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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Eintreiben eines Befestigungselements gemäss dem Patentanspruch 1 und ein Verfahren zum Eintreiben eines Befestigungselements in einen Untergrund gemäss dem Patentanspruch 10 sowie ein Energieübertragungselement gemäss dem Patentanspruch 15.
Technologischer Hintergrund
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Für das Eintreiben von Nägeln und Elementen in Untergründe wie Holz, Stahl und Beton gibt es verschiedene Antriebskonzepte. Die Eintreibenergie wird für Anwendungen mit hohem Eintreibenergiebedarf mit Treibladungskartuschen bereitgestellt. Für jedes Befestigungselement wird eine Treibladung benötigt. Für mittlere Eintreibenergien werden auf Gasverbrennung basierende Geräte und Druckluftgeräte mit einem stationären Kompressor verwendet. Bei geringem Eintreibenergiebedarf gibt es Geräte, die batteriebetrieben sind.
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Zum Eintreiben von Nägeln braucht es eine hohe Leistung. Akkus / Batterien haben eine hohe Energiedichte können jedoch nur eine sehr begrenzte Leistung bieten. Daher wird bei allen batteriebetriebenen Geräten ein Energiezwischenspeicher benötigt. Der Energiezwischenspeicher ermöglicht die Energie in sehr kurzer Zeit freizugeben. So kann man die hohe Leistung erreichen.
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Der allgemeine Trend geht dahin, die batteriebetriebenen Geräte auch in Bereiche höherer Eintreibenergie zu bringen. Damit können die verbrennungsbasierten Geräte ersetzt werden. Batteriebetriebene Geräte sind einfacher in der Handhabung, günstiger und haben eine deutlich bessere CO2 Bilanz als verbrennungsbasierte Geräte.
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Bei Eintreibgeräten ist es bekannt, mechanische Energie vorübergehend in einem mechanischen Energiespeicher zu speichern und diese schlagartig mithilfe eines Setzkolbens auf ein Befestigungselement zu übertragen. Wenn ein zu langes Befestigungselement für Befestigung des Werkstücks verwendet wird oder wenn ein langes Befestigungselement direkt auf harten Untergrund gesetzt wird, wird der Setzkolben stark abgebremst und die verbleibende Energie im Energiespeicher bewirkt einen massiven Rückstoss des Eintreibgeräts. Je grösser die Geräteenergie und je länger das Befestigungselement, desto grösser der Rückstoss.
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Aus dem Stand der Technik ist die
WO 2015/082262 A1 bekannt. Dort ist eine Vorrichtung zum Eintreiben eines Befestigungselements in einen Untergrund offenbart, welche einen mechanischen Energiespeicher zum Speichern mechanischer Energie; ein Energieübertragungselement zum Übertragen von Energie von dem mechanischen Energiespeicher auf das Befestigungselement; eine Energieübertragungseinrichtung zum Übertragen von Energie von einer Energiequelle auf den mechanischen Energiespeicher sowie ein Gehäuse mit einem ersten und einem zweiten Gehäuseteil aufweist. Das erste Gehäuseteil ist mit dem zweiten Gehäuseteil verbunden, um zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuseteil einen Innenraum zu bilden, in dem der mechanische Energiespeicher angeordnet ist.
Darstellung der Erfindung
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin mindestens einen der Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden. Insbesondere soll eine verbesserte Vorrichtung zum Eintreiben eines Befestigungselements in einen Untergrund geschaffen werden, bei der der Rückstoss der Vorrichtung, während eines Eintreibprozesses eines Befestigungselements, minimierbar ist. Es soll ein verbessertes Verfahren zum Eintreiben eines Befestigungselements sowie ein verbessertes Energieübertragungselement geschaffen werden.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Figuren und in den abhängigen Patentansprüchen dargelegt.
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Eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum Eintreiben eines Befestigungselements in einen Untergrund umfasst ein Gehäuse, einen Energiespeicher zur Speicherung von Energie, ein Energieübertragungselement zur Übertragung von Energie aus dem Energiespeicher auf das Befestigungselement, wobei das Energieübertragungselement ausgebildet ist, sich im Gehäuse von einer ersten Position hin zu zumindest einer zweiten Position zu bewegen, sowie eine Energieübertragungseinrichtung zur Übertragung von Energie aus dem Energiespeicher auf das Energieübertragungselement, wobei die Energieübertragungseinrichtung zumindest eine erste Energieübertragungseinheit aufweist. Das Energieübertragungselement weist einen Koppelabschnitt auf, der zumindest in der ersten Position des Energieübertragungselements mit der ersten Energieübertragungseinheit positionsfest wechselwirkt. Die erste Energieübertragungseinheit ist entlang einer Eintreibrichtung von der ersten Position hin zur zweiten Position im Gehäuse mit dem Energieübertragungselement mitbewegbar. Die erste Energieübertragungseinheit erstreckt sich zumindest abschnittsweise entlang des Energieübertragungselements und ist ausgebildet, sich in der zweiten Position vom Koppelabschnitt des Energieübertragungselements zu lösen.
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Das Loslösen der ersten Energieübertragungseinheit vom Koppelabschnitt des Energieübertragungselements in der zweiten Position, oder im Bereich der zweiten Position, bewirkt eine Minimierung des Rückstosses der Vorrichtung auf einen Benutzer während des Eintreibprozesses eines Befestigungselements, da dieser Rückstossweg auf das Gehäuse unterbrochen ist und nur mehr ein geringer Anteil der Eintreibenergie zurück an die Vorrichtung übergeben werden kann bzw. in der Vorrichtung abgefangen wird. da die Eintreibkraft lediglich auf das Energieübertragungselement wirkt. Die Kraftweiterleitung vom Eintreibübertragungselement auf die erste Energieübertragungseinheit und weiter auf das Gehäuse ist durch den Entkopplungsabschnitt unterbrochen. Typischerweise bewegt sich das Energieübertragungselement in einem Kanal im Gehäuse in Eintreibrichtung und entgegen der Eintreibrichtung. Mit der vorliegenden Vorrichtung sind lange Befestigungselemente mit Energien über 90 Joule, und bis zu 600 Joule, in den Untergrund eintreibbar, ohne dass ein unangenehmer Rückstoss auf den Benutzer der Vorrichtung im Eintreibprozess wirken kann. Dies wirkt sich besonders vorteilhaft auf batteriebetriebene Vorrichtung aus.
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Im Eintreibprozess bewegt sich die erste Energieübertragungseinheit in einer ersten Phase über mehrere Positionen im Gehäuse von der zumindest einen ersten Position hin zum Bereich der zweiten Position mit dem Energieübertragungselement mit. Dabei kann ein teilweises Eintreiben des Befestigungselements in den Untergrund bereits in der ersten Phase erfolgen. Beispielsweise ist das Energieübertragungselement ein Setzkolben, an dem ein Koppelabschnitt zum zumindest zeitweisen Koppeln des Setzkolbens mit der ersten Energieübertragungseinheit vorhanden ist. In der ersten Phase gibt es keine Relativbewegung zwischen der ersten Energieübertragungseinheit und dem Energieübertragungselement, sodass sich diese zueinander positionsfest und miteinander in Eintreibrichtung bewegen können. Dadurch ist der Verschleiss an der ersten Energieübertragungseinheit minimiert.
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Die erste Energieübertragungseinheit erstreckt sich zumindest abschnittsweise entlang des Energieübertragungselements, sodass die Energie aus dem Energiespeicher verbessert übertragbar ist und das Energieübertragungselement von der ersten Energieübertragungseinheit in Eintreibrichtung, vorteilhaft positionssicher, geführt bewegbar ist.
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Vorzugsweise ist das Energieübertragungselement entlang der Eintreibrichtung hin zu einer dritten Position entkoppelt von der ersten Energieübertragungseinheit im Gehäuse bewegbar, um die Energie auf das Befestigungselement zu übertragen. Das Entkoppeln des Energieübertragungselements bewirkt eine weitere Minimierung des Rückstosses, da in dieser zweiten Phase keine oder nur eine sehr elastische mechanische Verbindung zwischen dem Energieübertragungselement und der ersten Energieübertragungseinheit besteht. Die zweite Phase umfasst ebenso mehrere Positionen des Energieübertragungselements entlang der Eintreibrichtung im Gehäuse. Nach dem Entkoppeln kann das Energieübertragungselement frei in Richtung des Befestigungselements im Gehäuse fliegen.
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Bevorzugterweise ist im Bereich der dritten Position im Gehäuse eine Bremseinrichtung zum Abbremsen des Energieübertragungselements vorhanden. Damit kann sich das, in der zweiten Phase und im Freiflug befindende Energieübertragungselement, einfach abgebremst werden, sofern die Energie nicht vom Eintreibprozess absorbiert wurde. Beispielsweise umfasst die Bremseinrichtung ein Dämpfungselement aus Kunststoff oder Gummi, um das Energieübertragungselement effizient zu bremsen und es gegebenenfalls in Richtung entgegen der Eintreibrichtung hin zur ersten Energieübertragungseinheit zu beschleunigen. Beispielsweise umfasst das Energieübertragungselement einen Bremsabschnitt, der mit der Bremseinrichtung beim Abbremsen wechselwirkt.
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Vorzugsweise ist die zumindest eine erste Energieübertragungseinheit zumindest ein Zugelement. Dieses zumindest eine Zugelement ist ausgebildet, direkt oder indirekt am Energieübertragungselement zumindest phasenweise zu ziehen, um die Energie zum Eintreiben des Befestigungselements auf das Energieübertragungselement zu übertragen. Beispielsweise kann das Zugelement ein Band, ein Seil, eine Kette oder dergleichen sein. Ein Band oder ein Seil ist beispielsweise einfach und reproduzierbar am Koppelabschnitt des Energieübertragungselements positionierbar. Eine Kette ist ein weitgehend unelastisches Zugelement, sodass die Energie effizient übertragbar ist.
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Bevorzugterweise ist eine weitere Energieübertragungseinheit vorhanden, welche mit der ersten Energieübertragungseinheit verbunden ist und gemeinsam mit der ersten Energieübertragungseinheit in der zweiten Position vom Energieübertragungselement lösbar ist. Eine weitere Energieübertragungseinheit verbessert das Wechselwirken mit dem Energieübertragungselement, sodass dieses im Eintreibprozess verbessert von der zumindest einen ersten Position in zumindest eine weitere Position überführbar ist. Beispielsweise ist die weitere Energieübertragungseinheit ein Zugelement, wie ein Band, ein Seil oder eine Kette, oder umfasst ein Koppelelement. Das Koppelelement kann am Koppelabschnitt des Energieübertragungselements angeordnet werden, und sich in der ersten Phase von der ersten Position in den Bereich der zweiten Position mitbewegen. Das Koppelelement verbessert das positionsfeste Wechselwirken der ersten Energieübertragungseinheit mit dem Energieübertragungselement. Insbesondere ist die erste Energieübertragungseinheit an der weiteren Energieübertragungseinheit angeordnet.
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Vorzugsweise ist die erste Energieübertragungseinheit zumindest abschnittsweise im Energieübertragungselement angeordnet, wobei das Energieübertragungselement einen Entkoppelabschnitt aufweist und die erste Energieübertragungseinheit zumindest vom Koppelabschnitt hin zum Entkoppelabschnitt überführbar ist. Dabei kann die erste Energieübertragungseinheit abschnittsweise im Energieübertragungselement angeordnet sein und sich zwischen dem Koppelabschnitt und dem Entkoppelabschnitt bewegen, wenn sich das Energieübertragungselement in der zweiten Phase im Eintreibprozess befindet, beziehungsweise wenn sich das Energieübertragungselement im Bereich der zweiten Position vom Koppelabschnitt gelöst hat. Je nach Abstand des Koppelabschnitts zum Entkoppelabschnitt befindet sich das Energieübertragungselement über einen kürzeren oder längeren Weg im Freiflug. Befindet sich die erste Energieübertragungseinheit am Entkoppelabschnitt, so kann das Energieübertragungselement abgebremst werden. Ein derartiger Aufbau des Energieübertragungselements ermöglich ein einfaches Rückführen des Energieübertragungselement in die erste Position mithilfe der ersten Energieübertragungseinheit.
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Bevorzugterweise weist die erste Energieübertragungseinheit zumindest eine Öffnung auf, in der zumindest der Koppelabschnitt des Energieübertragungselements zumindest abschnittsweise einführbar ist. Damit kann das Energieübertragungselement einfach in der ersten Energieübertragungseinheit gehalten werden. Beispielsweise ist die Öffnung im, als Band ausgeführtes, Zugelement angeordnet. Das Energieübertragungselement kann einen Dorn zum Positionieren der ersten Energieübertragungseinheit aufweisen, welcher in die Öffnung einführbar ist, um das Energieübertragungselement positionssicher zu halten.
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Vorzugsweise ist der Energiespeicher ein mechanischer Energiespeicher zur Speicherung von mechanischer Energie. Beispielsweise ist der Energiespeicher eine Feder. Die Feder ermöglicht ein lineares Beschleunigen der ersten Energieübertragungseinheit mit dem Energieübertragungselement. Zwischen der Feder und dem Energieübertragungselement ist die Energieübertragungseinrichtung angeordnet, welche als Übersetzungsgetriebe einsetzbar ist. Die erste Energieübertragungseinheit kann, mittels Umlenkrollen und der Feder, gespannt und entspannt werden. Dabei kann zumindest die erste Energieübertragungseinheit in Eintreibrichtung mithilfe eines Spindelantriebs bewegt werden, um die Feder zu spannen. Beim Auslösen des Eintreibprozesses wird die Feder entspannt und das Energieübertragungselement in Eintreibrichtung bewegt. Während der Beschleunigung des Energieübertragungselements wirkt die Kraft der Feder mithilfe des Übersetzungsgetriebes auf das Energieübertragungselement. Anschliessend wird das Energieübertragungselement von der ersten Energieübertragungseinheit entkoppelt. Das Energieübertragungselement fliegt auf Grund seiner Massenträgheit weiter. In einer vorteilhaften Ausführungsform wird die Feder mindestens 20 %, maximal 80 % des möglichen Weges des Energieübertragungselements, dividiert durch das Übersetzungsverhältnis des Übersetzungsgetriebes gespannt. Die Entkopplung wird zwischen 30 und 90 % des Weges des Energieübertragungselements wirksam.
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Bevorzugterweise ist eine Rückführeinrichtung vorhanden, mit der zumindest das Energieübertragungselement in eine Richtung entgegen der Eintreibrichtung in die erste Position rückführbar ist. Ist das Energieübertragungselement nach dem Eintreiben eines ersten Befestigungselements wieder in der erste Position zurückgeführt, kann ein weiteres Befestigungselement geladen werden und mit dem Energieübertragungselement eingetrieben werden. Damit sind mehrere Befestigungselemente hintereinander eintreibbar.
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Vorzugsweise umfasst die Rückführeinrichtung zumindest ein Rückführelement, das mit dem Energieübertragungselement koppelbar ist. Dabei kann die Rückführeinrichtung den Spindelantrieb nutzen, um das Energieübertragungselement mithilfe des Spindelantriebs und des Rückführelements in die erste Position rückzuführen.
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Ein erfindungsgemässes Verfahren zum Eintreiben eines Befestigungselements mit einer Vorrichtung zum Eintreiben eines Befestigungselements in einen Untergrund umfasst zumindest die nachfolgenden Schritte:
- a) Halten eines Energieübertragungselements in einer ersten Position mit zumindest einer ersten Energieübertragungseinheit, wobei sich die erste Energieübertragungseinheit zumindest abschnittsweise entlang des Energieübertragungselements erstreckt;
- b) Bewegen des Energieübertragungselements mit der zumindest einen ersten Energieübertragungseinheit entlang einer Eintreibrichtung hin zu einem Befestigungselement, wobei sich die erste Energieübertragungseinheit mit dem Energieübertragungselement hin bis zu einer zweiten Position mitbewegt, und dabei positionsfest an einem Koppelabschnitt des Energieübertragungselements anliegt.
- c) Loslösen der ersten Energieübertragungseinheit vom Koppelabschnitt des Energieübertragungselements an der zweiten Position;
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Das Loslösen der ersten Energieübertragungseinheit vom Koppelabschnitt des Energieübertragungselements im Bereich der zweiten Position bewirkt eine Minimierung des Rückstosses der Vorrichtung auf einen Benutzer während des Eintreibprozesses eines Befestigungselements, da nur mehr ein geringer Anteil der Eintreibenergie an die Vorrichtung übergeben wird bzw. in der Vorrichtung abgefangen wird. Typischerweise bewegt sich das Energieübertragungselement in einem Kanal im Gehäuse in Eintreibrichtung und entgegen der Eintreibrichtung. Mit der vorliegenden Vorrichtung sind lange Befestigungselemente mit Energien über 90 Joule, und bis zu 600 Joule, in den Untergrund eintreibbar, ohne dass ein unangenehmer Rückstoss auf den Benutzer der Vorrichtung im Eintreibprozess wirken kann.
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Vorzugsweise wird das Energieübertragungselement in Richtung gegen die Eintreibrichtung des Befestigungselements rückgeführt, wobei das Energieübertragungselement insbesondere entkoppelt von der ersten Energieübertragungseinheit rückgeführt wird. Ist das Energieübertragungselement nach dem Eintreiben eines ersten Befestigungselements wieder in der erste Position zurückgeführt, kann ein weiteres Befestigungselement geladen werden und mit dem Energieübertragungselement eingetrieben werden. Damit sind mehrere Befestigungselemente hintereinander eintreibbar. Ein entkoppeltes Energieübertragungselement lässt sich vereinfacht rückführen und einfach mit der ersten Energieübertragungseinheit koppeln.
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Bevorzugterweise erfolgt ein Rückführen zumindest des Energieübertragungselements mithilfe einer Rückführeinrichtung. Dabei kann die Rückführeinrichtung einen Spindelantrieb und Rückführelemente umfassen, welche in das Energieübertragungselement einkoppeln, um dieses mithilfe des Spindelantriebs in die erste Position rückzuführen. Wenn das Energieübertragungselement sich wieder in der ersten Position befindet, werden die Rückführelemente mithilfe des Spindelantriebs wieder in deren Ausgangsposition gefahren und derart positioniert, dass ein Kontakt mit dem Energieübertragungselement ausgeschlossen ist. Damit ist eine ungewollte Kollision ausgeschlossen.
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Vorzugsweise wird die erste Energieübertragungseinheit zusammen mit dem Energieübertragungselement in die erste Position mithilfe der Rückführeinrichtung rückgeführt. Wenn sowohl die erste Energieübertragungseinheit zusammen mit dem Energieübertragungselement rückgeführt wird, kann die Mechanik in der Vorrichtung vereinfacht ausgeführt werden und die Vorrichtung klein und kompakt gebaut werden.
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Bevorzugterweise wird das Energieübertragungselement zumindest abschnittweise in die erste Energieübertragungseinheit eingeführt. Dadurch ist eine verbesserte direkte Kopplung zwischen der ersten Energieübertragungseinheit und dem Energieübertragungselement gesichert.
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Ein erfindungsgemässes Energieübertragungselement für eine hier vorliegend beschriebene Vorrichtung weist zumindest einen Koppelabschnitt zum Koppeln einer ersten Energieübertragungseinheit auf. Das Koppeln und Entkoppeln des Energieübertragungselements von der ersten Energieübertragungseinheit vermindert den Rückstoss in der Vorrichtung.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben sind.
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Die Bezugszeichenliste ist wie auch der technische Inhalt der Patentansprüche und Figuren Bestandteil der Offenbarung. Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben. Gleiche Bezugszeichen bedeuten gleiche Bauteile, Bezugszeichen mit unterschiedlichen Indices geben funktionsgleiche oder ähnliche Bauteile an.
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Mittels der nachfolgenden Figuren wird anhand von Ausführungsbeispielen die Erfindung näher erläutert. Die Bezugszeichenliste ist Bestandteil der Offenbarung.
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Positionsangaben, wie "oben", unten", "rechts" oder "links" sind jeweils auf die entsprechenden Darstellungen bezogen und sind nicht als einschränkend zu verstehen.
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Obwohl die Erfindung mittels der Figuren und der zugehörigen Beschreibung dargestellt und detailliert beschrieben ist, sind diese Darstellung und diese detaillierte Beschreibung illustrativ und beispielhaft zu verstehen und nicht als die Erfindung einschränkend. Es versteht sich, dass Fachleute Änderungen und Abwandlungen machen können, ohne den Umfang der folgenden Ansprüche zu verlassen. Insbesondere umfasst die Erfindung ebenfalls Ausführungsformen mit jeglicher Kombination von Merkmalen, die vorstehend zu verschiedenen Aspekten und/oder Ausführungsformen genannt oder gezeigt sind.
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Die Erfindung umfasst ebenfalls einzelne Merkmale in den Figuren, auch wenn sie dort im Zusammenhang mit anderen Merkmalen gezeigt sind und/oder vorstehend nicht genannt sind. Im Weiteren schliesst der Ausdruck "umfassen" und Ableitungen davon andere Elemente oder Schritte nicht aus. Ebenfalls schliesst der unbestimmte Artikel "ein" beziehungsweise "eine" und Ableitungen davon eine Vielzahl nicht aus. Die Funktionen mehrerer in den Ansprüchen aufgeführter Merkmale können durch eine Einheit erfüllt sein. Die Begriffe "im Wesentlichen", "etwa", "ungefähr" und dergleichen in Verbindung mit einer Eigenschaft beziehungsweise einem Wert definieren insbesondere auch genau die Eigenschaft beziehungsweise genau den Wert. Alle Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als den Umfang der Ansprüche einschränkend zu verstehen.
Figurenbeschreibung
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Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben. Gleiche Bezugszeichen bedeuten gleiche Bauteile. Es zeigen
- Fig. 1: eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum Eintreiben eines Befestigungselements in einen Untergrund mit einem Energieübertragungselement und einer vorgespannten Energieübertragungseinrichtung in einer Schnittansicht,
- Fig. 2: die Vorrichtung gemäss Fig. 1 mit dem Energieübertragungselement in der ersten Position und einer gespannten Energieübertragungseinrichtung in einer Schnittansicht,
- Fig. 3: die Vorrichtung gemäss Fig. 1 mit dem Energieübertragungselement im Bereich der zweiten Position und einer entspannten Energieübertragungseinrichtung in einer Schnittansicht,
- Fig. 4: die Vorrichtung gemäss Fig. 1 mit dem Energieübertragungselement im Bereich der dritten Position und einer entspannten Energieübertragungseinrichtung in einer Schnittansicht,
- Fig. 5: eine erste Ausführungsform einer ersten Energieübertragungseinheit der Vorrichtung gemäss Fig. 1 in einer Aufsicht,
- Fig. 6: eine erste Ausführungsform eines Energieübertragungselements der Vorrichtung gemäss Fig. 1 in einer ersten Position und der ersten Energieübertragungseinheit gemäss Fig. 5 in einer Seitenansicht, und
- Fig. 7: das Energieübertragungselement der Vorrichtung gemäss Fig. 6 im Bereich der zweiten Position in einer Schnittansicht,
- Fig. 8: eine zweite Ausführungsform eines Energieübertragungselements der Vorrichtung gemäss Fig. 1 in der ersten Position und der positionsfesten Wechselwirkung der ersten Energieübertragungseinheit mit dem Energieübertragungselement in einer Schnittansicht,
- Fig. 9: das Energieübertragungselement der Vorrichtung gemäss Fig. 8 im Bereich der zweiten Position und in einer Schnittansicht,
- Fig. 10: das Energieübertragungselement der Vorrichtung gemäss Fig. 8 im Bereich der dritten Position und in einer Schnittansicht,
- Fig. 11: eine dritte Ausführungsform eines Energieübertragungselements der Vorrichtung gemäss Fig. 1 in der ersten Position und der positionsfesten Wechselwirkung der ersten Energieübertragungseinheit mit dem Energieübertragungselement in einer Schnittansicht,
- Fig. 12: das Energieübertragungselement der Vorrichtung gemäss Fig. 11 im Bereich der zweiten Position und in einer Schnittansicht,
- Fig. 13: das Energieübertragungselement der Vorrichtung gemäss Fig. 11 im Bereich der dritten Position und in einer Schnittansicht,
- Fig. 14: eine vierte Ausführungsform eines Energieübertragungselements der Vorrichtung gemäss Fig. 1 in der ersten Position und der positionsfesten Wechselwirkung der ersten Energieübertragungseinheit mit dem Energieübertragungselement in einer Seitenansicht, und
- Fig. 15: das Energieübertragungselement der Vorrichtung gemäss Fig. 14 in einer Schnittansicht.
Ausführung der Erfindung
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Figur 1 bis Figur 4 zeigen eine Ausführungsform einer Vorrichtung 20 zum Eintreiben eines Befestigungselements in einen Untergrund, wobei hier der allgemeine Aufbau der Vorrichtung 20 mit einer ersten Ausführungsform eines Energieübertragungselements 30 offenbart ist. Die gezeigte Vorrichtung 20 ist ein Nagelsetzgerät zum Eintreiben von Nägel in Beton oder Stahl, welche allgemein als Befestigungselemente bezeichnet werden. Die Vorrichtung umfasst ein Gehäuse 21, eine Feder als mechanischen Energiespeicher 22 zur Speicherung von Energie und einen Setzkolben als Energieübertragungselement 30 zur Übertragung von Energie aus dem Energiespeicher 22 auf das nicht dargestellte Befestigungselement. Das Energieübertragungselement 30 ist ausgebildet, sich in einem Kanal 23 im Gehäuse 21 in eine Eintreibrichtung 25 zu bewegen. Zwischen der Feder und dem Energieübertragungselement 30 ist die Energieübertragungseinrichtung 34 angeordnet, welche ein Übersetzungsgetriebe 40 umfasst. Die Energieübertragungseinrichtung 34 dient zur Übertragung von Energie aus dem Energiespeicher 22 auf das Energieübertragungselement 30, wobei die Energieübertragungseinrichtung 34 zumindest ein Band als eine erste Energieübertragungseinheit 35 aufweist. Das Energieübertragungselement 30 weist einen Koppelabschnitt 31 auf, der zumindest in einer ersten Position 26 des Energieübertragungselements 30 mit der ersten Energieübertragungseinheit 35 positionsfest wechselwirkt. Die erste Energieübertragungseinheit 35 ist entlang der Eintreibrichtung 25 von der ersten Position 26 hin zu einer zweiten Position im Gehäuse 21 mit dem Energieübertragungselement 30 gemeinsam mitbewegbar. Die erste Energieübertragungseinheit 35 erstreckt sich zumindest abschnittsweise entlang des Energieübertragungselements 30.
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Die erste Energieübertragungseinheit 35 wird mittels Umlenkrollen 41 und der Feder gespannt und entspannt. Dabei wird zumindest die erste Energieübertragungseinheit 35 in Eintreibrichtung 25 mithilfe eines Spindelantriebs 42 bewegt, um die Feder zu spannen ( Figur 2 ). Beim Auslösen des Eintreibprozesses wird die Feder entspannt und das Energieübertragungselement 30 in Eintreibrichtung 25 bewegt ( Figur 3 ). Während der Beschleunigung des Energieübertragungselements 30 wirkt die Kraft der Feder mithilfe des Übersetzungsgetriebes 40 und der ersten Energieübertragungseinheit 35 auf das Energieübertragungselement 30. Anschliessend wird das Energieübertragungselement 30 von der ersten Energieübertragungseinheit 35 entkoppelt ( Figur 4 ).
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Das Energieübertragungselement 30 ist ausgebildet, sich in einem Kanal 23 im Gehäuse 21 in einer Eintreibrichtung 25 von einer zweiten Position 27 (siehe Figur 3 ) hin zu einer dritten Position 28 (siehe Figur 4 ) zu bewegen. Die erste Energieübertragungseinheit 35 ist ein als Band ausgeführtes Zugelement, welches sich zumindest abschnittsweise entlang des Energieübertragungselements 30 erstreckt und so ausgebildet ist, um sich in der zweiten Position 27 vom Koppelabschnitt 31 des Energieübertragungselements 30 zu lösen, sodass das Energieübertragungselement 30 sich in einer zweiten Phase im Freiflug zur dritten Position 28 bewegt.
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Die erste Energieübertragungseinheit 35 ist abschnittsweise im Energieübertragungselement 30 angeordnet, wobei das Energieübertragungselement 30 einen Entkoppelabschnitt 33 aufweist und die erste Energieübertragungseinheit 34 zumindest vom Koppelabschnitt 31 hin zum Entkoppelabschnitt 33 überführbar ist, wenn sich das Energieübertragungselement 30 in der zweiten Phase im Eintreibprozess befindet, beziehungsweise, wenn sich das Energieübertragungselement 30 in der zweiten Position 27 vom Koppelabschnitt 31 gelöst hat. Je nach Abstand des Koppelabschnitts 31 zum Entkoppelabschnitt 33 befindet sich das Energieübertragungselement 30 entlang eines längeren oder kürzeren Wegs im Kanal 23 im Freiflug (siehe Figur 4 ).
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Das Loslösen der ersten Energieübertragungseinheit 35 vom Koppelabschnitt 31 des Energieübertragungselements 30 in der zweiten Position 27 bewirkt eine Minimierung des Rückstosses der Vorrichtung 20 auf einen Benutzer während des Eintreibprozesses eines Befestigungselements, da dieser Rückstossweg auf das Gehäuse 21 unterbrochen ist und nur mehr ein geringer Anteil der Eintreibenergie zurück an die Vorrichtung 20 übergeben werden kann bzw. in der Vorrichtung 20 abgefangen wird.
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Im Bereich der dritten Position im Gehäuse 21 ist eine Bremseinrichtung 43 zum Abbremsen des Energieübertragungselements 30 vorhanden. Damit kann das, sich im Freiflug und in der zweiten Phase befindende Energieübertragungselement 30, einfach abgebremst werden. Beispielsweise umfasst die Bremseinrichtung 43 ein Dämpfungselement 44 aus Kunststoff, um das Energieübertragungselement 30 effizient zu bremsen und es gegebenenfalls in Richtung entgegen der Eintreibrichtung 25 hin zur ersten Energieübertragungseinheit 35 zu beschleunigen. Das Energieübertragungselement 30 weist einen Bremsabschnitt 32 auf, der mit dem Dämpfungselement 44 der Bremseinrichtung 43 beim Abbremsen wechselwirkt.
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Es ist eine Rückführeinrichtung 50 vorhanden, um eines der hier offenbarten Energieübertragungselemente von einem Bereich der dritten Position 28 zur ersten Position 26 rückzuführen. Dabei ist das jeweilige Energieübertragungselement in eine Richtung entgegen der Eintreibrichtung 25 in die erste Position 26 rückführbar. Die Rückführeinrichtung 50 umfasst Rückführelemente 51, 52, die mit dem Energieübertragungselement koppelbar sind. Die Rückführeinrichtung 50 nutzt den Spindelantrieb 42, um das Energieübertragungselement mithilfe des Spindelantriebs 42 und der Rückführelemente 51, 52 in die erste Position 26 rückzuführen.
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Figur 5 zeigt eine erste Ausführungsform der ersten Energieübertragungseinheit 35 für die Vorrichtung 20. Die als Band ausgeführte erste Energieübertragungseinheit 35 weist eine Öffnung 36 auf, in der zumindest der Koppelabschnitt 31 des Energieübertragungselements 30 zumindest abschnittsweise einführbar ist. Die Öffnung 36 weist an ihren Seiten Verstärkungen 37 auf, sodass die Öffnung 36 im Betrieb der Vorrichtung 20 formstabil bleibt und ein Aufreissen der Öffnung 36 aufgrund Zugkräfte verhindert ist.
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Die Figur 6 und Figur 7 zeigen die erste Ausführungsform des als Setzkolben ausgebildeten Energieübertragungselements 30 der Vorrichtung 20. Das Energieübertragungselement 30 weist einen Dorn 38 auf, der in die Öffnung 36 einführbar ist. Die erste Energieübertragungseinheit 35 sitzt in der ersten Position 26 am Koppelabschnitt 31 fest. Die erste Energieübertragungseinheit 35 ist abschnittsweise im Energieübertragungselement 30 angeordnet, wobei das Energieübertragungselement 30 einen Entkoppelabschnitt 33 aufweist. Das Energieübertragungselement 30 bewegt sich im Kanal 23 gemeinsam mit der ersten Energieübertragungseinheit 35 bis hin zum Bereich der zweiten Position 27 und löst sich in der zweiten Phase von der ersten Energieübertragungseinheit 35, um sich hin zur dritten Position im Freiflug im Kanal 23 zu bewegen und das Befestigungselement in den Untergrund einzutreiben (siehe Figur 7 ). Je nach Abstand des Koppelabschnitts 31 zum Entkoppelabschnitt 33 befindet sich das Energieübertragungselement 30 entlang eines längeren oder kürzeren Wegs im Kanal 23 im Freiflug.
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Die Figur 8 bis Figur 10 zeigen eine zweite Ausführungsform des als Setzkolben ausgebildeten Energieübertragungselements 130. Die erste Energieübertragungseinheit 135 ist abschnittsweise im Energieübertragungselement 130 angeordnet, wobei das Energieübertragungselement 130 einen Entkoppelabschnitt 133 aufweist und die erste Energieübertragungseinheit 134 zumindest vom Koppelabschnitt 131 hin zum Entkoppelabschnitt 133 überführbar ist, wenn sich das Energieübertragungselement 130 in der zweiten Phase im Eintreibprozess befindet, beziehungsweise, wenn sich das Energieübertragungselement 130 in der zweiten Position 27 vom Koppelabschnitt 131 gelöst hat. Je nach Abstand des Koppelabschnitts 131 zum Entkoppelabschnitt 133 befindet sich das Energieübertragungselement 30 entlang eines längeren oder kürzeren Wegs im Kanal 23 im Freiflug (siehe Figur 9 und Figur 10 ). Die erste Energieübertragungseinheit 134 wird am Entkoppelabschnitt 133 abgebremst.
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Die Figur 11 bis Figur 13 zeigen eine dritte Ausführungsform des als Setzkolben ausgebildeten Energieübertragungselements 230, wobei das Energieübertragungselement 230 ausgebildet ist, sich in einem Kanal 23 im Gehäuse 21 in eine Eintreibrichtung 25 von einer ersten Position 26 (siehe Figur 11 ) hin zu einer zweiten Position 27 (siehe Figur 12 ) und weiter hin zu einer dritten Position 28 (siehe Figur 13 ) zu bewegen. Es ist eine weitere Energieübertragungseinheit 240 vorhanden. Diese weitere Energieübertragungseinheit 240 dient als Koppelelement 241 zum Energieübertragungselement 230. Das Koppelelement 241 weist eine Koppelelementöffnung 242 auf, in der die als Band ausgeführte erste Energieübertragungseinheit 235 eingeführt ist. Das Koppelement 241 weist einen Koppelelementabschnitt 243 auf, welcher mit dem Koppelabschnitt 231 des Energieübertragungselements 230 verbindbar ist. Das Energieübertragungselement 230 ist in der ersten Position 26 (siehe Figur 11 ) mit dem Koppelelement 241 gekoppelt und gemeinsam hin zu der zweiten Position 27 (siehe Figur 10 ) bewegbar. In der zweiten Position 27 löst sich das Energieübertragungselement 230 von der ersten Energieübertragungseinheit 235 und der weiteren Energieübertragungseinheit 240. Das Energieübertragungselement befindet sich bis hin zur dritten Position 28 im Freiflug im Kanal 23 der Vorrichtung 20.
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Die Figur 14 und Figur 15 zeigen eine vierte Ausführungsform des als Setzkolben ausgebildeten Energieübertragungselements 330, wobei das Energieübertragungselement 330 ausgebildet ist, sich in einem Kanal 23 im Gehäuse 21 in eine Eintreibrichtung 25 zu bewegen, wie in Figure 11 bis Figur 13 beschrieben. Es ist eine weitere Energieübertragungseinheit 340 vorhanden, welche sich von der weiteren Energieübertragungseinheit 240 gemäss der Figure 11 bis Figur 13 dadurch unterscheidet, dass die erste Energieübertragungseinheit 335 mit deren Enden an einem Koppelelement 341 der weiteren Energieübertragungseinheit 340 befestigt ist und dass das Koppelelement 341 eine Koppelelementöffnung 342 aufweist, in der das Energieübertragungselement 330 abschnittsweise einführbar ist. Der Koppelabschnitt 331 des ersten Energieübertragungselements 330 koppelt mit dem Koppelelementabschnitt 343 des Koppelelements 341. Das Energieübertragungselement 330 löst sich in der zweiten Position 27 vom Koppelement 341 (nicht gezeigt).
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Ein erfindungsgemässes Verfahren zum Eintreiben eines Befestigungselements in einen Untergrund mit einer Vorrichtung 20 zum Eintreiben eines Befestigungselement in einen Untergrund wird mit anhand der Figur 1 bis zur Figur 4 erläutert. Das Verfahren umfasst zumindest die nachfolgenden Schritte:
- a) Halten eines Energieübertragungselements 30 in einer ersten Position 26 mit zumindest einer ersten Energieübertragungseinheit 35, wobei sich die erste Energieübertragungseinheit 35 zumindest abschnittsweise entlang des Energieübertragungselements 30 erstreckt;
- b) Bewegen des Energieübertragungselements 30 mit der zumindest einen ersten Energieübertragungseinheit 35 entlang einer Eintreibrichtung 25 hin zu einem Befestigungselement, wobei sich die erste Energieübertragungseinheit 35 mit dem Energieübertragungselement 30 hin bis zu einer zweiten Position 27 mitbewegt, und dabei positionsfest an einem Koppelabschnitt 31 des Energieübertragungselements 30 anliegt.
- c) Loslösen der ersten Energieübertragungseinheit 35 vom Koppelabschnitt 31 des Energieübertragungselements 30 an der zweiten Position 27;
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Anschliessend wird das Energieübertragungselements 30 in Richtung gegen die Eintreibrichtung 27 des Befestigungselements rückgeführt, wobei das Energieübertragungselement 30 entkoppelt von der ersten Energieübertragungseinheit 35 rückgeführt wird.
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Die Figur 5 bis Figur 7 , Figur 8 bis Figur 10 , Figur 11 bis Figur 13 sowie die Figur 14 und Figur 15 zeigen Energieübertragungselemente 30, 130, 230, 330 für eine hier vorliegend beschriebene Vorrichtung 20 mit zumindest einen Koppelabschnitt 31, 131, 231, 331 zum Koppeln der ersten Energieübertragungseinheit 35, 135, 235, 335. Das Koppeln und Entkoppeln des Energieübertragungselements 30, 130, 230, 330 von der ersten Energieübertragungseinheit 35, 135, 235, 335 vermindert den Rückstoss in der Vorrichtung 20.
Bezugszeichenliste
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- 20
- Vorrichtung
- 21
- Gehäuse
- 22
- Energiespeicher/Feder
- 23
- Kanal
- 25
- Eintreibrichtung
- 26
- erste Position
- 27
- zweite Position
- 28
- dritte Position
- 30
- Energieübertragungselement / Setzkolben
- 31
- Koppelabschnitt
- 32
- Bremsabschnitt
- 33
- Entkoppelabschnitt
- 34
- Energieübertragungseinrichtung
- 35
- erste Energieübertragungseinheit/ Band
- 36
- Öffnung
- 37
- Verstärkungen
- 38
- Dorn
- 40
- Übersetzungsgetriebe
- 41
- Umlenkrollen
- 42
- Spindelantrieb
- 43
- Bremseinrichtung
- 44
- Dämpfungselement
- 50
- Rückführeinrichtung
- 51
- Rückführelement
- 52
- Rückführelement
- 130
- Energieübertragungselement / Setzkolben
- 131
- Koppelabschnitt
- 133
- Entkoppelabschnitt
- 135
- erste Energieübertragungseinheit/ Band
- 230
- Energieübertragungselement / Setzkolben
- 231
- Koppelabschnitt
- 235
- erste Energieübertragungseinheit/ Band
- 240
- weitere Energieübertragungseinheit
- 241
- Koppelelement
- 242
- Koppelelementöffnung
- 243
- Koppelelementabschnitt
- 330
- Energieübertragungselement / Setzkolben
- 331
- Koppelabschnitt
- 335
- erste Energieübertragungseinheit/ Band
- 340
- weitere Energieübertragungseinheit
- 341
- Koppelelement
- 342
- Koppelelementöffnung
- 343
- Koppelelementabschnitt