, dass, durch die natürliche Flüchtigkeit Luft durch die Gewindegänge entweichen kann. Dieser Effekt kann verbessert werden, indem dem Gewinde, ähnlich wie bei einem PET-Flaschendeckel, Schnitte in Achsrichtung des Gewindes eingefügt werden. Dies führt zur Vermeidung eines Druckaufbaus innerhalb des variablen Volumens und somit auch zu einer höheren Lebensdauer des Arbeitsgerätes.
Der Begriff "Rückschlagventil" umfasst ein zusätzliches Ventil am Gasfederzylinder und/oder am Verbindungselement.
Mindestens eine technische Wirkung dieser weiteren optionalen Ausführungsform ist es, dass, durch das Rückschlagventil, überschüssiger Druck bei Überdruck nach Außen entweichen kann. Dies führt zur Vermeidung eines Druckaufbaus innerhalb des variablen Volumens und somit auch zu einer höheren Lebensdauer des Arbeitsgerätes.
Der Begriff "Filterelement" umfasst ein zusätzliches Metallteil am Gasfederzylinder und/oder am Verbindungselement. Das zusätzliche Metallteil umfasst eine Öffnung mit einem Filterelement.
Mindestens eine technische Wirkung dieser weiteren optionalen Ausführungsform ist es, dass, die Öffnung einen Druckausgleich nach Außen herstellt und gleichzeitig durch das Filterelement kein Schmutz in das Energieübertragungssystem gelangen kann. Dies führt zur Vermeidung eines Druckaufbaus innerhalb des variablen Volumens und somit auch zu einer höheren Lebensdauer des Arbeitsgerätes.
In einer weiteren optionalen Ausführungsform umfasst die Erfindung ein Arbeitsgerät, wobei der Gasfederzylinder und der Gasfederkolben derart zueinander angeordnet sind, dass der Gasfederzylinder und der Gasfederkolben gegeneinander verschiebbar sind und/oder der Gasfederkolben in dem Gasfederzylinder bewegbar ist. Im Rahmen dieser Erfindung wird eine derartige Anordnung von Gasfederzylinder und Gasfederkolben auch als "Teleskop-Gasfeder" bezeichnet.
Mindestens eine technische Wirkung dieser weiteren optionalen Ausführungsform ist es, dass sowohl der Gasfederzylinder als auch der Gasfederkolben eine Expansionsbeschleunigung erfahren und somit jeweils auch eine Expansionsgeschwindigkeit aufweisen. Durch die Integration der Teleskop-Gasfeder in das Energieübertragungssystem kann somit bei erhöhter Geschwindigkeit des Energieübertragungselements gleichzeitig die Expansionsgeschwindigkeit der Teleskop-Gasfeder reduziert werden, da der Expansionsimpuls auf zwei Körper den Gasfederkolben und den Gasfederzylinder - übertragen wird. Dies führt zu einer höheren Setzenergie des Arbeitsgerätes und einer Verlängerung der Lebensdauer des Arbeitsgerätes.
Mindestens eine weitere technische Wirkung dieser weiteren optionalen Ausführungsform ist es, dass nur zwischen dem Gasfederkolben und dem Gasfederzylinder nur eine Dichtung benötigt wird, da der Gasfederzylinder und der Gasfederkolben gegeneinander verschiebbar sind. Somit wird eine kleinere Anzahl von Dichtungen im Arbeitsgerät benötigt und dadurch eine verlässlichere Gesamtdichtung des Arbeitsgerätes realisiert. Dies führt zu einer Verlängerung der Lebensdauer des Arbeitsgerätes, da die Teleskop-Gasfeder weniger Verschleiß erfährt.
In einer weiteren optionalen Ausführungsform umfasst die Erfindung ein Arbeitsgerät, wobei der Gasfederkolben und der Rollenhalter jeweils eine Empfangsfläche zur Kraftübertragung über das Lagerverbindungselement aufweisen, wobei die Empfangsfläche des Gasfederkolbens und die Empfangsfläche des Rollenhalters mindestens eine Empfangsfläche aus der folgenden Liste aufweisen:

i. eine konkave Fläche;
ii. eine konvexe Fläche;
iii. eine ebene Fläche.

Mindestens eine technische Wirkung dieser weiteren optionalen Ausführungsform ist es, dass das die Empfangsfläche des Rollenhalters die angreifenden Kräfte an der Verbindungsfläche des Lagerverbindungselements absorbiert und/oder die Empfangsfläche des Gasfederkolbens mechanische Kräfte an die Verbindungsfläche des Lagerverbindungselements weiterleitet. Hierdurch werden mechanische Kräfte nicht auf die Dichtung zwischen dem Gasfederkolben und dem Gasfederzylinder übertragen. Dies führt zu einer höheren Setzenergie des Arbeitsgerätes und einer Verlängerung der Lebensdauer des Arbeitsgerätes.
In einer weiteren optionalen Ausführungsform umfasst die Erfindung ein Arbeitsgerät, wobei die Gasfeder zwischen dem Gasfederkolben und dem Gasfederzylinder mindestens eine Gasfederkolbendichtung zur Reduzierung eines Luftdruckabfalls innerhalb der Gasfeder aufweist.
Mindestens eine technische Wirkung dieser weiteren optionalen Ausführungsform ist, dass der Druckverlust innerhalb des Gasfederkolbens reduziert beziehungsweise der Druck aufrechterhalten wird. Dies führt zu einer höheren Setzenergie des Arbeitsgerätes und einer Verlängerung der Lebensdauer des Arbeitsgerätes.
Mindestens eine technische Wirkung dieser weiteren optionalen Ausführungsform ist, dass durch eine Abdichtung am Kolbenkopf die Gasfeder vor dem Eindringen von Staub -oder Umwelt- oder anderen Schmutzpartikeln geschützt wird. Dies führt zu einer höheren Setzenergie des Arbeitsgerätes und einer Verlängerung der Lebensdauer des Arbeitsgerätes.
In einer weiteren optionalen Ausführungsform umfasst die Erfindung ein Arbeitsgerät, wobei die Gasfeder einen äußeren Gasfederzylinder und einen inneren Gasfederzylinder umfasst, wobei der äußere Gasfederzylinder und der innere Gasfederzylinder die gleiche Zylinderachse aufweisen und der äußere Gasfederzylinder und der innere Gasfederzylinder unterschiedliche Durchmesser aufweisen.
Mindestens eine technische Wirkung dieser weiteren optionalen Ausführungsform ist, dass der äußere Gasfederzylinder und der innere Gasfederzylinder derart miteinander verbunden sind, dass das Totvolumen in der Gasfeder durch den äußeren Gasfederzylinder signifikant erhöht wird. Dadurch sinkt der Druck innerhalb der Gasfeder und es kann eine erhöhte Setzenergie im Arbeitsgerät und eine gleichmäßigere Energieabgabe realisiert werden. Dies führt zu einer höheren Setzenergie des Arbeitsgerätes und einer Verlängerung der Lebensdauer des Arbeitsgerätes.
In einer weiteren optionalen Ausführungsform umfasst die Erfindung ein Arbeitsgerät, wobei das Energieübertragungssystem eine deformierbare Schmutzdichtung umfasst, wobei die deformierbare Schmutzdichtung ein variables Volumen zwischen dem Gasfederkolben und dem Rollenhalter abdichtet.
Mindestens eine technische Wirkung dieser weiteren optionalen Ausführungsform ist es, dass das Eindringen von Staub -und anderen Schmutzpartikeln in das Energieübertragungssystem und speziell in eine Gasfeder reduziert und idealerweise verhindert wird. Zudem unterstützt diese weitere Ausführungsform den Druck innerhalb einer Gasfeder konstant zu halten. Dies führt zu einer höheren Setzenergie des Arbeitsgerätes und einer Verlängerung der Lebensdauer des Arbeitsgerätes.
In einer weiteren optionalen Ausführungsform umfasst die Erfindung ein Arbeitsgerät, wobei die Gasfeder ein Hilfselement umfasst, wobei das Hilfselement ein Dämpfer zur Absorption von Energie und/oder eine komprimierbare Dichtung zur Verringerung des Druckverlustes in der Gasfeder, ist.
Mindestens eine weitere technische Wirkung dieser weiteren optionalen Ausführungsform ist es, dass das Hilfselement Teile der mechanischen Energie, die nicht auf das Energieübertragungselement übertragen werden, absorbiert und dadurch verhindert, dass das Arbeitsgerät und auch die Hand des Nutzers des Arbeitsgeräts diese mechanische Energie erfährt. Dies führt zu einer Verlängerung der Lebensdauer des Arbeitsgerätes.
Mindestens eine weitere technische Wirkung dieser weiteren optionalen Ausführungsform ist es, dass das Hilfselement unterstützt den Druck im Gasfederzylinder aufrecht zu erhalten. Dies führt zu einer höheren Setzenergie des Arbeitsgerätes und einer Verlängerung der Lebensdauer des Arbeitsgerätes. Das Hilfselement kann fest am Gasfederzylinder oder fest am Gasfederkolben oder lose innerhalb des Gasfederzylinders positioniert sein.
In einer weiteren optionalen Ausführungsform umfasst die Erfindung ein Arbeitsgerät, wobei das Energieübertragungssystem ein Lagerverbindungselement umfasst, wobei das Lagerverbindungselement den Gasfederzylinder und den Rollenhalter derart verbindet, dass mechanische Energie zwischen dem Gasfederzylinder und dem Rollenhalter übertragen werden kann.
Mindestens eine technische Wirkung dieser weiteren optionalen Ausführungsform ist, dass Lagerverbindungselement Kräfte vom Rollenhalter oder Kräfte vom Gasfederzylinder absorbiert und dafür sorgt, dass diese Kräfte nicht auf den Gasfederzylinder übertragen werden. Dies führt zu einer höheren Setzenergie des Arbeitsgerätes und einer Verlängerung der Lebensdauer des Arbeitsgerätes.
In einer weiteren optionalen Ausführungsform umfasst die Erfindung ein Arbeitsgerät, wobei der Gasfeder ein Abstreifelement zwischen dem Gasfederzylinder und dem Gasfederkolben umfasst.
Mindestens eine technische Wirkung dieser weiteren optionalen Ausführungsform ist, dass der Druckverlust innerhalb des Gasfederkolbens reduziert beziehungsweise der Druck aufrechterhalten wird. Dies führt zu einer höheren Setzenergie des Arbeitsgerätes und einer Verlängerung der Lebensdauer des Arbeitsgerätes.
Mindestens eine technische Wirkung dieser weiteren optionalen Ausführungsform ist, dass durch das Abstreifelement die Gasfeder vor dem Eindringen von Staub -oder Umwelt- oder anderen Schmutzpartikeln geschützt wird. Dies führt zu einer höheren Setzenergie des Arbeitsgerätes und einer Verlängerung der Lebensdauer des Arbeitsgerätes.

Ausführungsbeispiele

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

Figur 1 zeigt einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Gasfeder in einem nicht komprimierten Zustand (Figur 1a) und einem komprimierten Zustand (Figur 1a). Die erfindungsgemäße Ausführungsform einer Gasfeder umfasst einen Gasfederzylinder und einen Gasfederkolben.
Figur 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Energiespeicher in einer Isometrischen Ansicht (Figur 2a) und einen Längsschnitt einer Isometrischen Ansicht (Figur 2b). Die erfindungsgemäße Ausführungsform eines Energiespeichers umfasst zwei Gasfedern, welche durch ein Druckausgleichselement miteinander verbunden sind.
Figur 3 zeigt einen erfindungsgemäßen Energiespeicher in einer Isometrischen Ansicht (Figur 3a) und einen Längsschnitt einer Isometrischen Ansicht (Figur 3b). Die erfindungsgemäße Ausführungsform eines Energiespeichers umfasst vier Gasfedern, welche durch ein Druckausgleichselement miteinander verbunden sind.
Figur 4 zeigt ein erfindungsgemäßes Energieübertragungssystem in einer Seitenansicht (Figur 4a), einer geschnittenen Seitenansicht (Figur 4b) und eine Vergrößerung eines Ausschnittes geschnittenen Seitenansicht (Figur 4c). Die erfindungsgemäße Ausführungsform eines Energieübertragungssystems umfasst zwei Gasfedern in einem expandierten Zustand.
Figur 5 zeigt ein erfindungsgemäßes Energieübertragungssystem in einer Seitenansicht (Figur 5a), einer geschnittenen Seitenansicht (Figur 5b) und eine Vergrößerung eines Ausschnittes geschnittenen Seitenansicht (Figur 5c). Die erfindungsgemäße Ausführungsform eines Energieübertragungssystems umfasst zwei Gasfedern in einem komprimierten Zustand.
Figur 6 zeigt eine geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Arbeitsgerätes Die erfindungsgemäße Ausführungsform eines Arbeitsgerätes umfasst zwei Gasfedern.

Figur 1 zeigt einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Gasfeder 210 in einem nicht komprimierten Zustand (Figur 1a) und einem komprimierten Zustand (Figur 1b). Die erfindungsgemäße Ausführungsform der Gasfeder 210 umfasst einen Gasfederzylinder 212 und einen Gasfederkolben 214. Die Besonderheit dieser Ausführungsform besteht darin, dass sowohl der Gasfederzylinder 212 als auch der Gasfederkolben 214 entlang der Achse A zueinander gegeneinander verschiebbar sind. Somit kann die Komprimierung des Gases durch die Bewegung des Gasfederzylinders 212 und/oder durch die Bewegung des Gasfederkolbens 214 erfolgen. Der Gasfederkolben 214 dieser erfindungsgemäßen Gasfeder 210 weist eine Gasfederkolbendichtung 216 am Gasfederkolben 214 auf. Die Gasfederkolbendichtung 216 dient dazu den Druck in der Gasfeder 210 aufrecht zu erhalten. Rechts und links von der Gasfederkolbendichtung 216 umfasst die Gasfeder 210 jeweils zwei Gleitelemente (hier nicht dargestellt) damit keine Kraft zur Führung des Gasfederkolbens 214 im Gasfederzylinder 212 auf die Gasfederkolbendichtung 216 übertragen wird.
Figur 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Energiespeicher 300 in einer Isometrischen Ansicht (Figur 2a) und in einem Längsschnitt einer Isometrischen Ansicht (Figur 2b). Die erfindungsgemäße Ausführungsform des Energiespeichers 300 umfasst zwei Gasfedern 310 welche durch ein Druckausgleichselement 360 - in Form eines separaten Gasreservoirs - miteinander verbunden sind.
Das separate Gasreservoir ist in dieser Ausführungsform als Gastank ausgestaltet und umfasst jeweils ein Volumenanschlusselement 370 zur Verbindung der Gasfederzylinder 312 mit dem Druckausgleichselement 360. Die beiden Gasfedern 310 weisen die gleiche Ausgestaltungsform auf und umfassen jeweils einen Gasfederzylinder 312 und jeweils zwei Gasfederkolben 314. Die insgesamt vier Gasfederkolben 314 dieses erfindungsgemäßen Energiespeichers 300 weisen jeweils eine Gasfederkolbendichtung 316 am Gasfederkolben 314 auf. Rechts und links von der Gasfederkolbendichtung 316 umfasst die jeweilige Gasfeder 310 jeweils zwei Gleitelemente (hier nicht dargestellt) damit keine Kraft zur Führung eines Gasfederkolbens 314 in einem Gasfederzylinder 312 auf die Gasfederkolbendichtung 316 übertragen wird. Zudem weisen alle vier Gasfederkolben 314 eine konkave Empfangsfläche 318, zur Aufnahme des Lagerverbindungselements 350, auf.
Die Ausführungsform des Energiesystems 300 umfasst insgesamt vier Lagerverbindungselemente 350 mit jeweils einer konvexen Verbindungsfläche 352, welche jeweils zu einer konkaven Empfangsfläche 318 eines Gasfederkolbens 314 angrenzt. Darüber hinaus umfasst jedes der insgesamt vier Lagerverbindungselemente 350 zusätzlich jeweils eine weitere konvexe Verbindungsfläche 351, welche jeweils zu einer konkaven Empfangsfläche eines Rollenhalters (hier nicht gezeigt) angrenzt.
In Figur 3b erkennt man, dass die dargestellte Ausführungsform zwei Gasfedern 310 im extrahierten Zustand zeigt. In diesem Zustand ist der Gasfederkolben 314 jeweils am äußeren Ende des Gasfederzylinders 312 positioniert. An diesem äußeren Ende umfasst jeder Gasfederzylinder 312 jeweils ein Hilfselement 340, wobei das Hilfselement 340 in dieser Ausführungsform sowohl eine Energie absorbierende als auch eine dichtende Wirkung aufweist.
Am jeweils äußeren Ende der zwei Gasfederzylinder 312 ist ein Verbindungselement 380 angebracht. Dieses Verbindungselement 380 dient dazu die deformierbare Schmutzdichtung 330 an dem Gasfederzylinder 312 anzubringen. In anderen Ausführungsformen wird dieses Verbindungselement 380 nicht benötigt, da die deformierbare Schmutzdichtung 330 direkt an dem Gasfederzylinder 312 angebracht sein kann oder das Verbindungselement 380 ist ein integraler Teil des Gasfederzylinders 312 oder das Verbindungselement 380 ist ein integraler Teil der deformierbaren Schmutzdichtung 330.
Figur 3 zeigt einen erfindungsgemäßen Energiespeicher 400 in einer Isometrischen Ansicht (Figur 3a) und in einem Längsschnitt einer Isometrischen Ansicht (Figur 3b). Die erfindungsgemäße Ausführungsform des Energiespeichers 400 umfasst vier Gasfedern 410, welche durch ein Druckausgleichselement 460 - in Form eines verbindenden Gasreservoirs - miteinander verbunden sind.
Das verbindende Gasreservoir ist in dieser Ausführungsform als umschließender Gastunnel ausgestaltet und umfasst insgesamt acht Volumenanschlusselemente 470 zur Verbindung der Gasfederzylinder 412 mit dem Druckausgleichselement 460.
Figur 4b zeigt eine Besonderheit dieser Ausführungsform auf: Die beiden geschnitten dargestellten Gasfedern 410 in Figur 4b zeigen, dass die jeweiligen Gasfederzylinder 412 nicht durchgängig sind, sondern in der Mitte durch die Volumenanschlusselemente 470, unterbrochen werden. Da die dazugehörigen Gaszylinderkolben 414 aber das selben Volumen von zwei Seiten komprimieren, wird eine Gasfederzylinder 412 weiterhin als eine Gasfeder betrachtet, trotz Unterbrechung des Gasfederzylinders 412. Diese Betrachtungsweise ist konsistent mit der Definition des Begriffs "Gasfeder" im Rahmen dieser Erfindung.
Die insgesamt acht Gasfederkolben 414 dieses erfindungsgemäßen Energiespeichers 400 weisen jeweils eine Gasfederkolbendichtung (nicht dargestellt) am Gasfederkolben 414 auf. Rechts und links von der Gasfederkolbendichtung umfasst die jeweilige Gasfeder 410 jeweils zwei Gleitelemente (hier nicht dargestellt) damit keine Kraft zur Führung eines Gasfederkolbens 414 in einem Gasfederzylinder 412 auf die Gasfederkolbendichtung übertragen wird.
Zudem weisen alle acht Gasfederkolben 414 eine ebene Empfangsfläche 418 zur Aufnahme des Lagerverbindungselements 450 auf. Die Ausführungsform des Energiespeichers 400 umfasst insgesamt acht Lagerverbindungselemente 450 mit jeweils einer ebenen Verbindungsfläche, welche jeweils zu einer ebenen Empfangsfläche 418 eines Gasfederkolbens 414 angrenzt. Darüber hinaus umfasst jedes der insgesamt acht Lagerverbindungselemente 450 zusätzlich jeweils eine ebene Verbindungsfläche 451, welche jeweils zu einer konkaven Empfangsfläche eines Rollenhalters (hier nicht gezeigt) angrenzt.
In Figur 4b erkennt man, dass die dargestellte Ausführungsform vier Gasfedern 410 im extrahierten Zustand zeigt. In diesem Zustand ist der Gasfederkolben 414 jeweils am äußeren Ende des Gasfederzylinders 412 positioniert. An diesem äußeren Ende umfasst der Gasfederzylinder 412 ein Hilfselement 440, wobei das Hilfselement 440 in dieser Ausführungsform sowohl eine Energie absorbierende als auch eine dichtende Wirkung aufweist.
Figur 4 zeigt ein erfindungsgemäßes Energieübertragungssystem in einer Seitenansicht (Figur 4a), einer geschnittenen Seitenansicht (Figur 4b) und eine Vergrößerung eines Ausschnittes geschnittenen Seitenansicht (Figur 4c). Figur 4 zeigt die erfindungsgemäße Ausführungsform des Energieübertragungssystems 100 welches zwei Rollenhalter 120, ein Kompressionselement 121, ein Energieübertragungsband 124 und ein Energieübertragungselement 122 umfasst. Zudem zeigt das Energieübertragungssystems 100 zwei Gasfedern 110 in einem expandierten Zustand.
Der expandierte Zustand ist daran erkennbar, dass die vier Gasfederkolben 114 von der Gasfeder 110 maximal weit innerhalb der beiden Gasfederzylinder 112 voneinander entfernt sind. Zudem sind auch die vier deformierbaren Schmutzdichtungen 130 in einem expandierten und nicht komprimierten Zustand. In der geschnittenen Seitenansicht (Figur 4b) sind außerdem die Rollenelemente 123 erkennbar.
Figur 4b und Figur 4c zeigen zudem vier Lagerverbindungselemente 150, welche im Energieübertragungssystem 100 darstellt. In der gezeigten Ausführungsform umfasst das Energieübertragungssystem 100 zwischen den deformierbaren Schmutzdichtungen 130 und den Gasfederzylindern 112 jeweils ein Verbindungselement.
In Figur 4c ist zu erkennen, dass das Verbindungselement außen am Gasfederzylinder 114 positioniert ist. Die deformierbare Schmutzdichtung 130 ist wiederum außen am Verbindungselement angebracht. Am entgegenliegenden Ende ist die deformierbare Schmutzdichtung 130 direkt am Rollenhalter 120 angebracht. Dadurch wird die Integration der deformierbaren Schmutzdichtung 130 in das Energieübertragungssystem 100 möglich.
Figur 4c zeigt zudem, dass das Lagerverbindungselement 150 zwei konvexe Verbindungsflächen 151 und 152 umfasst. Im Gegensatz dazu weisen sowohl der Rollenhalter 120 als auch der Gasfederkolben 114jeweils eine konkave Empfangsfläche 118 auf. Dadurch werden der Rollenhalter 120 und der Gasfederkolben 114 miteinander verbunden.
Figur 5 zeigt ein erfindungsgemäßes Energieübertragungssystem in einer Seitenansicht (Figur 5a), einer geschnittenen Seitenansicht (Figur 5b) und eine Vergrößerung eines Ausschnittes geschnittenen Seitenansicht (Figur 5c). Die erfindungsgemäße Ausführungsform eines Energieübertragungssystems 100 entspricht derselben Ausführung wie in Figur 4 gezeigt, jedoch im komprimierten Zustand des Energieübertragungssystem 100.
Der komprimierte Zustand ist daran erkennbar, dass die Gasfederkolben 114 von der Gasfeder 110 sich sehr nah innerhalb des jeweiligen Gasfederzylinders 112 beieinander befinden. Zudem sind auch die vier deformierbaren Schmutzdichtungen 130 in einem stark komprimierten Zustand und nicht expandierten Zustand.
Figur 6 zeigt eine geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Arbeitsgerätes Die erfindungsgemäße Ausführungsform eines Arbeitsgerätes umfasst zwei Gasfedern. Die erfindungsgemäße Ausführungsform des Arbeitsgerätes 591 umfasst ein Energieübertragungssystem 100 in einem nicht komprimierten Zustand, wie in Figur 4 gezeigt. Zudem umfasst das Arbeitsgerät eine elektrische Energiequelle 119 (hier ein Akku), ein Magazin zur Aufnahme von Befestigungselementen, einen elektrischen Motor (hier nicht dargestellt) und einen Auslöser 194.
Das Energieübertragungssystem 100 umfasst zur Speicherung von mechanischer Energie einen Energiespeicher mit zwei Gasfedern 110 jeweils umfassend einen Gasfederzylinder 112 und jeweils zwei Gasfederkoben 114. Darüber hinaus umfasst das Energieübertragungssystem 100 zwei Rollenhalter 120 mit insgesamt vier Rollenelementen 123 - also zwei Rollenelemente 123 per Rollenhalter 120 -, ein Energieübertragungsband 124, eine Kompressionselement 121 und ein Energieübertragungselement 122 (auch Arbeitskolben genannt) zum Eintreiben eines Befestigungselements in einen Untergrund. Um ein Befestigungselement in einen Untergrund eintrieben zu können, wird zunächst elektrische Energie aus der elektrischen Energiequelle 119 entnommen und einem elektrischen Motor (hier nicht dargestellt) zugeführt. Der elektrische Motor wandelt die elektrische Energie in eine Rotationsbewegung um, welche wiederum das Kompressionselement 121 in eine translatorische Bewegung versetzt. Bewegt sich das Kompressionselement 121 in Setzrichtung, so bewegen sich auch die Rollenhalter 120 und somit auch jeweils deren beiden Rollenelemente 123 aufeinander zu. Dadurch werden die zwei Gasfedern 110 des Energieübertragungssystems 100 komprimiert und speichern mechanische Energie. Die gespeicherte mechanische Energie im Energiespeicher wird durch Betätigen des Auslösers 194 mittels des Energieübertragungsbandes 124 auf das Energieübertragungselement 122 übertragen und ein Befestigungselement in einen Untergrund getrieben.

Claims

Arbeitsgerät (591) zum Eintreiben eines Befestigungselements in einen Untergrund, umfassend ein Energieübertragungssystem (100), wobei das Energieübertragungssystem (100) ein Kompressionselement (121), einen Rollenhalter (120), ein Energieübertragungsband (124), ein Energieübertragungselement (122) und einen Energiespeicher zur Speicherung von mechanischer Energie umfasst, wobei der Energiespeicher eine Gasfeder (110) mit einem Gasfederzylinder (112) und einem Gasfederkolben (114), umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Energieübertragungssystem (100) eine deformierbare Schmutzdichtung (130) umfasst, wobei die deformierbare Schmutzdichtung (130) ein variables Volumen zwischen der Gasfeder (110) und dem Rollenhalter (120) umschließt.
Arbeitsgerät (591) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die deformierbare Schmutzdichtung (130) das variable Volumen zwischen dem Gasfederzylinder (112) und dem Rollenhalter (120) und/oder dem Gasfederkolben (114) und dem Rollenhalter (120) umschließt.
Arbeitsgerät (591) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Energieübertragungssystem (100) ein Druckregulierungselement zur Vermeidung eines Druckaufbaus im variablen Volumen, umfasst.
Arbeitsgerät (591) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die deformierbare Schmutzdichtung (130) ein Faltenbalg oder ein Rollbalg ist.
Arbeitsgerät (591) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das variable Volumen durch ein Volumenverbindungselement mit einem variablen Teilvolumen des Gasfederzylinders (112) verbunden ist.
Arbeitsgerät (591) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasfeder (110) genau einen Gasfederzylinder (112) und mindestens zwei Gasfederkolben (114) umfasst, wobei beide Gasfederkolben (114) in dem Gasfederzylinder (112) bewegbar sind.
Arbeitsgerät (591) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasfeder (110) ein Energiesynchronisationselement zur Angleichung der Gasfederkolben (114) umfasst.
Arbeitsgerät (591) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Energiesynchronisationselement ein Anschlagselement oder ein Lochblendenelement ist.
Arbeitsgerät (591) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher mindestens zwei Gasfedern (110) oder mindestens vier Gasfedern (110), umfasst.
Arbeitsgerät (591) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Gasfederzylinder (112) mit einem Druckausgleichselement verbunden ist.
Arbeitsgerät (591) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckausgleichselement mindestens eine der folgenden Elemente ist:
i. direkte Druckausgleichsverbindung;

ii. separates Gasreservoir;

iii. verbindendes Gasreservoir;

iv. integrierte Druckausgleichsverbindung.
Arbeitsgerät (591) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Energieübertragungssystem (100) ein Lagerverbindungselement (150) umfasst, wobei das Lagerverbindungselement (150) den Gasfederkolben (114) und den Rollenhalter (120) derart verbindet, dass mechanische Energie zwischen dem Gasfederkolben (114) und dem Rollenhalter (120) übertragen werden kann.
Arbeitsgerät (591) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerverbindungselement (150) zwei Verbindungsflächen (151, 152) zum Verbinden des Gasfederkolbens (114) und des Rollenhalters (120) aufweist, wobei die zwei Verbindungsflächen (151, 152) mindestens eine Kombination aus der folgenden Liste aufweisen:
i. Eine konkave Fläche und eine konvexe Fläche;

ii. Zwei konkave Flächen;

iii. Zwei konvexe Flächen;

iv. Eine konkave und eine ebene Fläche;

v. Zwei ebene Flächen;

vi. Eine konvexe Fläche und eine ebene Fläche.
Gasfeder (110) zur Speicherung von mechanischer Energie in einem Arbeitsgerät (591) zum Eintreiben eines Befestigungselements in einen Untergrund, umfassend einen Gasfederzylinder (112) und einen Gasfederkolben (114), dadurch gekennzeichnet, dass der Gasfederzylinder (112) eine Aufnahme für eine deformierbare Schmutzdichtung (130) aufweist.
Gasfeder (110) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasfederzylinder (112) mindestens eine Aufnahme für ein Volumenanschlusselement zur Verbindung des Gasfederzylinders (112) mit einem Druckausgleichselement, aufweist.