DE102006000517A1 - Handgeführtes Eintreibgerät - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein handgeführtes Eintreibgerät (10) für Befestigungselemente (60), mit einem in einer Führung (12) versetzbar gelagerten und über wenigstens ein Antriebsfederelement (31) antreibbaren Eintreibstößel (13), mit einer Spanneinrichtung (70) für das Antriebsfederelement (31) und mit einer Sperreinrichtung (50), über die das Antriebsfederelement (31) in einer Sperrstellung (54) der Sperreinrichtung (50) in einer Spannstellung (33) arretierbar sind, und mit einem Auslöseschalter (19), über den die Sperreinrichtung (50) in eine Freigabestellung überführbar ist. Die Spanneinrichtung (70) weist dabei eine über einen Motor (71) drehbewegbare Gewindespindel (76) auf. Zur Verbesserung eines derartigen Eintreibgerätes (10) ist auf der Gewindespindel (76) eine Laufmutter (78) verdrehgesichert axial versetzbar geführt, die gesteuert über eine Steuereinheit (23) für den Motor (71) zwischen einer ersten Endposition (83) und einer zweiten Endposition (84) hin- und herbewegbar ist. Die Laufmutter (78) ist dabei in einem Spannzyklus von der ersten Endposition (83) in die zweite Endposition (84) versetzbar, um das Antriebsfederelement (31) in die Spannstellung zu versetzen, und die Laufmutter (78) nachfolgend von der zweiten Endposition (84) wieder zurück in die erste Endposition (83) versetzbar ist.
Description
- 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.
- Die Eintreibgeräte werden z. B. elektrisch betrieben, wobei als Energiespeicher für den Eintreibstössel eine Antriebsfeder dient, die über einen elektrisch betriebenen Spannmechanismus spannbar ist. Ein Vorteil solcher Eintreibgeräte ist ihr einfacher und günstig herzustellender Aufbau.
- Ein als Elektronagler ausgebildetes Eintreibgerät ist aus der
US 3 810 572 bekannt. Dieses weist einen Eintreibstössel auf, an dessen der Eintreibrichtung abgewandten Ende ein spindelförmiger Gewindeabschnitt ausgebildet ist. Eine radial aussen um den Eintreibstössel angeordnete Hülse ist über einen Antriebsmotor drehbewegbar, wobei in der Hülse laufende Kugeln in das Gewinde des Gewindeabschnitts eingreifen, um den Eintreibstössel axial gegen ein Antriebsfederelement zu versetzen. Zum Auslösen eines Eintreibvorgangs ist eine erste Arretierhülse vorgesehen, die verschieblich aussen an der Hülse geführt ist und die über den Trigger axial versetzbar ist, um Sperrkugeln nach radial aussen freizugeben. Eine weitere Arretierhülse, die aussen an der ersten Arretierhülse geführt ist steuert dabei das radiale Ausrücken der in das Gewinde eingreifenden Kugeln. - Von Nachteil bei diesem Eintreibgerät ist zum einen, dass die drei Hülsen konstruktiv sehr komplex sind und das Eintreibgerät verteuern. Zum anderen liegt beim Auslösen des Eintreibgerätes kurzfristig die gesamte Kraft der Antriebsfeder an einer sehr kleinen Fläche an der Kante des Gewindes an, wo die letzte Sperrkugel ausrückt. Hierdurch besteht die Gefahr eines Kantenbruchs des Gewindes.
- Ein gattungsgemässes, als Elektrotacker ausgebildetes Eintreibgerät ist aus der
DE 32 37 087 A1 bekannt. Bei diesem Eintreibgerät wird ein als Schlagbolzen ausgebildeter Eintreibstössel von einem rotierenden Elektromotor gegen eine Antriebsfeder in eine Spannstellung verschoben. Am Eintreibstössel ist dazu eine Zahnung vorgesehen, die mit einer über den Elektromotor antreibbaren Gewindespindel in Eingriff bringbar ist. In einer gespannten Endposition der Antriebsfeder schwenkt die Gewindespindel aus ihrem Eingriff mit der Zahnung am Eintreibstössel aus. In dieser Spannstellung ist der Eintreibstössel durch ein Sperrglied arretierbar. Um einen Eintreibvorgang auszulösen, muss ein Auslöseschalter, wie ein Auslösehebel oder ein Druckknopf betätigt werden, über den das Sperrglied aus seiner Sperrlage am Eintreibstössel gelöst wird. Die mit dem Elektrotacker eintreibbaren Befestigungselemente können z. B. in einem Magazin bevorratet sein. - Von Nachteil bei diesem Eintreibgerät ist, dass die Konstruktion mit einer gesteuert ausschwenkbaren Spindel recht aufwendig und teuer ist. Ausserdem baut eine ausschwenkbare Spindel grösser und schwerer, was für ein handgeführtes Eintreibgerät ein grosser Nachteil ist.
- Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Eintreibgerät der vorgenannten Art zu entwickeln, das die vorgenannten Nachteile vermeidet.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die in Anspruch 1 genannten Massnahmen gelöst. Demnach ist auf der Gewindespindel eine Laufmutter verdrehgesichert axial versetzbar geführt, die gesteuert über eine Steuereinheit für den Motor für die Gewindespindel zwischen einer ersten Endposition und einer zweiten Endposition hin und her bewegbar ist, wobei die Laufmutter in einem Spannzyklus von der ersten Endposition in die zweite Endposition versetzbar ist, um das Antriebsfederelement in die Spannstellung zu versetzen, und die Laufmutter (zeitlich direkt) nachfolgend von der zweiten Endposition wieder zurück in die erste Endposition versetzbar ist. Hierdurch ist die Laufmutter vor einem Eintreibvorgang wieder in ihrer Ausgangsposition, so dass der Weg für das Antriebsfederelement frei ist. Wird das Antriebsfederelement indirekt über den Eintreibstössel gespannt, wenn die Laufmutter mit dem Eintreibstössel zusammenwirkt, so kann der Eintreibstössel nach dem Verfahren der Laufmutter in ihre Ausgangsposition ebenfalls frei laufen. Komplizierte Mechaniken zum Wegschwenken der Gewindespindel sind nicht mehr erforderlich. Ebenfalls ist kein Kantenbruch des Gewindes der Gewindespindel mehr zu befürchten.
- Von Vorteil ist es ferner, wenn an der Laufmutter wenigstens eine Kugel als Gewindeeingreifmittel für die Gewindespindel vorgesehen ist. Durch diese Ausbildung als Kugelumlaufmutter können die Reibungs- und Energieverluste beim Spannen des Eintreibstössels gegen die Antriebsfeder deutlich vermindert werden.
- Günstig ist es ferner, wenn die Steuereinheit mit der Sperreinrichtung über eine erste Steuerleitung und mit dem Motor über eine zweite Steuerleitung verbunden ist. Hierdurch wird es möglich, dass die Umstellung der Motordrehrichtung zum Rückführen der Laufmutter in ihre erste Endposition über die Sperreinrichtung steuerbar ist, z. B. wenn die Klinke der Sperreinrichtung am Ende der Spannbewegung von der Spanneinrichtung überfahren wird (z. B. beim Einrasten des Eintreibstössels an der Sperreinrichtung) und dabei ein Steuersignal erzeugt wird. Alternativ könnte die Umschaltung der Motordrehrichtung auch bei Erreichen einer bestimmten Motorlast erfolgen, die auftritt wenn die Antriebsfeder (und ggf. auch der Eintreibstössel) in der Spannstellung sind.
- Eine technisch einfache Ausbildung der Verdrehsicherung der Laufmutter wird erreicht, wenn ein zweites Führungselement vorgesehen ist, an welchem die Laufmutter verdrehgesichert geführt ist.
- Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn wenigstens ein Dämpfungselement vorgesehen ist, dessen axiale Distanz zu einem mit dem Dämpfungselement zusammenwirkenden ersten Anschlag des Eintreibstössels kleiner ist, als eine axiale Distanz der Laufmutter in ihrer ersten Endposition zu einem der Laufmutter gegenüberliegenden Anschlag des Eintreibstössels. Hierdurch wird vermieden, dass der Eintreibstössel am Ende eines Eintreibvorgangs auf die in ihrer ersten Endposition befindliche Laufmutter aufprallt. Der Eintreibstössel wird immer nur auf das wenigstens eine Dämpfungselement aufprallen, wodurch die Lebensdauer der Laufmutter erhöht wird.
- Ein kompakte Bauweise kann erreicht werden, wenn der Motor mit seiner Abtriebswellenachse parallel zur Drehachse der Gewindespindel angeordnet ist, wobei der Motor zwischen zwei durch die Stirnflächen der Gewindespindel definierten Ebenen angeordnet ist.
- In den Zeichnungen ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt.
- Es zeigen:
-
1 ein erfindungsgemässes Eintreibgerät in einer an ein Werkstück angepressten Stellung, -
2 einen Schnitt entlang der Linie II-II aus1 , -
3 das Eintreibgerät aus1 in einer für einen Eintreibvorgang bereiten Stellung, -
4 das Eintreibgerät aus1 nach dem Auslösen eines Eintreibvorgangs. - Das in den
1 bis4 dargestellte handgeführte Eintreibgerät10 ist elektrisch betrieben und weist ein Gehäuse11 und eine darin angeordnete, insgesamt mit30 bezeichnete Antriebsanordnung für einen Eintreibstössel13 auf, der in einer Führung12 versetzbar geführt ist und der ferner mit einem Führungsabschnitt35 an einem ersten Führungselement17 geführt ist (siehe insbesondere2 ). Die Antriebsanordnung30 beinhaltet ein Antriebsfederelement31 welches sich mit einem Ende an einer Abstützstelle32 am Gehäuse11 abstützt und welches mit einem anderen Ende am Eintreibstössel13 angreift. - An dem in Eintreibrichtung
27 liegenden Ende der Führung12 schliesst sich ein Mündungsteil15 mit einem koaxial zur Führung12 verlaufenden Eintreibkanal16 für die Befestigungselemente60 an. Seitlich von dem Mündungsteil15 abragend ist ein Befestigungselementemagazin61 angeordnet, in dem Befestigungselemente bevorratet werden können. - Das Eintreibgerät
10 weist ferner noch einen Handgriff20 auf, an dem ein Auslöseschalter19 zum Auslösen eines Eintreibvorganges mit dem Eintreibgerät10 angeordnet ist. In dem Handgriff20 ist ferner noch eine insgesamt mit21 bezeichnete Stromversorgung angeordnet, über die das Eintreibgerät10 mit elektrischer Energie versorgt wird. Vorliegend beinhaltet die Stromversorgung21 wenigstens einen Akkumulator. Die Stromversorgung21 ist über elektrische Versorgungsleitungen24 sowohl mit einer elektrischen Steuereinheit23 als auch mit dem Auslöseschalter19 verbunden. Der Auslöseschalter19 ist ferner über eine Schalterleitung57 mit der Steuereinheit23 verbunden. - An dem Mündungsteil
15 des Eintreibgerätes10 ist ein als Anpressfühler ausgebildetes Anpresselement14 einer Sicherheitseinrichtung25 angeordnet, über das ein elektrischer Anpressschalter29 der Sicherheitseinrichtung25 betätigbar ist, der über eine Schaltmittelleitung28 elektrisch mit der Steuereinheit23 verbunden ist. Der elektrische Anpressschalter29 sendet ein elektrisches Signal an die Steuereinheit23 , sobald das Eintreibgerät10 mit einer Mündung18 des Mündungsteils15 an ein Werkstück U angedrückt wird, wie aus1 ersichtlich ist, und stellt so sicher, dass das Eintreibgerät10 nur ausgelöst werden kann, wenn es ordnungsgemäss an ein Werkstück U angedrückt worden ist. Das Anpresselement14 ist dazu entlang einer durch den Eintreibkanal16 definierten Achse A verschieblich und zwischen einer Ausgangsstellung (in den Figuren nicht dargestellt) sowie einer Anpressstellung37 (siehe1 ,3 und4 ) versetzbar. Das Anpresselement14 ist dabei über ein Federelement22 in Richtung auf seine Ausgangsstellung elastisch beaufschlagt. - An dem Eintreibgerät
10 ist ferner noch eine insgesamt mit70 bezeichnete Spanneinrichtung angeordnet. Diese Spanneinrichtung70 umfasst einen elektrisch betriebenen Motor71 über den eine Gewindespindel76 antreibbar ist, die an zwei Lager77 drehbar, aber ansonsten nicht versetzbar, im Gehäuse11 gelagert ist. Der Motor71 ist über eine zweite Steuerleitung74 elektrisch mit der Steuereinheit23 verbunden und kann über diese in Betrieb gesetzt werden, z. B. wenn bei einem Anpressvorgang der Anpressschalter29 über das Anpresselement14 betätigt wird oder bereits nach erfolgtem Eintreibvorgang, wenn das Eintreibgerät10 wieder von einem Werkstück U abgehoben wird. Der Motor71 ist dabei so geschaltet, dass er in beiden möglichen Drehrichtungen betrieben werden kann. Auf einer Abtriebswelle des Motors71 sitzt ein Abtriebsrad72 , das mit einem Spindelrad75 der Gewindespindel76 über ein Übertragungselement73 gekoppelt ist, um die Gewindespindel76 im Betrieb des Motors71 in eine Drehbewegung zu versetzen. Das Übertragungselement73 ist dabei z. B. als Riemen, Zahnriemen, Kette, Kardanwelle, Schubstange oder Zahnrad ausgebildet. Der Motor71 ist mit seiner Abtriebswellenachse parallel zur Drehachse der Gewindespindel76 angeordnet, wobei er zwischen zwei durch die Stirnflächen der Gewindespindel76 definierten Ebenen angeordnet ist. Auf der Gewindespindel76 ist eine als Kugelumlaufmutter ausgebildete Laufmutter78 geführt, die über wenigstens eine Kugel78a mit dem Gewinde der Gewindespindel76 in Eingriff steht. Über ein zweites Führungselement79 ist die Laufmutter78 drehfest aber axial versetzbar geführt (siehe insbesondere2 ), so dass eine Drehung der Gewindespindel76 in einer axialen Bewegung der Laufmutter78 resultiert. Die Laufmutter78 fährt bei einer Bewegung entgegen der Eintreibrichtung27 gegen einen als Vorsprung ausgebildeten Anschlag59 des Eintreibstössels13 , der dadurch mit der Laufmutter78 mitbewegt werden und in seine setzbereite Stellung bewegt werden kann. Das Antriebsfederelement31 kann dabei von seiner Entspannstellung34 in seine Spannstellung33 (siehe3 ) überführt werden. - Zum Halten des Eintreibstössels in seiner eintreibbereiten Stellung (siehe
3 ) ist eine insgesamt mit50 bezeichnete Sperreinrichtung vorgesehen, die eine Klinke51 aufweist, die in einer Sperrstellung54 an einer Sperrfläche53 an einem Vorsprung58 des Eintreibstössels13 angreift und diesen gegen die Kraft des Antriebsfedermittels31 festhält. Die Klinke51 ist dabei an einem Stellmotor52 gelagert und über diesen in eine in4 dargestellte Freigabestellung55 überführbar. Der Stellmotor52 ist über eine elektrische erste Steuerleitung56 mit der Steuereinheit23 verbunden, die Stellbefehle an den Stellmotor52 übermittelt. - Wird das Eintreibgerät
10 an ein Werkstück U angedrückt, wie aus1 ersichtlich, dann wird zunächst über das Anpresselement14 und den elektrischen Anpressschalter29 die Steuereinheit23 in Setzbereitschaft versetzt und ein Schaltbefehl an den Motor71 abgegeben, der über das Abtriebsrad72 , das Übertragungselement73 und das Spindelrad75 die Gewindespindel76 in eine Rotation in Drehrichtung des ersten Pfeils80 versetzt. Auf Grund der Rotation der Gewindespindel76 wird die auf ihr geführte Laufmutter78 entgegen der Eintreibrichtung27 axial versetzt und von ihrer ersten Endposition83 (siehe3 und4 ) am mündungsseitigen Ende der Gewindespindel76 in ihre zweite Endposition84 (siehe gestrichelte Laufmutter78 in3 ) bewegt. Dabei läuft die Laufmutter78 gegen den Anschlag59 des Eintreibstössels13 und verfahrt diesen entgegen der Eintreibrichtung27 bis in seine setzbereite Stellung in der die Klinke51 der Sperreinrichtung50 automatisch an der Sperrfläche53 am Vorsprung58 des Eintreibstössels13 einfällt. Das Antriebsfederelement31 wird dabei gespannt und von seiner Entspannstellung34 (siehe4 ) in seine Spannstellung33 (siehe3 ) überführt. - Sobald die Klinke
51 der Sperreinrichtung50 in die Sperrfläche53 am Eintreibstössel13 eingefallen ist und sich die Sperreinrichtung50 in ihrer Sperrstellung54 befindet (3 ), erhält die Steuereinheit23 ein entsprechendes Signal, woraufhin die Steuereinheit23 den Motor71 in seine zweite Drehrichtung umschaltet. Der Motor71 versetzt nun über das Abtriebsrad72 , das Übertragungselement73 und das Spindelrad75 die Gewindespindel76 in eine Rotation in Drehrichtung des zweiten Pfeils81 . Auf Grund der Rotation der Gewindespindel76 wird die auf ihr geführte Laufmutter78 in Richtung der Eintreibrichtung27 axial versetzt und von ihrer zweiten Endposition84 nahe der Sperreinrichtung50 (siehe3 ) in ihre erste Endposition83 am mündungsseitigen Ende der Gewindespindel76 (siehe gestrichelte Laufmutter78 in3 ) verfahren. - Wird dann der Auslöseschalter
19 von einem Bediener betätigt, dann wird über die Steuereinheit23 die Sperreinrichtung50 in ihre Freigabestellung55 (siehe4 ) versetzt, wobei die Klinke51 über den Stellmotor52 durch Verschwenken in Richtung des dritten Pfeils82 von der Sperrfläche53 am Eintreibstössel13 abgehoben wird. - Der Eintreibstössel
13 wird daraufhin über das Antriebsfederelement31 der Antriebsanordnung30 in Eintreibrichtung27 bewegt, wobei ein Befestigungselement60 in das Werkstück U eingetrieben wird (Siehe4 ). Der Eintreibstössel wird dabei am Ende des Eintreibweges von einem Dämpfungselement40 gebremst, bevor er auf die Laufmutter78 prallen kann, um diese nicht zu beschädigen. Dieses wenigstens eine Dämpfungselement40 weist dazu eine axiale Distanz D1 zu einem mit dem ihm zusammenwirkenden ersten Anschlag des Eintreibstössels13 auf, die kleiner ist, als eine axiale Distanz D2 der Laufmutter78 in ihrer ersten Endposition83 zu dem der Laufmutter78 gegenüberliegenden Anschlag59 des Eintreibstössels13 . - Zur Überführung des Eintreibstössels
13 in die eintreibbereite Stellung und zum Spannen des Antriebsfederelementes31 wird am Ende eines Eintreibvorganges, wenn das Eintreibgerät10 wieder vom Werkstück U abgehoben wird, oder spätestens bei einem erneuten Anpressen des Eintreibgerätes10 an ein Werkstück U die Spanneinrichtung70 über die Steuereinheit23 erneut aktiviert und der zuvor beschriebene Vorgang wiederholt.
Claims (6)
- Handgeführtes Eintreibgerät für Befestigungselemente (
60 ), mit einem in einer Führung (12 ) versetzbar gelagerten und über wenigstens ein Antriebsfederelement (31 ) antreibbaren Eintreibstössel (13 ), mit einer Spanneinrichtung (70 ) für das Antriebsfederelement (31 ) und mit einer Sperreinrichtung (50 ), über die das Antriebsfederelement (31 ) in einer Sperrstellung (54 ) der Sperreinrichtung (50 ) in einer Spannstellung (33 ) arretierbar sind, und mit einem Auslöseschalter (19 ) über den die Sperreinrichtung (50 ) in eine Freigabestellung (55 ) überführbar ist, wobei die Spanneinrichtung (70 ) eine über einen Motor (71 ) drehbewegbare Gewindespindel (76 ) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Gewindespindel (76 ) eine Laufmutter (78 ) verdrehgesichert axial versetzbar geführt ist, die gesteuert über eine Steuereinheit (23 ) für den Motor (71 ) zwischen einer ersten Endposition (83 ) und einer zweiten Endposition (84 ) hin und her bewegbar ist, wobei die Laufmutter (78 ) in einem Spannzyklus von der ersten Endposition (83 ) in die zweite Endposition (84 ) versetzbar ist, um das Antriebsfederelement (31 ) in die Spannstellung zu versetzen, und die Laufmutter (78 ) nachfolgend von der zweiten Endposition (84 ) wieder zurück in die erste Endposition (83 ) versetzbar ist. - Eintreibgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Laufmutter (
78 ) wenigstens eine Kugel (78a ) als Gewindeeingreifmittel für die Gewindespindel (76 ) vorgesehen ist. - Eintreibgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (
23 ) mit der Sperreinrichtung (50 ) über eine erste Steuerleitung (56 ) und mit dem Motor (71 ) über eine zweite Steuerleitung (74 ) verbunden ist. - Eintreibgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Führungselement (
79 ) vorgesehen ist, an welchem die Laufmutter (78 ) verdrehgesichert geführt ist. - Eintreibgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Dämpfungselement (
40 ) vorgesehen ist, dessen axiale Distanz (D1) zu einem mit dem Dämpfungselement (40 ) zusammenwirkenden ersten Anschlag des Eintreibstössels (13 ) kleiner ist, als eine axiale Distanz (D2) der Laufmutter (78 ) in ihrer ersten Endposition (83 ) zu einem der Laufmutter (78 ) gegenüberliegenden Anschlag (59 ) des Eintreibstössels (13 ). - Eintreibgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (
71 ) mit seiner Abtriebswellenachse parallel zur Drehachse der Gewindespindel (76 ) angeordnet ist, wobei der Motor (71 ) zwischen, durch die Stirnflächen der Gewindespindel (76 ) definierten Ebenen angeordnet ist.
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