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Dokumentenidentifikation DE102006000143A1 29.11.2007
Titel Handgeführtes Eintreibgerät
Anmelder Hilti AG, Schaan, LI
Erfinder Schiestl, Ulrich, Feldkirch, AT
Vertreter TER MEER STEINMEISTER & Partner GbR Patentanwälte, 81679 München
DE-Anmeldedatum 28.03.2006
DE-Aktenzeichen 102006000143
Offenlegungstag 29.11.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.11.2007
IPC-Hauptklasse B25C 1/02(2006.01)A, F, I, 20060328, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B25C 1/06(2006.01)A, L, I, 20060328, B, H, DE   
Zusammenfassung Die vorliegende Erfindung betrifft ein handgeführtes Eintreibgerät (10) für Befestigungselemente (60), mit einer Antriebsanordnung (30) für einen in einer Führung (12) versetzbar gelagerten Eintreibstößel (13), die wenigstens ein über eine Spanneinrichtung (70) spannbares Antreibsfederelement (31) für den Eintreibstößel (13) aufweist. Zur Verbesserung der Eintreibgeschwindigkeit ist das Antriebsfederelement (31) aus einem rohrförmigen Federmaterial gebildet.

Beschreibung[de]
Aufgabe der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein handgeführtes Eintreibgerät der im Oberbegriff von Patentanspruch 1 genannten Art. Derartige handgeführte Eintreibgeräte verfügen über einen versetzbar geführten Eintreibstössel über den Befestigungselemente in einen Untergrund eintreibbar sind.

Als Antriebsquelle für den Eintreibstössel dient dabei eine mechanische Antriebsfeder, die über einen Spannmechanismus spannbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass die mechanische Antriebsfeder kostengünstig ist, wodurch ein derartiges Eintreibgerät preiswert herzustellen ist. Ferner haben mechanische Federn gegenüber Gasfedern den Vorteil, dass es beim Spannen der mechanischen Feder nicht wie bei Gasfedern zu Temperaturerhöhungen kommt, sowie dass eine gespannte Feder die gespeicherte Energie über lange Zeit nicht verliert, während bei einer Gasfeder die Energie durch Leckage allmählich verloren geht.

Dagegen haben mechanische Federn gegenüber Gasfedern den Nachteil, dass sie bei schneller Entspannung einen beträchtlichen Teil der in der Feder gespeicherten Energie verlieren, da diese zum Beschleunigen der eigenen Federmasse aufgewendet werden muss. Da die Masse einer mechanischen Feder viel grösser ist als die einer Gasfeder, sind die entsprechenden Verluste im Vergleich zu Gasfedern viel höher. Da ein Schlagvorgang, wie er bei den hier betrachteten Eintreibgeräten auftritt, zu einer sehr schnellen Entspannung der Feder führt, macht sich der beschriebene Umstand hier stark bemerkbar.

Ein gattungsgemässes Eintreibgerät ist aus der DE 40 13 022 A1 bekannt. Dieses Eintreibgerät weist eine durch eine Feder zu einer Mündung hin vorgestossene Schlagvorrichtung zum Einschlagen eines Nagels auf. Eine Stellvorrichtung zum Überführen der Schlagvorrichtung in eine Ausgangsstellung weist einen Elektromotor und einen Drehzahluntersetzungsmechanismus für diesen auf. Eine Drehbewegung des Elektromotors wird dabei über den Drehzahluntersetzungsmechanismus und eine diesen kämmende Zahnscheibe auf einen Hammerkörper der Schlagvorrichtung übertragen, um diesen gegen die Kraft der Feder in die Ausgangsstellung zu überführen, in der die Schlagvorrichtung bereit für einen Schlagvorgang ist.

Von Nachteil bei dem bekannten Eintreibgerät ist, dass die Stösselgeschwindigkeit einen Betrag von 15 bis 20 m/s nicht überschreiten kann, was für Anwendungen die höhere Setzenergien als 10 bis 20 J benötigen, wie z. B. dem Setzen auf Stahl oder Beton nicht ausreichend ist. Dies resultiert aus dem oben angesprochenen Umstand, dass die mechanische Feder einen Teil der gespeicherten Energie zur Beschleunigung der eigenen Federmasse aufwenden muss, wodurch dieser Energieanteil für die Beschleunigung der Schlagvorrichtung verloren geht. Versucht man die Schlaggeschwindigkeit des Eintreibgeräts zu erhöhen, indem man eine baugleiche aber stärkere Feder vorsieht, erhöht man dadurch nur die Eigenmasse der Feder, was die beschriebene Verlustenergie zum Beschleunigen der Federeigenmasse erhöht, so dass man insgesamt keine Geschwindigkeitserhöhung erreicht.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt daher darin, ein Eintreibgerät der vorgenannten Art zu entwickeln, das die vorgenannten Nachteile vermeidet und auf technisch einfache Weise eine höhere Eintreibgeschwindigkeit bei gleichzeitig hoher Eintreibenergie ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die in Anspruch 1 genannten Massnahmen gelöst. Demnach ist das Antriebsfederelement aus einem rohrförmigen Federmaterial gebildet. Hierdurch kann das Eigengewicht des Antriebsfederelements deutlich verringert werden, ohne dass die elastischen Eigenschaften des Antriebsfederelements nachteilig verändert werden. Es wird damit eine höhere Eintreibgeschwindigkeit und gleichzeitig eine höhere Setzenergie bei einem Eintreibvorgang ermöglicht. Das Federmaterial ist dabei z. B. ein Metall, wie z. B. Federstahl oder Titan, oder ein Kunststoff, der z. B. faserverstärkt sein kann. Titan kann auf Grund seiner relativ geringen Dichte und seiner hohen Festigkeit auch als Werkstoff für Antriebsfederelemente aus Vollmaterial interessant sein, wenn dies wirtschaftlich ist.

Vorteilhaft weist das rohrförmige Federmaterial einen rundlichen Querschnitt auf, wodurch eine einfache Herstellbarkeit gewährleistet ist. Als rundlicher Querschnitt werden dabei sowohl runde als auch ovale Querschnitte angesehen.

Vorteilhafterweise weist das rohrförmige Federmaterial eine Wandstärke entsprechend 10 – 40% seines maximalen Durchmessers auf, wodurch eine optimale Materialausnutzung des Antriebsfederelements erzielt wird.

Günstig ist es ferner, wenn das Antriebsfederelement als Schraubenfeder ausgebildet ist, wodurch ein grosser Beschleunigungsweg bei optimaler Baugrösse erreicht werden kann.

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

Es zeigen:

1 ein erfindungsgemässes Eintreibgerät im Längsschnitt in seiner Ausgangsstellung,

2 das Eintreibgerät aus 1 in einer betätigten Stellung,

3 ein Detail des Eintreibgerätes gemäss dem Ausschnitt II aus 1.

Das in den 1 bis 3 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. Der Eintreibstössel 13 weist dabei einen Eintreibabschnitt 14 für ein Befestigungselement 60 und einen Kopfabschnitt 15 auf.

An dem in Eintreibrichtung 27 liegenden Ende der Führung 12 schliesst sich eine koaxial zu dieser verlaufende Bolzenführung 17 an diese an. Seitlich von der Bolzenführung 17 abragend ist ein Befestigungselementemagazin 61 angeordnet in dem Befestigungselemente 60 bevorratet sind.

Die Antriebsanordnung 30 beinhaltet ein Antriebsfederelement 31 welches sich mit einem Ende an einer Abstützstelle 36 indirekt am Gehäuse 11 abstützt und welches mit einem anderen Ende an dem Kopfabschnitt 15 des Eintreibstössels 13 angreift. Das Antriebsfederelement 31 ist als Schraubenfeder ausgebildet und besteht aus einem rohrförmigen Federmaterial. Das Federmaterial ist dabei z. B. ein Metall, wie z. B. Federstahl oder Titan, oder ein Kunststoff, der z. B. faserverstärkt sein kann. Das rohrförmige Federmaterial des Antriebsfederelementes 31weist dabei eine Wandstärke W auf, die 10% – 40% des Durchmessers D des rohrförmigen Federmaterials beträgt (vgl. 3).

In der aus 1 ersichtlichen Ausgangsstellung 22 des Eintreibstössels 13 ist dieser elastisch gegen das Antriebsfedermittel 31 vorgespannt, und ist mit dem freien Ende seines Kopfabschnitts 15 in einen zylindrischen Führungsraum 37 eingetaucht, der durch das Antriebsfederelement 31 und die Abstützstelle 36 definiert wird. Durch die Möglichkeit den Kopfabschnitt 15 in den Führungsraum 37 innerhalb dieser Elemente und insbesondere innerhalb des Antriebsfederelementes 31 zu führen wird vorteilhaft eine kompakte Bauweise erzielt.

In der Ausgangsstellung 22 ist der Eintreibstössel 13 durch eine insgesamt mit 50 bezeichnete Sperreinrichtung gehalten, die eine Klinke 51 aufweist, die in einer Sperrstellung 54 (siehe 1) an einer Sperrfläche 53 an einem Vorsprung 58 des Eintreibstössels 13 angreift und diesen gegen die Kraft des Antriebsfedermittels 31 festhält. Die Klinke 51 ist dabei an einem Stellmotor 52 gelagert und über diesen in eine aus 2 ersichtliche Freigabestellung 55 überführbar, wie nachfolgend noch beschrieben werden wird. Der Stellmotor 52 ist über eine elektrische erste Steuerleitung 56 mit einer Steuereinheit 23 verbunden.

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 ferner noch 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 der Steuereinheit 23 als auch mit dem Auslöseschalter 19 verbunden. Die Steuereinheit 23 ist dabei ferner noch über eine Schalterleitung 57 mit dem Auslöseschalter 19 verbunden.

An einer Mündung 62 des Eintreibgerätes 10 ist ein Schaltmittel 29 angeordnet, das über eine Schaltmittelleitung 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 2 ersichtlich ist, und stellt so sicher, dass das Eintreibgerät 10 nur ausgelöst werden kann, wenn es ordnungsgemäss an ein Werkstück U angedrückt worden ist.

An dem Eintreibgerät 10 ist ferner noch eine insgesamt mit 70 bezeichnete Spanneinrichtung angeordnet. Diese Spanneinrichtung 70 umfasst einen Motor 71 über den eine Antriebsrolle 72 antreibbar ist. Der Motor 71 ist über eine zweite Steuerleitung 74 elektrisch mit der Steuereinheit 23 verbunden und kann über diese in Betrieb gesetzt werden, z. B. wenn sich der Eintreibstössel 13 in seiner in Eintreibrichtung 27 liegenden Endposition befindet oder wenn das Eintreibgerät wieder vom Untergrund abgehoben wird. Der Motor 71 weist ein Abtriebsmittel 75, wie ein Abtriebsrad, auf, das mit der Antriebsrolle 72 koppelbar ist. Die Antriebsrolle 72 ist dazu drehbar an einem längsverstellbaren Stellarm 78 eines als Solenoid ausgebildeten Stellmittels 76 gelagert. Das Stellmittel 76 ist dabei über eine Stellmittelleitung 77 mit der Steuereinheit 23 verbunden. Im Betrieb dreht sich die Antriebsrolle 72 in Richtung des gestrichelt angedeuteten Pfeils 73.

Wird das Eintreibgerät 10 über einen hier nicht dargestellten Hauptschalter in Betrieb genommen, dann stellt die Steuereinheit 23 zunächst sicher, dass sich der Eintreibstössel 13 in seiner aus 1 ersichtlichen Ausgangsstellung 22 befindet. Ist dieses nicht der Fall, dann wird die Antriebsrolle 72 vom Stellmittel 76 an das bereits über den Motor 71 in Drehung versetzte Abtriebsmittel 75 heranbewegt und mit diesem eingekuppelt. Gleichzeitig kuppelt die Antriebsrolle 72 an dem Eintreibstössel 13 ein, so dass dieser über die sich in Richtung des Pfeils 73 drehende Antriebsrolle 72 in Richtung zur Antriebsanordnung 30 hin versetzt wird. Dabei wird das Antriebsfederelement 31 der Antriebsanordnung 30 gespannt. Hat der Eintreibstössel 13 seine Ausgangsstellung 22 erreicht, dann fällt die Klinke 51 der Sperreinrichtung 50 in die Sperrfläche 53 am Eintreibstössel 13 ein und hält diesen in der Ausgangsstellung 22. Der Motor 71 kann dann über die Steuereinheit 23 abgeschaltet werden und das Stellmittel 76 fährt die Antriebsrolle 72, ebenfalls gesteuert von der Steuereinheit 23, von ihrer eingekuppelten Stellung an dem Abtriebsmittel 75 und dem Eintreibstössel 13 in seine ausgekuppelte Stellung (vgl. 2).

Wird das Eintreibgerät 10 an ein Werkstück U angedrückt, wie aus 2 ersichtlich ist, dann wird zunächst über das Schaltmittel 29 die Steuereinheit 23 in Setzbereitschaft versetzt. Wird dann der Auslöseschalter 19 von einem Bediener betätigt, dann wird über die Steuereinheit 23 die Sperreinrichtung 50 in ihre Freigabestellung 55 versetzt, wobei die Klinke 51 über den Stellmotor 52 von der Sperrfläche 53 am Eintreibstössel 13 abgehoben wird. Die Klinke 51 kann dazu in Richtung auf den Eintreibstössel 13 federbelastet sein.

Der Eintreibstössel 13 wird daraufhin über das Antriebsfederelement 31 der Antriebsanordnung 30 in Eintreibrichtung 27 bewegt, wobei ein Befestigungselement 60 in das Werkstück U eingetrieben wird.

Zur Rückführung des Eintreibstössels 13 und zum Spannen des Antriebsfederelementes 31 wird, am Ende eines Eintreibvorganges die Spanneinrichtung 70 über die Steuereinheit 23 aktiviert, wenn das Eintreibgerät 10 wieder vom Werkstück U abgehoben wird. Das Schaltmittel 29 liefert dazu ein Signal an die Steuereinheit 23. Über die Spanneinrichtung 70 wird der Eintreibstössel 13 in der bereits beschriebenen Weise gegen das Antriebsfederelement 31 der Antriebsanordnung 30 gefahren und das Antriebsfederelement 31 dabei erneut gespannt, bis die Klinke 51 wieder in ihre Sperrstellung 54 an der Sperrfläche 53 am Eintreibstössel 13 einfallen kann.


Anspruch[de]
Handgeführtes Eintreibgerät für Befestigungselemente, mit einer Antriebsanordnung (30) für einen in einer Führung (12) versetzbar gelagerten Eintreibstössel (13), die wenigstens ein über eine Spanneinrichtung (70) spannbares Antriebsfederelement (31) für den Eintreibstössel (13) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsfederelement (31) aus einem rohrförmigen Federmaterial gebildet ist. Eintreibgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das rohrförmige Federmaterial einen rundlichen Querschnitt aufweist. Eintreibgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das rohrförmige Federmaterial eine Wandstärke (W) entsprechend 10 – 40% seines maximalen Durchmessers (D) aufweist. Eintreibgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsfederelement (31) als Schraubenfeder ausgebildet ist.






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