DE102005023683A1

DE102005023683A1 - Elektrisch betriebenes Eintreibgerät

Info

Publication number: DE102005023683A1
Application number: DE102005023683A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Schiestl
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 2005-05-23
Filing date: 2005-05-23
Publication date: 2006-11-30
Also published as: GB0606099D0; FR2885829A1; FR2885829B1; JP5064722B2; CN1868686A; JP2006326828A; CN100571992C; US7325712B2; US20060261125A1

Abstract

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 Motor (31) in Rotation versetzbares Antriebsschwungrad (32) aufweist. Das Antriebsschwungrad (32) besteht dabei wenigstens aus einer ersten Komponente und einer zweiten Komponente, wobei ein umfänglich angeordneter Mantelkörper (41) des Antriebsschwungrades (32) durch die erste Komponente gebildet ist. Die erste Komponente ist dabei ein Stahl oder eine Eisenlegierung, während die zweite Komponente ein Material mit einer größeren Dichte als der der ersten Komponente ist.

Description

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

Bei diesen elektrisch betriebenen Eintreibgeräten wird der Eintreibstössel über wenigstens ein Schwungrad beschleunigt, welches über einen Motor antreibbar ist. Die Eintreibenergie liegt bei den Eintreibgeräten, die ihre Energie aus einem Akku beziehen, bei maximal ca. 35–40 J. Bei dem in den Eintreibgeräten verwirklichten Schwungradprinzip muss die im Schwungrad gespeicherte Energie über eine Kupplung auf den Eintreibstössel gekuppelt werden.

Ein gattungsgemässes Eintreibgerät ist aus der US 4 928 868 bekannt. Dort ist ein Eintreibstössel zwischen einem Schwungrad, welches von einem Motor angetrieben wird, und einer Spannrolle hindurchgeführt. Zum reibschlüssigen Einkuppeln des Eintreibstössels mit dem Schwungrad wird der Eintreibstössel über einen Stellmechanismus gegen das Schwungrad versetzt, dabei an die Umfangsfläche des Schwungrades angedrückt und beschleunigt. Das Schwungrad besteht dabei aus zwei Komponenten. Eine erste Komponente bildet den umfänglich angeordneten Mantel, an dem der Eintreibstössel reibschlüssig einkuppelt. Dieser Mantel ist dabei aus Stahl gefertigt, um den hohen Reibungskräften Rechnung zu tragen. Die zweite Komponente umfasst die Nabe, welche aus einem leichteren Material als Stahl gefertigt ist.

Von Nachteil bei dem bekannten Eintreibgerät ist, dass eine Erhöhung der Eintreibenergie nur durch eine Erhöhung der Drehzahl des Schwungrades oder durch eine Vergrösserung desselben möglich ist. Eine Erhöhung der Drehzahl hat dabei den Nachteil, dass das Einkuppeln des Eintreibstössels am Schwungrad erschwert und der Schlupf und damit der Verschleiss erhöht wird. Wird hingegen das Volumen des Schwungrades vergrössert, wird das Eintreibgerät ebenfalls grösser und damit unhandlicher.

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

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die in Anspruch 1 genannten Massnahmen gelöst. Demnach ist die erste Komponente ein Metall aus der Gruppe Stahl und legiertes Eisen, während die zweite Komponente ein Material mit einer grösseren Dichte als der der ersten Komponente ist. Hierdurch lässt sich die in dem Antriebsschwungrad speicherbare kinetische Energie auf einfache Weise erhöhen, ohne den Bauraum oder die notwendige Drehgeschwindigkeit des Antriebsschwungrades zu vergrössern. Der Mantelkörper des Antriebsschwungrades, der mit dem Eintreibstössel eingekuppelt wird, besteht dabei weiterhin aus Stahl oder einem legierten Eisen, so dass der Verschleiss des Mantelkörpers minimal bleibt.

Günstig ist es ferner, wenn die Dichte der zweiten Komponente wenigstens um 1 g/cm³ grösser ist, als die Dichte der ersten Komponente. Hierdurch wird bereits eine deutliche Erhöhung der speicherbaren kinetischen Energie erreicht, wenn das Verhältnis der ersten Komponente zur zweiten Komponente nach ihrem Bauvolumen wenigstens 2:1, optimal wenigstens 1:1 ist.

Weiterhin vorteilhaft für die speicherbare kinetische Energie ist es, wenn die erste Komponente ein Stahl mit einer Dichte von 7 g/cm³ bis 8,4 g/cm³ ist, während die zweite Komponente ein Material mit einer Dichte grösser 8,5 g/cm³ ist.

Von Vorteil ist es ferner, wenn die zweite Komponente ein Metall aus der Gruppe Blei, Kupfer, Nickel, Zinn, Zink, Silber und Quecksilber ist. Diese Metalle weisen eine hohe Dichte auf und sind industriell gut zu bearbeiten. Die Metalle müssen dabei nicht metallurgisch rein sein.

Vorteilhaft kann die zweite Komponente auch eine Metalllegierung aus wenigstens zwei der Metallen der Gruppe Blei, Kupfer, Nickel, Zinn, Zink, Silber und Quecksilber sein. Derartige llegierungen sind z. B. Bronce oder Messing.

Anstelle von Metallen und deren Legierungen können für die zweite Komponente auch nichtmetallische Materialien entsprechend hoher Dichte verwendet werden.

Günstig ist es auch, wenn die erste Komponente einen Grundkörper ausbildet, der den Mantelkörper und eine Nabe trägt. Dieser Grundkörper kann als Drehteil ausgeführt sein, so dass Unwuchten nicht zu befürchten sind.

In einer leicht und günstig zu fertigenden Variante ist die zweite Komponente als Zusatzkörper ausgebildet, der in wenigstens einer rotationssymmetrischen Ausnehmung im Grundkörper angeordnet ist. Dabei ist es günstig, wenn die zweite Komponente in möglichst grossem Abstand zur Drehachse des Antriebsschwungrades angeordnet ist, um ein möglichst hohes Trägheitsmoment zu bewirken, da das von der schweren zweiten Komponente bewirkte zusätzliche Trägheitsmoment direkt proportionalzur Erhöhung der im Antriebsschwungrad speicherbaren kinetischen Energie ist.

Ebenfalls leicht und günstig zu fertigen ist eine Variante, bei der die zweite Komponente als Zusatzkörper ausgebildet ist, der zusammen mit dem Grundkörper auf einer Lagerachse gelagert ist.

Weitere Vorteile und Massnahmen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung. In den Zeichnungen ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt.
Es zeigen:
1 ein erfindungsgemässes Eintreibgerät im Längsschnitt in seiner Ausgangsstellung,
2 ein Teilschnitt durch das Eintreibgerät aus 1,
3 ein Schnitt entsprechend 2 durch eine Variante eines Antriebsschwungrades.
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 60 bevorratet sind.
Das Andruckmittel 16 ist an einem Lagerarm 120 drehbar gelagert, der über ein Stellmittel 119, das über eine Steuerleitung 121 mit einer Steuereinheit 23 verbunden ist, in Richtung auf den Eintreibstössel 13 versetzbar und wieder von diesem abhebbar ist.
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. Die Stromversorgung 21 beinhaltet in dem Ausführungsbeispiel wenigstens einen Akkumulator. Die Stromversorgung 21 ist über eine elektrische Versorgungsleitung 24 mit einer Steuereinheit 23 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 Tastmittel 122 angeordnet, über das ein Schaltmittel 29 betätigbar ist, 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 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 die 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 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 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 durch eine Bewegung des Eintreibstössels 13 von seiner Ausgangsstellung 22 in Eintreibrichtung 27 und durch ein Absenken des Andruckmittels 16 über das Stellmittel 119 zwischen dem Andruckmittel 16 und dem Antriebsschwungrad 32 in Reibschluss gebracht werden kann.
An dem Eintreibgerät 10 ist ferner noch eine insgesamt mit 70 bezeichnete Rückstelleinrichtung angeordnet. Diese Rückstelleinrichtung 70 umfasst ein Federelement 75, welches als Zugfeder ausgebildet ist. Über dieses Federelement 75 wird der Eintreibstössel 13 in seine Ausgangstellung 22 zurückbewegt, wenn sich der Eintreibstössel 13 in seiner in Eintreibrichtung 27 liegenden Endposition befindet.
Wie 2 zu entnehmen ist, ist das Antriebsschwungrad 32 zweiteilig ausgebildet und weist eine erste Komponente auf, die einen Grundkörper 38 aus Stahl ausbildet. Dieser Grundkörper 38 umfasst dabei eine Nabe 42 und einen ringförmigen Mantelkörper 41 des Antriebschwungrades 32. Der Stahl weist eine Dichte von ca. 7 g/cm³ bis ca. 8,4 g/cm³ auf. Ferner weist das Antriebsschwungrad 32 eine in einer zwischen Nabe 42 und Mantelkörper 41 angeordneten Ausnehmung 40 platzierte, zweite Komponente in Form eines Zusatzkörpers 39 auf. Dieser Zusatzkörper 39 besteht aus einem Material, dessen Dichte grösser ist, als die des Materials des Grundkörpers. In dem in 2 dargestellten Beispiel besteht der ringförmig ausgebildete Zusatzkörper 39 aus Blei, welches je nach Reinheit eine Dichte zwischen ca. 11 g/cm³ und 11,4 g/cm³ aufweist. Anstelle von Blei können auch ähnlich Materialien mit einer ähnlich hohen Dichte verwendet werden.
Das in 3 dargestellte Antriebsschwungrad 32 unterscheidet sich nur dadurch von dem in 2 dargestellten, dass der Zusatzkörper 39 koaxial zu dem Grundkörper 38 auf der Lagerachse 34, und nicht als Einlage im Grundkörper 38 selber angeordnet ist.
Durch die erfindgungsgemässe Ausbildung des Antriebsschwungrades 32 kann dieses eine grössere kinetische Energie speichern, als bekannte Antriebsschwungräder gleicher Dimensionierung ohne die Drehzahl zu erhöhen.

Claims

Elektrisch betriebenes Eintreibgerät für Befestigungselemente, mit einer Antriebsanordnung (30) für einen in einer Führung (12) versetzbar gelagerten Eintreibstössel (13), die wenigstens ein über einen Motor (31) in Rotation versetzbares Antriebsschwungrad (32) aufweist, das aus wenigstens einer ersten Komponente und einer zweiten Komponente besteht, wobei die erste Komponente wenigstens einen umfänglich angeordneten Mantelkörper (41) ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente ein Metall aus der Gruppe Stahl und legiertes Eisen ist, während die zweite Komponente ein Material mit einer grösseren Dichte als der der ersten Komponente ist.
Eintreibgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte der zweiten Komponente wenigstens um 1 g/cm³ grösser ist, als die Dichte der ersten Komponente.
Eintreibgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente ein Stahl mit einer Dichte von 7 g/cm³ bis 8,4 g/cm³ ist, während die zweite Komponente ein Material mit einer Dichte grösser 8,5 g/cm³ ist.
Eintreibgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Komponente ein Metall aus der Gruppe Blei, Kupfer, Nickel, Zinn, und Silber ist.
Eintreibgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Komponente eine Legierung aus wenigstens zwei Metallen der Gruppe Blei, Kupfer, Nickel, Zinn, Zink, Silber und Quecksilber ist.
Eintreibgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente einen Grundkörper (38) ausbildet, der den Mantelkörper (41) und eine Nabe (42) trägt.
Eintreibgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Komponente als Zusatzkörper (39) ausgebildet ist, der in wenigstens einer rotationssymmetrischen Ausnehmung (40) im Grundkörper (38) angeordnet ist.
Eintreibgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Komponente als Zusatzkörper (39) ausgebildet ist, der zusammen mit dem Grundkörper (38) auf einer Lagerachse (34) gelagert ist.