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Dokumentenidentifikation DE102005000061A1 23.11.2006
Titel Elektrisch betriebenes Eintreibgerät
Anmelder Hilti AG, Schaan, LI
Erfinder Schiestl, Ulrich, Feldkirch, AT;
Strauss, Peter, Feldkirch, AT
Vertreter TER MEER STEINMEISTER & Partner GbR Patentanwälte, 81679 München
DE-Anmeldedatum 18.05.2005
DE-Aktenzeichen 102005000061
Offenlegungstag 23.11.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 23.11.2006
IPC-Hauptklasse B25C 1/06(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
Zusammenfassung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Eintreibgerät (10) für Befestigungselemente (60), mit einer Antriebsanordnung (30) für einen in einer Führung (12) versetzbar gelagerten Eintreibstößel (13), die wenigstens ein über einen Elektromotor (31) in Rotation versetzbares Antriebsschwungrad (32) aufweist. Das Eintreibgerät (10) weist ferner eine Rückstelleinrichtung (70) auf, über die der Eintreibstößel (13) nach einem Eintreibvorgang in eine Ausgangsstellung (22) überführbar ist. Die Rückstelleinrichtung (70) weist dabei einen Rückstellmotor (71) auf, der über ein Rückstellmittel an dem Eintreibstößel (13) angreift.

Beschreibung[de]
Aufgabe der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisch betriebenes Eintreibgerät der im Oberbegriff von Patentanspruch 1 genannten Art. Bei derartigen Eintreibgeräten werden Befestigungselemente über eine Eintreibbewegung eines Eintreibstössels in einen Untergrund eingetrieben.

Bei diesen elektrisch betriebenen Eintreibgeräten wird der Eintreibstössel über wenigstens ein Schwungrad beschleunigt, welches über einen Elektromotor antreibbar ist. Die Eintreibenergie liegt bei den Eintreibgeräten, die ihre Energie aus einem Akku beziehen, bei bis zu ca. 35 bis 40 J. Bei dem in den Eintreibgeräten verwirklichten Schwungradprinzip muss die im Schwungrad gespeicherte Energie über eine Kupplung auf den Eintreibstössel gekuppelt werden. Diese Kupplung muss sehr schnell schalten und muss sehr hohe Leistungen in sehr kurzer Zeit übertragen. Weiterhin muss die Kupplung am Ende des Eintreibvorgangs wieder sehr schnell abschalten. Die Rückführung des Treibkolbens nach dem Ende des Eintreibvorgangs erfolgt z. B. über ein Federelement oder ein elastisches Band.

Aus der US 4 721 170 ist ein elektrisches Eintreibgerät bekannt bei dem der Eintreibstössel zwischen einem Schwungrad, welches von einem Elektromotor angetrieben wird, und einer Spannrolle hindurchgeführt ist. Zur Rückstellung des Eintreibstössels nach einem Eintreibvorgang in seine Ausgangsstellung ist ein elastisches Band vorgesehen, welches einerseits am Eintreibstössel angreift und andererseits am Gehäuse gehalten ist.

Die Rückführung des Eintreibstössels über ein elastisches Band ist jedoch nur bei Entreibgeräten mit geringer Setzenergie sinnvoll. Bei Eintreibgeräten mit höheren Eintreibenergien des Eintreibstössels grösser ca. 35 J ist die Lebensdauer des elastischen Bandes stark reduziert.

Aus der US 4 129 240 ist ein weiteres elektrisches Eintreibgerät bekannt, bei dem ein Eintreibstössel über ein Schwungrad, welches von einem Elektromotor angetrieben wird, antreibbar ist. Eine Rückstelleinrichtung für den Eintreibstössel umfasst ein an einem Stützarm gehaltenes Rückstellrad. Dieses Rückstellrad ist zwischen einer aktiven Stellung, in der es von einer Welle des Schwungrades angetrieben ist und am Eintreibstössel angreift, und einer inaktiven Stellung in der es vom Eintreibstössel abgehoben und nicht über die Welle des Schwungrades angetrieben ist, umschaltbar.

Von Nachteil hierbei ist, dass die Mechanik zur Umschaltung des Rückstellrades konstruktiv sehr aufwändig und langsam ist.

Aus der US 4 129 240 ist es ferner bekannt, den Eintreibstössel über eine Rückstellfeder, die einerseits am Gehäuse und andererseits am Eintreibstössel angreift, zurückzustellen.

Von Nachteil dabei ist, dass die mechanische Rückstellfeder bei Eintreibgeräten mit Setzenergien grösser ca. 35 J nicht die benötigte Lebensdauer erreicht. Ferner führt die Masse der Feder zu starken Energieverlusten.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Eintreibgerät der vorgenannten Art zu entwickeln, das auch bei höheren Eintreibenergien grösser 35 J eine sichere Rückstellung des Eintreibstössels ermöglicht und eine ausreichende Lebensdauer besitzt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die in Anspruch 1 genannten Massnahmen gelöst. Demnach weist die Rückstelleinrichtung einen Rückstellmotor auf, der über ein Rückstellmittel an dem Eintreibstössel angreift. Dieser Rückstellmotor, der unabhängig von dem Elektromotor der Antriebseinrichtung ist, ermöglicht eine flexibel steuerbare Stösselrückführung. Ferner kann das Rückstellmittel während des Eintreibvorganges durchrutschen oder ausgekuppelt werden, so dass keine Energieverluste wie bei einer Rückstellfeder entstehen. Die erfindungsgemässe Rückstelleinrichtung weist ferner eine hohe Lebensdauer auf und ist wenig störungsanfällig. Der Rückstellmotor kann dabei sowohl als rotatorischer Motor als wie auch als Linearmotor ausgeführt sein.

Günstig ist es, wenn der Rückstellmotor eine Leistung aufweist, die im Bereich von 0,1 % bis 20 % der Leistung des Elektromotors liegt. Typische elektrische Antriebsmotoren für Eintreibgeräte weisen dabei Leistungsaufnahmen von ca. 150 W bis 400 W auf. Durch den verhältnismässig geringen Energiebedarf des Rückstellmotors steht für diesen genügend elektrische Energie zur Verfügung, da seine Energieaufnahme im Vergleich zu der des Antriebsmotors praktisch vernachlässigbar ist. Der Rückstellmotor kann aufgrund seiner geringen Leistungsaufnahme ferner ein billiger Kleinmotor sein, wodurch die Herstellungskosten des Eintreibgerätes gering gehalten werden können.

Vorteilhaft ist der Rückstellmotor als Servomotor ausgebildet, der eine Leistung von 2 bis 50 W aufweist. Derartige Servomotoren stehen als Standardbauteile in grosser Vielfalt zur Verfügung.

Von Vorteil ist es ferner, wenn die Rückstelleinrichtung wenigstens ein erstes Schaltmittel zur Detektion des Eintreibstössels in einer der Ausgangsstellung entgegengesetzten Endposition aufweist. Durch dieses Schaltmittel kann in einfacher Weise die Rückstelleinrichtung in Betrieb gesetzt werden, wenn sich der Eintreibstössel in seiner Endposition am Ende eines Eintreibvorganges befindet.

Günstig ist es weiterhin, wenn die Rückstelleinrichtung wenigstens ein zweites Schaltmittel zur Detektion des Eintreibstössels in seiner Ausgangsstellung aufweist. Hierdurch kann die Rückstelleinrichtung in einfacher Weise abgeschaltet werden, wenn der Eintreibstössel von dieser wieder in seine Ausgangsstellung verfahren worden ist. Ist kein derartiges zweites Schaltmittel vorgesehen, so kann das Abschalten der Rückstelleinrichtung z. B. auch zeitgesteuert sein.

Vorteilhaft sind das oder jedes Schaltmittel über eine Steuerleitung mit einer Steuereinheit verbunden. Über diese Steuereinheit können die Signale der Schaltmittel mit anderen Steuerparametern verknüpft werden und so eine optimale Steuerung der Rückstelleinrichtung erzielt werden. So kann von der Steuereinrichtung z. B. zusätzlich, vor dem Einschalten der Rückstelleinrichtung, überprüft werden, ob das Andruckmittel bereits von dem Eintreibstössel abgehoben ist um die Aniriebskupplung mit dem Antriebsschwungrad zu deaktivieren.

Von Vorteil ist es auch, wenn das Rückstellmittel als Rückstellrolle bzw. als Reibrad ausgebildet ist. Diese Reibrolle kann mit einem Freilauf in Eintreibrichtung des Kolbens versehen sein, um einen Energieverlust des Eintreibstössels beim Setzvorgang zu verhindern. Eine Reibrolle ist kostengünstig und vermag die notwendigen Rückstellkräfte gut auf den Eintreibstössel zu übertragen.

Weitere Vorteile und Massnahmen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen. In den Zeichnungen ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.

Es zeigen:

1 ein erfindungsgemässes Eintreibgerät im Längsschnitt in einer betätigten Stellung,

2 das Eintreibgerät aus 1 bei der Rückstellung des Eintreibstössels in seine Ausgangsstellung.

Das in den 1 und 2 dargestellte Eintreibgerät 10 weist ein Gehäuse 11 und eine darin angeordnete, insgesamt mit 30 bezeichnete Antriebsanordnung für einen Eintreibstössel 13 auf, der in einer Führung 12 versetzbar geführt ist. Die Führung 12 umfasst dabei eine Führungsrolle 17, ein als Andruckrolle ausgebildetes Andruckmittel 16 und einen Führungskanal 18. An dem in Eintreibrichtung 27 liegenden Ende der Führung 12 ist seitlich von dieser abragend ein Befestigungselementemagazin 61 angeordnet in dem Befestigungselemente bevorratet sind. Das Eintreibgerät 10 weist ferner noch einen Handgriff 20 auf, an dem ein Auslöseschalter 19 zum Auslösen eines Eintreibvorganges mit dem Eintreibgerät 10 angeordnet ist. In dem Handgriff 20 ist eine insgesamt mit 21 bezeichnete Stromversorgung angeordnet, über die das Eintreibgerät 10 mit elektrischer Energie versorgt wird. Vorliegend beinhaltet die Stromversorgung 21 wenigstens einen Akkumulator. Die Stromversorgung 21 ist über elektrische Versorgungsleitungen 24 sowohl mit einer Steuereinheit 23 als auch mit dem Auslöseschalter 19 verbunden. Die Steuereinheit 23 ist dabei ferner noch über eine Schalterleitung 57 nur dem Auslöseschalter 19 verbunden.

An einer Mündung 62 des Eintreibgerätes 10 ist ein weiteres Schaltmittel 29 angeordnet, das über eine Leitung 28 elektrisch mit der Steuereinheit 23 verbunden ist. Das Schaltmittel 29 sendet ein elektrisches Signal an die Steuereinheit 23, sobald das Eintreibgerät 10 an einen Untergrund U angedrückt wird, wie aus 1 ersichtlich ist, und stellt so sicher, dass das Eintreibgerät 10 nur ausgelöst werden kann, wenn es ordnungsgemäss an einen Untergrund U angedrückt worden ist.

Die Antriebsanordnung 30 beinhaltet zunächst einen elektrisch betriebenen Motor 31 mit einer Motorwelle 37. Die Motorwelle 37 überträgt eine Rotationsbewegung des Motors 31 über ein z. B. als Riemen ausgebildetes Transmissionsmittel 33 auf eine Lagerachse 34 eines Antriebsschwungrades 32 und versetzt das Antriebsschwungrad 32 damit in eine Rotationsbewegung in Richtung des Pfeils 36. Der Motor 31 wird dabei über eine elektrische Motorleitung 25 direkt von der Steuereinheit 23 versorgt und geschaltet. Der Motor 31 kann z. B. bereits dann von der Steuereinheit 23 in Betrieb gesetzt werden, wenn das Eintreibgerät 10 an einen Untergrund U angedrückt wird und ein entsprechendes Signal vom Schaltmittel 29 über die Leitung 28 an die Steuereinheit 23 geleitet wird. Zwischen dem Antriebsschwungrad 32 und dem Eintreibstössel 13 ist ferner noch eine als Reibkupplung ausgebildete Antriebskupplung 35 wirksam. Diese beinhaltet einen, gegenüber einem vorderen Eintreibabschnitt 14 höheren Kupplungsabschnitt 15 des Eintreibstössels 13, der über das Andruckmittel 16 mit dem Antriebsschwungrad 32 in Reibschluss gebracht werden kann. Das Andruckmittel 16 ist dazu drehbar an einem Lagerarm 120 gelagert, der über ein Stellmittel 119, welches z. B. als Servomotor, Schrittmotor oder Solenoid ausgebildet ist, angehoben oder abgesenkt werden kann. Das Stellmittel 119 ist dabei über eine Steuerleitung 121 mit der Steuereinheit 23 verbunden. Während einer Bewegung des Eintreibstössels 13 kann sich das Andruckmittel 16 in Richtung des Pfeils 26 drehen und auf dem Eintreibstössel 13 abrollen um diesen nicht zu bremsen.

An dem Eintreibgerät 10 ist ferner noch eine insgesamt mit 70 bezeichnete Rückstelleinrichtung angeordnet. Diese Rückstelleinrichtung 70 umfasst einen Rückstellmotor 71 über den eine als Reibrad ausgebildete Rückstellrolle 72 antreibbar ist. Alternativ kann die Rückstellrolle z. B. auch als Zahnrad ausgebildet sein, die mit einer Zahnung am Eintreibstössel zusammenwirkt. Der Rückstellmotor 71 ist über eine Leitung 74 elektrisch mit der Steuereinheit 23 verbunden und kann über diese in Betrieb gesetzt werden, wenn sich der Eintreibstössel 13 in seiner in Eintreibrichtung 27 liegenden Endposition 122 befindet. Die Rückstelleinrichtung 70 weist ein erstes Schaltmittel 79 und ein zweites Schaltmittel 75 auf, die jeweils über eine erste Steuerleitung 78 respektive eine zweite Steuerleitung 76 mit der Steuereinheit 23 verbunden sind. Das zweite Schaltmittel 75 delektiert den Eintreibstössel 13 in seiner in 2 dargestellten Ausgangsstellung 22 während das erste Schaltmittel 79 den Eintreibstössel 13 in seiner in Eintreibrichtung 27 liegenden Endposition 122 delektiert, wie aus 1 ersichtlich ist. Über die erste und zweite Steuerleitung 78 und 76 werden dann jeweils entsprechende Signale von den ersten und zweiten Schaltmitteln 79, 75 an die Steuereinheit 23 übermittelt. Die Rückstellrolle 72 dreht sich im Betrieb, angetrieben über den Rückstellmotor 71, in Richtung des Pfeils 73 (vgl. 2) um den Eintreibstössel in einer Rückstellrichtung 77 zu bewegen.

Wird das Eintreibgerät 10 an einen Untergrund U angedrückt, wie aus 1 ersichtlich ist, dann wird zunächst über das Schaltmittel 29 und die Steuereinheit 23 der Motor 31 der Antriebsanordnung 30 eingeschaltet und über diesen das Antriebsschwungrad 32 in Rotation in Drehrichtung des Pfeils 36 (siehe 2) versetzt.

Wird danach der Auslöseschalter 19 von einem Bediener betätigt, dann wird von der Steuereinheit 23 über die Steuerleitung 121 das Stellmittel 119 aktiviert. Das Andruckmittel 16 am Lagerarm 120 wird dann vom Stellmittel 119 in Richtung auf den Eintreibstössel 13 hin bewegt. Der Eintreibstössel 13 wird dadurch mit seinem Kupplungsabschnitt 15 auf das Antriebsschwungrad 32 hin bewegt wodurch die Aniriebskupplung 35 einkuppelt und der Eintreibstössel 13 über das Antriebsschwungrad 32 in Eintreibrichtung 27 beschleunigt wird. Dabei läuft der Kupplungsabschnitt 15 am Endpunkt der Bewegung des Eintreibstössels 13 gegen das erste Schaltmittel 79. Das erste Schaltmittel 79 übermittelt daraufhin ein Signal über die erste Steuerleitung 78 an die Steuereinheit 23, die ihrerseits über die Steuerleitung 121 das Stellmittel 119 veranlasst das Andruckmittel 16 vom Eintreibstössel 13 abzuheben, um die Antriebskupplung 35 zu deaktivieren (vgl. 2). Ferner aktiviert die Steuereinheit 23 über die Leitung 74 den Rückstellmotor 71 der Rückstelleinrichtung 70, der sich daraufhin in Richtung des Pfeils 73 dreht und dabei den Eintreibstössel 13 in Rückstellrichtung 77 bewegt, bis dieser mit seinem Kupplungsabschnitt 15 gegen das zweite Schaltmittel 75 läuft. Das zweite Schaltmittel 75 übermittelt daraufhin ein Steuersignal über die zweite Steuerleitung 76 an die Steuereinheit 23, die daraufhin über die Leitung 74 den Rückstellmotor 71 abschaltet. Der Eintreibstössel 13 befindet sich nun in seiner Ausgangsstellung 22, in der ein neuer Eintreibvorgang möglich ist.


Anspruch[de]
Elektrisch betriebenes Eintreibgerät für Befestigungselemente, mit einer Antriebsanordnung (30) für einen in einer Führung (12) versetzbar gelagerten Eintreibstössel (13), die wenigstens ein über einen Elektromotor (31) in Rotation versetzbares Antriebsschwungrad (32) aufweist, und mit einer Rückstelleinrichtung (70) über die der Eintreibstössel (13) in eine Aus gangsstellung (22) überführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstelleinrichtung (70) einen Rückstellmotor (71) aufweist, der über ein Rückstellmittel an dem Eintreibstössel (13) angreift. Eintreibgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückstellmotor (71) eine Leistung aufweist, die im Bereich von 0,1 % bis 20 % der Leistung des Elektromotors (31) liegt. Eintreibgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückstellmotor (71) als Servomotor ausgebildet ist, der eine Leistung von 2 bis 50 W aufweist. Eintreibgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstelleinrichtung (70) wenigstens ein erstes Schaltmittel (79) zur Detektion des Eintreibstössels (13) in einer der Ausgangsstellung (22) entgegengesetzten Endposition (122) aufweist. Eintreibgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstelleinrichtung (70) wenigstens ein zweites Schaltmittel (75) zur Detektion des Eintreibstössels (13) in seiner Ausgangsstellung (22) aufweist. Eintreibgerät, nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltmittel (75, 79) über eine Steuerleitung (76, 78) mit einer Steuereinheit verbunden ist. Eintreibgerät, nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückstellmittel als Rückstellrolle (72) ausgebildet ist.






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