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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.
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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.
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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.
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Ein gattungsgemässes Eintreibgerät ist aus der
DE 40 13 022 A1 bekannt, das eine durch eine Feder zu einer Mündung hin vorgestossene Schlagvorrichtung zum Einschlagen eines Nagels aufweist. 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.
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Von Nachteil bei dem bekannten Eintreibgerät ist, dass die maximale Schlagenergie, die über die Feder auf den Hammerkörper ausübbar ist, mit ca. 5 bis 10 Joule eher niedrig ist, weshalb sich ein derartiges Eintreibgerät nicht für den Einsatz auf harten Untergründen wie Stahl und Beton eignet. 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. Will man die Schlagenergie des Eintreibgeräts erhöhen, muss man eine stärkere Feder vorsehen, die entsprechend mehr Energie speichern kann. Dadurch wird aber auch die Eigenmasse der Feder erhöht, was wiederum die beschriebene Verlustenergie zum Beschleunigen der Federeigenmasse erhöht.
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Das bedeutet, dass die in der Feder gespeicherte Energie überproportional erhöht werden muss, um eine Erhöhung der Setzenergie zu erreichen. Dadurch wird die Feder sehr schnell schwerer, ohne dass die Schlagenergie des Geräts stark anwächst.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Eintreibgerät der vorgenannten Art zu entwickeln, das die vorgenannten Nachteile vermeidet und auf technisch einfache Weise eine höhere Eintreibenergie bei gleichzeitig höheren Eintreibgeschwindigkeiten ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die in Anspruch 1 genannten Massnahmen gelöst. Demnach ist zwischen dem wenigstens einen Antriebsfederelement und dem Eintreibstössel ein Seilzuggetriebe zwischengeschaltet. Dadurch wird erreicht, dass einerseits das Antriebsfederelement eine niedrige Geschwindigkeit erreicht, wodurch wenig kinetische Verlustenergie in die Feder fliesst, und andererseits der Eintreibstössel eine höhere Geschwindigkeit und einen längeren Beschleunigungsweg erreicht. Es wird damit eine höhere Eintreibgeschwindigkeit und gleichzeitig eine höhere Setzenergie bei einem Eintreibvorgang ermöglicht.
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Vorteilhaft weist der Eintreibstössel einen Eintreibabschnitt und einen Kopfabschnitt auf, wobei ein Transmissionsmittel des Seilzuggetriebes um ein freies Ende des Kopfabschnitts herumgeführt ist. Besonders vorteilhaft ist der Kopfabschnitt innerhalb des Antriebsfederelementes geführt.
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Vorteilhaft ist das wenigstens eine Antriebsfederelement mit einem Ende gehäusefest abgestützt und mit dem anderen Ende mit einem Federabtriebselement gekoppelt, über welches das Antriebsfederelement mit der Übersetzungseinrichtung gekoppelt ist. Durch das Vorsehen eines Federabtriebselementes kann das Federelement mit verschiedenartigen Übersetzungseinrichtungen gekoppelt werden, wie z. B. Seilzuggetrieben, Hebelgetrieben, Zahnrad- oder Planetengetrieben oder auch hydraulisch arbeitende Druckübersetzungsgetriebe. Das Federabtriebselement muss dann lediglich entsprechend ausgebildet werden, um eine Kupplung mit der Übersetzungseinrichtung zu ermöglichen. Das Antriebsfederelement bedarf hingegen keiner Anpassung. Das Antriebsfederelement kann dabei z. B. als Spiralfeder, Blattfeder, Tellerfeder, Schenkelfeder oder Torsionsfeder ausgebildet sein.
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Besonders vorteilhaft sind an dem Federabtriebselement zwei sich gegenüberliegende Rollenmittel drehbar gelagert. Insbesondere ist das Transmissionsmittel über die Rollenmittel um das Federabtriebselement herumgeführt. Ebenfalls besonders vorteilhaft taucht der Eintreibstössel in einer Ausgangsstellung mit seinem Kopfabschnitt in einen Führungsraum ein, der durch das Federabtriebselement und das Antriebsfederelement definiert wird.
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Eine gute Auslegung des Eintreibgerätes mit optimaler Nutzung des Antriebsfederelementes kann erzielt werden, wenn die Übersetzungseinrichtung ein Übersetzungsverhältnis von wenigstens 1:1,5 aufweist.
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Vorteilhafterweise weist die Übersetzungseinrichtung ein Übersetzungsverhältnis zwischen 1:2 und 1:4 auf, wodurch ein guter Kompromiss zwischen zusätzlichem Gewicht des Getriebes und Geschwindigkeitsgewinn am Eintreibstössel erreicht wird.
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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.
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Es zeigen:
- 1 ein erfindungsgemässes Eintreibgerät im Längsschnitt in seiner Ausgangsstellung,
- 2 das Eintreibgerät aus 1 in einer betätigten Stellung,
- 3 ein weiteres erfindungsgemässes Eintreibgerät im Längsschnitt in seiner Ausgangsstellung,
- 4 Eintreibgerät aus 3 in einer betätigten Stellung.
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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. Der Eintreibstössel 13 weist dabei einen Eintreibabschnitt 14 und einen Kopfabschnitt 15 auf.
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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.
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Die Antriebsanordnung 30 beinhaltet zunächst ein Antriebsfederelement 31 welches vermittelt über ein insgesamt mit 32 bezeichnetes Seilzuggetriebe am Kopfabschnitt 15 des Eintreibstössels 13 angreift. Das Antriebsfederelement 31 ist hier als Spiralfeder ausgebildet. Das Seilzuggetriebe 32 ist in dem Ausführungsbeispiel gemäss den 1 und 2 als Seilzuggetriebe ausgebildet. Das Antriebsfederelement 31 ist dabei zwischen einem am Gehäuse festgelegten Abstützelement 36 und einem Federabtriebselement 35 gelagert. An dem ringförmig ausgebildeten Federabtriebselement 35 sind an dessen dem Antriebsfederelement 31 abgewandter Seite zwei sich gegenüberliegende Rollenmittel 34 drehbar gelagert. Ein seil- oder bandförmiges Transmissionsmittel 33, welches mit seinem ersten und zweiten freien Ende 42, 43 an dem Abstützelement 36 festgelegt ist, ist über diese Rollenmittel 34 um das Federabtriebselement 35 herumgeführt. Gleichzeitig ist das Transmissionsmittel 33 um das freie Ende des Kopfabschnitts 15 des Eintreibstössels 13 herumgeführt.
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In der aus 1 ersichtlichen Ausgangsstellung 22 des Eintreibstössels 13 ist dieser via der Übersetzungseinrichtung elastisch gegen das Antriebsfedelement 31 vorgespannt, und ist mit seinem Kopfabschnitt 15 und dem um diesen herumgeführten Transmissionsmittel 33 in einen zylindrischen Führungsraum 37 eingetaucht, der durch das Federabtriebselement 35, das Antriebsfederelement 31 und das Abstützelement 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.
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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 Antriebsfederelement 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.
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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.
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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 einen Untergrund U angedrückt worden ist.
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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.
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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).
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Wird nun das Eintreibgerät 10 an einen Untergrund 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.
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Der Eintreibstössel 13 wird daraufhin über das Antriebsfederelement 31 der Antriebsanordnung 30 in Eintreibrichtung 27 bewegt, wobei ein Befestigungselement 60 in den Untergrund U eingetrieben wird. Vorteilhaft ist der Expansionsweg (Pfeil 45) des Antriebsfederelementes 31 dabei über die Übersetzungseinrichtung derart übersetzt, dass der Beschleunigungsweg (Pfeil 44) des Eintreibstössels 13 länger ist als der Expansionsweg (Pfeil 45) des Antriebsfederelementes 31. Das Übersetzungsverhältnis der Übersetzungseinrichtung beträgt dabei in dem Ausführungsbeispiel 1:2.
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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 Untergrund 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.
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Das in den 3 und 4 dargestellte Eintreibgerät 10 unterscheidet sich im Wesentlichen durch eine andere Ausbildung der Übersetzungseinrichtung von dem in den 1 und 2 dargestellten Eintreibgerät. Die Übersetzungseinrichtung ist ist als Hebelgetriebe ausgebildet und weist ein als Hebelarm ausgebildetes Transmissionsmittel 33 auf, das schwenkbar an einem Schwenklager 38 im Eintreibgerät 10 gelagert ist. Der Hebelarm ist oberhalb seiner Lagerstelle mit einer länglichen Führungskulisse 41 versehen, in deren dem Schwenklager 38 nahen Endbereich ein Abtriebszapfen 39 des Federabtriebselementes 35 eingreift. In einem dem Schwenklager 38 abgewandten Endbereich der Führungskulisse 41 greift hingegen ein als Nocken ausgebildeter Mitnehmer 16 ein, der seitlich am Kopfabschnitt 15 des Eintreibstössels 13 angeordnet ist. Das Federabtriebselement 35 ist dabei als Stössel ausgebildet, der mit seinem der Antriebsfeder abgewandten Endbereich in einer gehäusefesten Stösselführung 18 verschieblich gelagert ist. Das Antriebsfederelement 31 überträgt somit nach einer Freigabe des Eintreibstössels 13 durch die Sperreinrichtung 50 seine Expansionsbewegung über den Abtriebszapfen 39 auf das als Hebelarm ausgebildete Transmissionsmittel 33 und dieses wiederum überträgt die Bewegung über den Mitnehmer 16 auf den Eintreibstössel. Das Übersetzungsverhältnis beträgt auch bei dieser Variante ca. 1:2, das heisst, dass der Beschleunigungsweg (Pfeil 44) des Eintreibstössels 13 doppelt so lang ist, wie der Expansionsweg (Pfeil 45) des Antriebsfederelementes 31. Wegen weiterer, hier nicht beschriebener, Details wird vollumfänglich Bezug genommen auf die vorhergehende Beschreibung zu den 1 und 2.