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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Nagelmaschine und insbesondere
eine elektrische Nagelmaschine.
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Druckluft-Nagelmaschinen
wie die sogenannte Nagelpistole sind bereits bekannt. Als Energiequelle
für die
Nagelmaschine wird dabei die von einem Kompressor erzeugte Druckluft
verwendet. Eine Druckluft-Nagelmaschine setzt die Verwendung eines
Kompressors voraus. Beim Gebrauch einer Nagelmaschine mit einer
Bewegung der Maschine vom Erdgeschoß eines Gebäudes in den ersten Stock muß zusammen
mit der Nagelmaschine auch der Kompressor bewegt werden. Mit anderen
Worten fehlt einer solchen Kombination die erforderliche Mobilität. Außerdem ist
für den
Kompressor ein Platz erforderlich. Die Stellen, an denen eine Nagelmaschine betrieben
wird, weisen jedoch nicht immer einen ebenen Bereich für das Aufstellen
eines Kompressors auf. Mit anderen Worten sind die Betriebsstellen
für Nagelmaschinen,
die einen Kompressor benötigen, eingeschränkt.
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Es
sind elektrische Nagelmaschinen bekannt, die elektrische Energie
als Antriebsenergie verwenden und bei denen als Hauptantriebsquelle eine
Magnetspule verwendet wird. Diese elektrischen Nagelmaschinen sind
hinsichtlich ihrer Betriebsstellen und ihrer Mobilität nicht
so stark eingeschränkt.
Da jedoch der elektrische Wirkungsgrad von Magnetspulen ziemlich
schlecht ist und zwischen 5 bis 20% liegt, sind Nagelmaschinen mit
Magnetspulen sehr schwer und groß, wenn die erforderliche Antriebsleistung
groß sein
soll. Eine Nagelmaschine mit einer Magnetspule ist etwa drei Mal
so schwer wie eine Druckluft-Nagelmaschine mit der gleichen Ausgangsleistung.
Eine solche Nagelmaschine für eine
lange Zeit in der Hand zu halten, um damit Nägel einzutreiben, ist schwierig.
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Um
den elektrischen Wirkungsgrad von elektrischen Nagelmaschinen mit
einem Elektromagneten zu erhöhen,
wurde in den japanischen Patent-Offenlegungsschriften
JP 08-197455 A1 und
JP 06-278051 AA eine
Nagelmaschine mit einem Schwungrad vorgeschlagen. Das Schwungrad
wird elektrisch angetrieben, um unter Ausnützung der im Schwungrad gespeicherten
kinetischen Rotationsenergie die Nagelmaschine zu betreiben.
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Um
mit einer Nagelmaschine mit einem Schwungrad einen Nagel mit geringer
Reaktionskraft einzutreiben, muß die
kinetische Energie des Schwungrades innerhalb der Zeitspanne, die
zum Eintreiben des Nagels erforderlich ist (einige zehn Millisekunden),
als treibende Kraft auf den Antriebsmechanismus übertragen werden. Die in der
japanischen Patentanmeldung
JP 08-197455 AA beschriebene Nagelmaschine
umfaßt
einen Mechanismus mit einem Schwungrad, einem Elektromagneten, einer Anzahl
von Nocken, einer Kupplung und einer Kugel.
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Die
Kugel befindet sich in der Nut eines inneren Kugeltellers und der
Nut eines äußeren Kugeltellers
und ist zwischen den inneren Kugelteller und den äußeren Kugelteller
eingeklemmt. Die Nuten weisen eine sich ändernde Tiefe auf, und die
Kugel bewegt sich in der Nut relativ zum inneren Kugelteller und zum äußeren Kugelteller,
wenn der äußere Kugelteller
relativ zum inneren Kugelteller gedreht wird. Wenn sich die Kugel
im flachen Teil der Nuten befindet, sind der innere Kugelteller
und der äußere Kugelteller
relativ weit voneinander entfernt, um die Kupplung einzurücken. Wenn
sich andererseits die Kugel im tiefen Teil der Nuten befindet, liegen
der innere Kugelteller und der äußere Kugelteller
relativ nahe beieinander, und die Kupplung ist ausgerückt.
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Eine
elektrische Nagelmaschine zum Eintreiben von Nägeln, bei der die kinetische
Energie eines solchen Schwungrades ausgenutzt wird, weist einen ausgezeichneten
elektrischen Wirkungsgrad von 50 bis 70% auf, und die Energie zum
Eintreiben der Nägel
kann durch Erhöhen
der Drehzahl pro Zeiteinheit des Schwungrades weiter angehoben werden.
Eine solche elektrische Nagelmaschine kann daher so aufgebaut werden,
dass sie nur anderthalbmal so schwer ist wie eine Druckluft-Nagelmaschine mit
der gleichen Ausgangsleistung.
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Bei
der bekannten verbesserten elektrischen Nagelmaschine wird jedoch
die Kupplung ein- und ausgekuppelt, während sich die Kugel in den
Nuten bewegt. Die Kugel bewegt sich jedoch in den Nuten nicht gleichmäßig. Mit
anderen Worten ist es schwierig, die Kupplung genau in einer gegebenen
Rotationsposition des äußeren Kugeltellers
relativ zum inneren Kugelteller ein- und auszukuppeln.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Angesichts
der oben genannten Nachteile der bekannten Nagelmaschine ist es
Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Nagelmaschine
zu schaffen, bei der die Kupplung exakt in einer gegebenen Rotationsposition
ein- und ausgekuppelt wird.
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Diese
und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden mit einer
elektrischen Nagelmaschine mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Diese
umfaßt
ein Gehäuse,
einen Motor, ein Magazin, ein Schwungrad, einen Antriebsrotor, ein
Antriebssegment, eine Schraubenfeder, einen Kupplungsmechanismus
mit einem Elektromagneten und einen Schaltmechanismus. Das Gehäuse weist
eine Nagelantriebsposition auf. Der Motor befindet sich im Gehäuse. Das
Magazin ist am Gehäuse
angebracht, um der Nagelantriebsposition Nägel zuzuführen. Das Schwungrad ist drehbar
am Gehäuse
angebracht und wird vom Motor angetrieben. Der Antriebsrotor ist
ebenfalls drehbar am Gehäuse
angebracht. Das Antriebssegment wird vom Antriebsrotor angetrieben.
Die Schraubenfeder kann die Drehung des Schwungrades auf den Antriebsrotor übertragen.
Der Kupplungsmechanismus kuppelt selektiv das Schwungrad über die
Schraubenfeder an den Antriebsrotor an. Der Elektromagnet weist
einen Anker auf, der zwischen einer EIN-Stellung und einer AUS-Stellung
beweglich ist. Der Schaltmechanismus weist eine Zwangsabschaltanordnung
auf, die den Anker zwangsweise in die AUS-Stellung bringt, um den Kraftschluß zwischen
dem Schwungrad und dem Antriebsrotor zwangsweise zu beenden, wenn
sich der Antriebsrotor um einen vorgegebenen Rotationswinkel gedreht
hat, nachdem das Schwungrad und der Antriebsrotor miteinander verbunden
wurden, während
der Elektromagnet auf EIN geschaltet ist.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In
den Zeichnungen zeigt
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1 eine
schematische seitliche Schnittansicht einer Nagelmaschine gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
schematische Schnittansicht der Nagelmaschine der 1 in
einer Aufsicht;
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3 eine
schematische Schnittansicht eines wesentlichen Teils der Nagelmaschine
der 1, wenn ein Kupplungsmechanismus einen Verbindungszustand
mit einer Energiequelle herstellt;
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4 eine
schematische Schnittansicht des wesentlichen Teils der Nagelmaschine
der 1, wenn der Kupplungsmechanismus einen Trennzustand
zu der Energiequelle herstellt;
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5 eine
schematische Seitenansicht eines ersten vorspringenden Abschnitts
eines Schaltmechanismusses bei der Nagelmaschine der 1;
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6(a) bis 6(c) Ansichten
zur Erläuterung
des Schaltmechanismusses mit dem ersten vorspringenden Abschnitt
und einem zweiten vorspringenden Abschnitt des Schaltmechanismusses,
wobei
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6(a) den Zustand von zwei vorspringenden Teilen
zeigt, wenn ein Anker auf EIN und die Kupplung ebenfalls auf EIN
ist;
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6(b) den Zustand von zwei vorspringenden Abschnitten
zeigt, wenn der zweite vorspringende Abschnitt beginnt, auf den
ersten vorspringenden Abschnitt aufzugleiten; und
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6(c) den Zustand von zwei vorspringenden Abschnitten
zeigt, wenn der zweite vorspringende Abschnitt sich voll ständig auf
dem ersten vorspringenden Abschnitt befindet;
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7(a) ist eine Vorderansicht eines Schiebeabschnitts
der Nagelmaschine der 1; und
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7(b) eine Seitenansicht des Schiebeabschnitts
der Nagelmaschine der 1.
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GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Anhand
der 1 bis 7 wird eine
Nagelmaschine gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die schematisch in der 1 dargestellte
Nagelmaschine 1 umfaßt
ein Gehäuse 2,
das eine äußere Umhüllung bildet,
einen Handgriff 3, eine Batterie 4, eine am vorderen
Ende, d. h. der Antriebsseite des Gehäuses 2, angeordnete Nase 6 und
ein Magazin 7.
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Im
Gehäuse 2 sind
ein Motor 8 und ein Antriebssegment 18 angeordnet.
Das Antriebssegment 18 wird durch eine Schiene (nicht gezeigt)
im Gehäuse 2 geführt und
kann sich zwischen der vorderen Endseite und der hinteren Endseite
des Gehäuses 2, das
heißt
in der 1 zwischen dem Ende auf der rechten Seite und
dem Ende auf der linken Seite bewegen. Im Vorderende des Antriebssegments 18 ist ein
Blatt 18B derart vorgesehen, dass sich das Blatt 18B bis
zu einer Position in einem später
noch beschriebenen Kanal 6a erstreckt, wenn sich das Antriebssegment 18 am
weitesten zur vorderen Endseite oder der rechten Seite der 1 bewegt.
Eine Zahnstange 18A stellt einen Teil des Antriebssegments 18 dar,
sie befindet sich auf der Seite des Handgriffs 3.
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Im
Gehäuse 2 ist
am offenen Ende des Kanals 6a, wo der Kanal 6a zum
Innenraum des Gehäuses 2 hin
offen ist, ein Dämpfungsabschnitt 2D angeordnet.
Der Dämpfungsabschnitt 2D umfaßt ein plattenförmiges Element 2E,
mit dem das Antriebssegment 18 zusammenstößt, wenn
es einen Nagel eintreibt, und einen Dämpfer 2F zum Absorbieren
des Aufpralls bei der Kollision des Antriebssegments 18 und
des plattenförmigen
Elements 2E. Im plattenförmigen Element 2E ist
eine durchgehende Öffnung ausgebildet,
durch die das Blatt 18B verläuft, das sich in den Kanal 6a erstreckt.
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Der
Handgriff 3 erstreckt sich von der linken unteren Endfläche des
Gehäuses 2 derart
weg, dass er mit der Hand ergriffen werden kann, wie es in der 1 gezeigt
ist. An einem Basisendabschnitt des Handgriffs 3 ist ein
Auslöser 5 zum
Steuern der Antriebsoperation des Antriebssegments 18 angeordnet.
Die Batterie 4 befindet sich am freien Ende des Handgriffs 3,
das vom Gehäuse 2 am
weitesten weg ist. Die Batterie 4 führt dem Motor 8 über Zuleitungen 3A im
Handgriff 3 elektrische Energie zu.
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Der
Kanal 6a verläuft
von einer Stelle an der Seite des Gehäuses 2 derart zum
vorderen Ende der Nase 6, dass sich das Blatt 18B hindurch
erstrecken kann. Am vorderen Ende des Kanals 6a ist derart
ein Druckhebel 6A angebracht, dass die Nagelmaschine 1 nur
dann einen Nagel eintreiben kann, wenn der Druckhebel 6A mit
dem Objekt, in das der Nagel getrieben werden soll, in Kontakt steht
und davon zurück
gedrückt
wird.
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Das
Magazin 7 erstreckt sich von der Nase 6 bis zu
einer Stelle in der Nähe
der Batterie 4. Das Magazin 7 enthält eine
Anzahl Nägel
in der Form eines Nagelbündels
(nicht gezeigt) und führt
die Nägel
einzeln in den Kanal 6a ein. Wenn das Antriebssegment 18 so
angetrieben wird, dass es sich zur vorderen Endseite bewegt, wird
der Nagel, der sich im Kanal 6a der Nase 6 befindet,
vom Blatt 18B in das Werkstück (nicht gezeigt) getrieben.
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Im
Folgenden wird der Mechanismus zum Übertragen der Ausgangsleistung
des Motors 8 zum Antriebssegment 18 im Gehäuse 2 genauer
beschrieben. Wie in den 2 bis 4 gezeigt,
umfaßt
das Gehäuse 2 als
Teil davon eine erste Wand 2A, die sich an der vorderen
Endseite befindet, und eine zweite Wand 2B, die sich relativ
zur ersten Wand 2A an der hinteren Endseite befindet und
die teilweise in die erste Wand übergeht.
Das Gehäuse 2 umfaßt auch
eine dritte Wand 2C, die sich, gesehen in der Richtung
von der vorderen Endseite zur hinteren Endseite des Gehäuses 2,
im Wesentlichen an der gleichen Stelle befindet wie die zweite Wand 2B und die
starr mit dem Gehäuse 2 verbunden
ist.
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Wie
in der 3 gezeigt, ist der Motor 8 fest an der
ersten Wand 2A verankert und derart orientiert, dass die
Axialrichtung der rotierenden Welle 8A senkrecht zur Bewegungsrichtung
des Antriebssegments 18 verläuft. Auf die rotierende Welle 8A ist
koaxial starr ein Zahnrad 8B aufgesetzt, wobei die rotierende
Welle 8A und das Zahnrad 8B in der 1 im Gegenuhrzeigersinn
rotieren. Wie in der 3 gezeigt, ist an der zweiten
Wand 2B mittels Lager 17A, 17C und ein
ringförmiges
Halteelement 12E, das noch beschrieben wird, ein Antriebsrotor 12 drehbar angeordnet.
In der dritten Wand 2C ist eine L-förmige Nut 2a ausgebildet,
damit die Innenseite und die Außenseite
des Antriebsrotors 12 miteinander in Verbindung stehen.
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Der
Antriebsrotor 12 hat im Wesentlichen die Form eines Hohlzylinders.
Die Achse des Antriebsrotors 12 verläuft parallel zur Achse der
rotierenden Welle 8A des Motors 8. Der Antriebsrotor 12 ist
mittels des Lagers 12A drehbar an der dritten Wand 2C gelagert.
Der Antriebsrotor 12 kann sich daher in der Axialrichtung
nicht bewegen und rotiert auch dann stabil, wenn er abrupt äußeren Kräften unterworfen wird,
da die Welle 12 an zwei Stellen am Gehäuse 2 gehalten wird,
d. h. an der Stelle des Lagers 17C und an der Stelle des
Lagers 12A.
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In
den 3 und 4 ist unterhalb des Antriebsrotors 12 zwischen
dem Lager 12A und der dritten Wand 2C ein Abstand
zu sehen. Der Abstand ist die Nut 2a, die zwischen dem
Lager 12A und der dritten Wand 2C ausgebildet
ist, um ein Ende einer Antriebssegment-Rückstellfeder 19 aufzunehmen,
die später
noch beschrieben wird. Eine Schnittansicht in einer anderen Ebene
als die der 3 und 4 zeigt
daher, dass das Lager 12A fest an der dritten Wand 2C angebracht
ist.
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Am äußeren Umfang
des Antriebsrotors 12 ist an einer Stelle zwischen dem
Lager 12A und dem Lager 17A ein Ritzel 12C angebracht.
Das Ritzel 12C steht derart mit der Zahnstange 18A (1)
in Eingriff, dass das Ritzel 12C und die Zahnstange 18A einen
Antriebssegment-Vorschubmechanismus bilden.
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Eine Öffnung 12b,
eine Durchgangsöffnung, die
eine Verbindung zwischen der Innenseite und der Außenseite
des Antriebsrotors 12 herstellt, ist an einer Stelle in
der Nähe
des Ritzels 12C und entfernt vom Elektromagneten 13 im
Antriebsrotor 12 ausgebildet. Die Antriebssegment-Rückstellfeder 19 befindet
sich an der Innenseite des Antriebsrotors 12 entlang der
inneren Umfangsfläche
des letzteren. Ein Ende der Antriebssegment-Rückstellfeder 19 ist
dadurch an dem Antriebsrotor 12 befestigt, dass das eine
Ende der Feder 19 in der Öffnung 12b gehalten wird,
während
das andere Ende der Antriebssegment-Rückstellfeder 19 dadurch
an der dritten Wand 2C befestigt ist, dass das andere Ende
der Feder 19 in der Nut 2a gehalten wird, die
in der dritten Wand 2C ausgebildet ist.
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Die
Antriebssegment-Rückstellfeder 19 ist an
der Innenseite des Antriebsrotors 12 um die Achse des Antriebsrotors 12 gewickelt,
wenn sich das Antriebssegment 18 von der hinteren Endseite
zur vorderen Endseite bewegt, wie es später noch beschrieben wird.
Nachdem sich das Antriebssegment 18 zum vorderen Hubende
bewegt hat, um einen Nagel einzutreiben, wird das Antriebssegment 18 daher durch
die Spannkraft der aufgewickelten Antriebssegment-Rückstellfeder 19,
die sich selbst abwickeln will, zur hinteren Endseite zurück gedrängt. Im
Ergebnis verhindert die Rückstellfeder 19,
dass das Antriebssegment 18 nach dem Eintreiben eines Nagels an
der vorderen Endseite bleibt.
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Wie
in der 3 gezeigt, ist koaxial um den Antriebsrotor 12 mit
einem kleinen Abstand dazu ein im Wesentlichen ringförmiger Kupplungsring 17 angeordnet.
Außerdem
ist um den Antriebsrotor 12 neben dem Kupplungsring 17 an
einer Stelle in der Nähe
des Elektromagneten 13 noch ein ringförmiges Halteelement 12E angeordnet,
das später
noch beschrieben wird. Das ringförmige
Halteelement 12E wird vom Lager 17C gehalten und
hält den
Antriebsrotor 12 drehbar fest.
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Wie
in den 3 und 4 gezeigt, ist der Kupplungsring 17 im
axialen Querschnitt an der Stelle gegenüber der Öffnung 12a des Antriebsrotors
im Wesentlichen U-förmig,
wie es genauer im Folgenden beschrieben ist. Ein Teil des Kupplungsrings 17 befindet
sich in der Nähe
des Schwungrades 9. Dieser Teil dient als Federhalteabschnitt 17B und
ist hohl, zylindrisch und koaxial zum Antriebsrotor 12. Der
Innendurchmesser des Federhalteabschnitts 17E ist größer als
der Außendurchmesser
des Antriebsrotors 12. Durch den Federhalteabschnitt 17B verläuft in Dickenrichtung
eine Öffnung 17a.
An einer Stelle gegenüber
dem Kupplungsring 17 erstreckt sich eine Öffnung 12a in
Dickenrichtung durch den Antriebsrotor 12. Eine Kugel 16,
die noch beschrieben wird, kann in die Öffnung 12a eintreten
und sich relativ dazu bewegen.
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Der
Elektromagnet 13 befindet sich an einer Seite des Antriebsrotors 12.
Wie in den 3 und 4 gezeigt,
befindet sich der Elektromagnet 13 in einem Bereich, der
von der dritten Wand 2C und dem Gehäuse 2 umgeben ist.
Er ist mit Schrauben 13A, 13A an der dritten Wand 2C befestigt.
Durch die dritte Wand 2C verläuft an einer Stelle gegenüber dem Elektromagneten 13 eine
Durchgangsöffnung 2c. Aus
dem Elektromagneten 13 steht ein Anker 14 vor, der
sich durch die Durchgangsöffnung 2c zum
Innenraum des Antriebsrotors 12 hin erstreckt.
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Ein
hohler zylindrischer Abschnitt 2G der dritten Wand 2C ist
derart starr mit der dritten Wand 2C verbunden, dass er
den Anker 14 koaxial umgibt, der sich durch die Durchgangsöffnung 2c erstreckt.
Das Basisende des hohlen zylindrischen Abschnitts 2G der
dritten Wand 2C befindet sich in der Nähe der Durchgangsöffnung 2c.
Der hohle zylindrische Abschnitt 2G der dritten Wand 2C erstreckt
sich bis in den Innenraum des Antriebsrotors 12. Gesehen
in der Radialrichtung des Antriebrotors 12 befindet sich der
Anker 14 im Mittelpunkt oder auf der Achse des Antriebsrotors 12.
Das heißt,
dass der hohle zylindrische Abschnitt 2G der dritten Wand
relativ zum Anker 14 koaxial radial außerhalb davon befindet. Der
Antriebsrotor 12 schließlich befindet sich relativ
zum hohlen zylindrischen Abschnitt 2C der dritten Wand koaxial
radial außerhalb
davon.
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Der
Anker 14 ist dafür
vorgesehen, sich in den 3 und 4 nach links
zu bewegen, wenn der Elektromagnet 13 mit Energie versorgt
und auf EIN geschaltet wird. Andererseits befindet sich der Anker 14 in
der 4 auf der rechten Seite, wenn der Elektromagnet 13 nicht
mit Energie versorgt wird und auf AUS gehalten wird. Die Antriebsoperation
des Ankers 14 ist so eingestellt, dass die Oberfläche des tiefsten
Teils 15B eines Schiebeabschnitts 15 sich im ausgeschalteten
Zustand (in der ausgeschalteten Stellung) des Ankers 14 gegenüber der Öffnung 12a befindet,
wenn sich der Anker 14 in der Stellung am weitesten rechts
(4) befindet (in der zurückgezogenen Stellung). Andererseits
befindet sich die schräge
Fläche 15A des
Schiebeabschnitts 15 im eingeschalteten Zustand (in der
eingeschalteten Stellung) des Ankers 14 gegenüber der Öffnung 12a, wenn
sich der Anker 14 in der Stellung am weitesten links (in
der ausgefahrenen Stellung) befindet. In diesem letzteren Fall berühren sich
die schräge
Fläche 15A,
die Kugel 16 und der Kupplungsring 17 gegenseitig
(3).
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Am
vorderen Ende des Ankers 14 befindet sich, diesen abdeckend,
ein Kraftübertragungsschaltabschnitt 14B,
der Teil des Schaltmechanismusses ist. Der Kraftübertragungsschaltabschnitt 14B hat
die Form eines Hohlzylinders mit einem geschlossenen Ende. Das andere
Ende ist mit einem Flanschteil versehen. Der Innendurchmesser des Kraftübertragungsschaltabschnitts 14B ist
etwa gleich dem Außendurchmesser
des Ankers 14. Wenn sich der Anker 14 im Kraftübertragungsschaltabschnitt 14B befindet,
sind daher der Kraftübertragungsschaltabschnitt 14B und
der Anker 14 zusammen in der Axialrichtung des Antriebsrotors 12 beweglich.
Außerdem
wird der Kraftübertragungsschaltabschnitt 14B koaxial
und drehbar vom Anker 14 gehalten.
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Im
Folgenden wird die Position des Ankers 14, wenn der Elektromagnet 13 mit
Energie versorgt wird und auf EIN ist, als die EIN-Position bezeichnet, während die
Position des Ankers 14, wenn der Elektromagnet 13 nicht
mit Energie versorgt wird und auf AUS ist, als AUS-Position bezeichnet
wird.
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Am
Flanschteil des Kraftübertragungsschaltabschnitts 14B ist
ein zweiter vorspringender Abschnitt 14C vorgesehen, der
Teil des Schaltmechanismusses ist. Der zweite vorspringende Abschnitt 14C steht
in der Richtung von der AUS-Position zur EIN-Position des Ankers 14 vor
oder in der Richtung von der rechten Seite der 3 zu
deren linker Seite. Wie noch beschrieben wird, kann sich der Kraftübertragungsschaltabschnitt 14B zusammen
mit dem Antriebsrotor 12 drehen, wenn der Kupplungsmechanismus
mit der Energiequelle verbunden ist. Wie in der 6 gezeigt,
weist der zweite vorspringende Abschnitt 14C an seinem
distalen Ende eine schräge Fläche 14D auf.
Die schräge
Fläche 14D ist
bezüglich
der Drehrichtung des Kraftübertragungsschaltabschnitts 14B geneigt.
Der zweite vorspringende Abschnitt 14C kann einem ersten
vorspringenden Abschnitt 14G gegenübergestellt werden, der noch
beschrieben wird.
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Um
einen Teil des Kraftübertragungsschaltabschnitts 14B ist
an einer Stelle in der Nähe
des einen Endes davon ein ringförmiges
Anlageelement 14E angeordnet, wie es in den 3 und 4 gezeigt
ist. Das ringförmige
Anlageelement 14E befindet sich zwischen dem Kraftübertragungsschaltabschnitt 14B und
dem hohlen zylindrischen Abschnitt 2G der dritten Wand
Das ringförmige
Anlageelement 14E weist eine äußere Umfangsfläche auf,
die mit einem Paar von vorspringenden Antirotationsabschnitten 14F versehen
ist, die in radialer Richtung vorstehen. In der inneren Umfangsfläche des
hohlen zylindrischen Abschnitts 2G der dritten Wand ist
eine Vertiefung (nicht gezeigt) ausgebildet. Wenn sich die vorstehenden
Antirotationsabschnitte 14F an die Vertiefung anlegen,
kann sich das ringförmige
Anlageelement 14E nicht mehr relativ zum hohlen zylindrischen
Abschnitt 2G der dritten Wand drehen.
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Außerdem steht
der Abschnitt mit großem Durchmesser
(Flanschteil) des ringförmigen
Anlageelements 14E am Abschnitt mit kleinem Durchmesser
(nicht gezeigt) der inneren Umfangsfläche des hohlen zylindrischen
Abschnitts 2G der dritten Wand an und wird in einer gegebenen
Position durch einen Haltering 2H festgehalten, so dass
er in der Axialrichtung relativ zum hohlen zylindrischen Abschnitt 2G der
dritten Wand unbeweglich ist. Die innere Umfangsfläche des
ringförmigen
Anlageelements 14E liegt an der äußeren Umfangsfläche des
Kraftübertragungsschaltabschnitts 14B an.
Der Kraftübertragungsschaltabschnitt 14B kann
sich daher relativ zum ringförmigen
Anlageelement 14E drehen.
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Der
einen Teil des Schaltmechanismusses bildende erste vorspringende
Abschnitt 14G ist an einem Ende (in der 3 auf
der rechten Seite) des ringförmigen
Anlageelements 14E angebracht. Der erste vorspringende
Abschnitt 14G steht in der Richtung von der EIN-Position
zur AUS-Position des Ankers 14 oder in der Richtung von
der linken Seite der 3 zu deren rechter Seite vor.
Der erste vorspringende Abschnitt 14G weist an der Stelle,
die bei einer Rotation am zweiten vorspringenden Abschnitt 14C anliegt,
eine schräge
Fläche 14H auf,
wie es in der 6 gezeigt ist. Das vorstehende
Ende des ersten vorspringenden Abschnitts 14G und das vorstehende Ende
des zweiten vorspringenden Abschnitts 14C sind, wie in
der 6 gezeigt, als flache Flächen ausgebildet.
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Im
AUS-Zustand des Elektromagneten 13, wenn der Elektromagnet 13 nicht
mit Energie versorgt wird, befindet sich der zweite vorspringende Abschnitt 14C vom
ersten vorspringenden Abschnitt 14G entfernt, wie es in
der 4 gezeigt ist. Wenn der Elektromagnet 13 mit
Energie versorgt wird und im EIN-Zustand ist, nähert sich der zweite vorspringende
Abschnitt 14C dem Flanschteil des ringförmigen Anlageelements 14E,
und der erste vorspringende Abschnitt 14G nähert sich
dem Flanschteil des Kraftübertragungsschaltabschnitts 14B und
liegt diesem gegenüber,
wie es in den 3 und 6(a) gezeigt
ist. Wenn der Antriebsrotor 12 mit seiner Drehung beginnt
und in eine Rotationsposition kurz vor Erreichen einer Rotationsposition
von etwa 3/4 einer vollen Drehung im EIN-Zustand des Elektromagneten 13 gelangt,
gleitet die schräge
Fläche 14D des zweiten
vorspringenden Abschnitts auf die schräge Fläche 14H des ersten
vorspringenden Abschnitts auf, wie es in der 6(b) gezeigt
ist. Das vorstehende Ende des ersten vorspringenden Abschnitts 14G und
das vorstehende Ende des zweiten vorspringenden Abschnitts 14C liegen
dann einander gegenüber, und
der zweite vorspringende Abschnitt 14C liegt auf dem ersten
vorspringenden Abschnitt 14G auf, wie es in der 6(c) gezeigt ist.
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Im
Ergebnis werden dadurch der Kraftübertragungsschaltabschnitt 14B und
der Anker 14 zwangsweise in die AUS-Position zurückgezogen, so dass die Verbindung
zwischen dem Schwungrad 9 und dem Antriebsrotor 12 zwangsweise
getrennt wird. Die Rotationsposition von etwa 3/4 einer vollen Drehung
des Antriebsrotors 12 ist die Position, in der sich das
Antriebssegment 18 zur vorderen Endseite bewegt und einen
Nagel eintreibt und das vordere Ende des Antriebssegments 18 mit
dem plattenförmigen
Element 2E des Dämpfungsabschnitts 2D kollidiert.
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An
einem Ende des Kraftübertragungsschaltabschnitts 14B ist
ein linear vorstehender Abschnitt 14I vorgesehen. Der linear
vorstehende Abschnitt 14I steht in der Axialrichtung des
Kraftübertragungsschaltabschnitts 14B vor
und erstreckt sich um ein Maß,
das gleich dem Durchmesser des Kraftübertragungsschaltabschnitts 14B ist,
in der Radialrichtung des Kraftübertragungsschaltabschnitts 14B.
Der linear vorstehende Abschnitt 14I steht mit einem linear
vertieften Abschnitt 14ain Eingriff, der an einem Ende
eines Schiebeabschnitts 15 ausgebildet ist, der im Folgenden
beschrieben wird.
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Der
Schiebeabschnitt 15 befindet sich an einer Stelle, die
dem Ende des Kraftübertragungsschaltabschnitts 14B gegenüberliegt.
Der Schiebeabschnitt 15 weist an seinem einen Ende einen
im Wesentlichen zylindrischen Abschnitt mit verringertem Durchmesser
auf und an seinem andren Ende einen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser,
der mit dem Abschnitt mit verringertem Durchmesser verbunden und
koaxial dazu ist. Der linear vertiefte Abschnitt 14a ist
im Abschnitt mit verringertem Durchmesser ausgebildet und in der
Richtung von der AUS-Position zur EIN-Position des Ankers 14 eingetieft.
Der linear vertiefte Abschnitt 14a steht mit dem linear
vorstehenden Abschnitt 14I des Kraftübertragungsschaltabschnitts 14B in
Eingriff. Mit dieser Anordnung läßt sich
die Rotationsposition des Kraftübertragungsschaltabschnitts 14B genau
festlegen und eine integrale Rotation des Kraftübertragungsschaltabschnitts 14B und
des Schiebeabschnitts 15 durchführen. Der Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser
weist ein zylindrisches Hohlprofil auf. Am Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser
ist an der Stelle des Übergangs
zu dem Abschnitt mit verringertem Durchmesser und entsprechend der
Achse des Schiebeabschnitts 15 ein in axialer Position
vertiefter Abschnitt 14b ausgebildet, der in der Richtung
zum Abschnitt mit verringertem Durchmesser hin eingetieft ist.
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Wie
in den 3, 4 und 7 gezeigt,
umfaßt
die äußere Umfangsfläche des
Schiebeabschnitts 15 eine schräge Fläche 15A und einen
tiefsten Abschnitt 15B. Die Tiefe der schrägen Fläche 15A nimmt
allmählich
in der Richtung von der AUS-Position
zur EIN-Position des Ankers 14 zu und weist relativ zu
dieser Richtung einen vorgegebenen Winkel auf. Der tiefste Abschnitt 158 schließt an die schräge Fläche 15A an
und ergibt die tiefste Tiefe. Der tiefste Abschnitt zeigt das Profil
eines Teils einer im Wesentlichen sphärischen Oberfläche, so
dass eine Kugel 16 wie noch beschrieben im tiefsten Abschnitt
gehalten werden kann, wenn der Elektromagnet 13 im AUS-Zustand
nicht mit Energie versorgt wird. Der größte Außendurchmesser des Schiebeabschnitts 15 ist
etwas kleiner als der Innendurchmesser des Antriebsrotors 12.
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Zwischen
der schrägen
Fläche 15A,
dem tiefsten Abschnitt 15B und der inneren Umfangsfläche des
Antriebsrotors 12 ist ein Zwischenraum 15a festgelegt,
der einen Innenraum bildet. Der tiefste Abschnitt 15B ist
so geformt, dass die Summe aus der Wanddicke in der Nähe der Öffnung 12a des
Antriebsrotors 12 und dem Abstand des Zwischenraums zwischen
der Oberfläche
des tiefsten Abschnitts 15B und der inneren Umfangsfläche des
Antriebsrotors 12, der den Innenraum bildet, im Wesentlichen
gleich dem Durchmesser der Kugel 16 ist. Der Kupplungsmechanismus
wird vom Schiebeabschnitt 15, der Kugel 16, dem
Elektromagnet 13 und dem Schaltmechanismus gebildet. Die
Kugel 16 befindet sich dauernd teilweise in der Öffnung 12a,
so dass die Bewegung des Ankers 14 in seiner Axialrichtung und
die Bewegung des Antriebsrotors 12 in seiner Umfangsrichtung
eingeschränkt
sind, während
eine Bewegung des Antriebsrotors 12 in seiner Radialrichtung
möglich
ist.
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Genauer
gesagt wird die Kugel 16, wenn sich der Anker 14 in
der AUS-Position befindet und zurückgezogen ist, mit der Oberfläche des
tiefsten Abschnitts 15B in Kontakt gehalten, so dass die
Kugel 16 nicht radial aus der Öffnung 12a über die äußere Umfangsfläche des
Antriebsrotors 12 vorsteht. Wenn sich der Anker 14 in
der EIN-Position befindet und ausgefahren ist, ist die Kugel mit
der schrägen
Fläche 15A in
Kontakt und steht teilweise über
die äußere Umfangsfläche des
Antriebsrotors 12 vor, wie es in der 3 gezeigt
ist. Im Ergebnis kommt dadurch die Kugel 16 mit dem im
Wesentlichen U-förmigen Abschnitt
des Kupplungsrings 17 in Eingriff.
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Die
Kugel 16 kann in Abhängigkeit
von der Neigung des Hauptkörpers
der Nagelmaschine 1 aufgrund der Schwerkraft aus der Öffnung 12a vorstehen.
Auf den Kupplungsring 17 wird jedoch dabei von der Kugel 16 keine
Schiebekraft ausgeübt,
da die Kugel 16 nicht von der schrägen Fläche 15A gehalten wird.
Im Ergebnis, wird die Schraubenfeder 11 (später beschrieben)
vom Kupplungsring 17 nicht gespannt.
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An
der Innenseite des Antriebsrotors 12 ist eine Elektromagnet-Rückstellfeder 14A angeordnet, die
eine Druckfeder ist. Das eine Ende der Elektromagnet-Rückstellfeder 14A steht
mit dem in axialer Position vertieften Abschnitt 14b des
Schiebeabschnitts 15 in Eingriff und das andere Ende davon wird
mit dem Federsitzabschnitt 12B in Kontakt gehalten, der
die innere Stufenfläche
eines inneren Hülsenelements 12F bildet,
das später
beschrieben wird und das im Antriebsrotor 12 angeordnet
ist. Die Elektromagnet-Rückstellfeder 14A drückt daher
den Schiebeabschnitt 15 und den Kraftübertragungsschaltabschnitt 14B konstant
in der Richtung zum Elektromagnet 13 zurück.
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Der
Antriebsrotor 12 enthält
in seinem Inneren das innere Hülsenelement 12F.
Von der inneren Umfangsfläche
des Antriebsrotors 12 erstreckt sich ein Halteabschnitt 12G radial
nach innen, der das innere Hülsenelement 12F hält. Das
innere Hülsenelement 12F ist
mittels des Halteabschnitts 12G an einer Stelle koaxial
fest am Antriebsrotor 12 angebracht, die näher am Schwungrad 9 liegt
als an der Öffnung 12a des
Antriebsrotors 12. Das innere Hülsenelement 12F kann
sich zusammen mit dem Antriebsrotor 12 drehen.
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Der
Federsitzabschnitt 12B, der ein stufiger Abschnitt ist,
wird teilweise von der inneren Umfangsfläche des inneren Hülsenelements 12F gebildet,
wie es in der 3 gezeigt ist. Dieser Teil des
inneren Hülsenelements 12F weist
an der Seite, die vom Elektromagneten 13 weiter weg ist
als der Federsitzabschnitt 12B, eine Haltewelle 12D auf.
Mittels eines Lagers 9A ist das Schwungrad 9 drehbar
auf der Haltewelle 12D angeordnet. Mittels einer Schraube 9C ist
auf das freie Ende der Haltewelle 12D eine Stoppscheibe 9B aufgesetzt,
die verhindert, dass sich das Lager 9A löst.
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Wie
beschrieben ist der Antriebsrotor 12 relativ zur zweiten
Wand 2B und zur dritten Wand 2C drehbar gelagert.
Das Schwungrad 9 kann sich daher relativ zum Antriebsrotor 12 und
zum Gehäuse 2 frei drehen,
da das Schwungrad 9 mittels des Lagers 9A drehbar
auf der Haltewelle 12D des inneren Hülsenelements 12F angeordnet
ist, das Teil des Antriebsrotors 12 ist.
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Am äußeren Umfang
des Schwungrades 9 ist ein gezahnter Abschnitt ausgebildet,
der mit dem Zahnrad 8B des Motors 8 in Eingriff
steht. Wenn das Zahnrad 8B angetrieben wird und sich dreht,
dreht sich daher in der 1 das Schwungrad 9 im
Uhrzeigersinn. Das Schwungrad 9 weist eine rotierende Antriebswelle 10 auf,
die koaxial dazu und zum Antriebsrotor 12 verläuft. Ein
Endabschnitt der rotierenden Antriebswelle 10 ist integral
mit dem Radabschnitt des Schwungrades 9 verbunden und weist
einen Außendurchmesser
auf, der größer ist
als ein Teil des Außendurchmessers
des Antriebsrotors 12, der Teil, der das innere Hülsenelement 12F umgibt.
Am anderen Endabschnitt der rotierenden Antriebswelle 10 ist
ein Abschnitt 10A mit verringertem Durchmesser vorgesehen.
Der Abschnitt mit verringertem Durchmesser hat ein im Wesent1ichen
zylindrisches Profil und einen Außendurchmesser, der kleiner
ist als der der rotierenden Antriebswelle 10.
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Zwischen
der inneren Umfangsfläche
des Abschnitts 10A mit verringertem Durchmesser und der äußeren Umfangsfläche des
inneren Hülsenelements 12F ist
ein Freilauf 9D mit einem im Wesentlichen zylindrischen äußeren Profil
vorgesehen. Der Freilauf 9D ist sowohl zum Abschnitt 10A mit
verringertem Durchmesser als auch zum inneren Hülsenelement 12F koaxial
angeordnet. Der Freilauf 9D ist mit einem Preßsitz in
die innere Umfangsfläche
des Abschnitts 10A mit verringertem Durchmesser eingesetzt,
so dass sich der Freilauf 9D relativ zum Abschnitt 10A mit
verringertem Durchmesser nicht drehen kann. Der Freilauf 9D umgibt
somit das innere Hülsenelement 12F, und
der Abschnitt 10A mit verringertem Durchmesser umgibt den
Freilauf 9D.
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Der
Freilauf 9D umfaßt
ein Gehäuse 9E mit einem
im Wesentlichen zylindrischen Hohlprofil, eine Anzahl von zylindrischen
Elementen 9F, die in der Axialrichtung des Gehäuses 9E angeordnet
sind, und eine Anzahl von Federn (nicht gezeigt). Die zylindrischen
Elemente 9F stehen mit einem nutförmig vertieften Abschnitt (nicht
gezeigt) an der inneren Umfangsfläche des Gehäuses 9E in Eingriff.
Die Umfangsflächen
der einzelnen zylindrischen Elemente 9F stehen jeweils
teilweise über
die innere Umfangsfläche
des Gehäuses 9E vor.
Die (nicht gezeigten) Federn sind in dem nutförmig vertieften Abschnitt angeordnet
und drängen
das jeweilige zylindrische Element 9F nach außen, damit
es von der inneren Umfangsfläche
des Gehäuses 9E relativ
zur Radialrichtung der zylindrischen Elemente 9F schräg vorsteht.
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Wenn
das innere Hülsenelement 12F relativ zum
Abschnitt 10A mit verringertem Durchmesser in der Drehrichtung
(im Uhrzeigersinn) des Abschnitts 10A mit verringertem
Durchmesser in Drehung versetzt wird, bewegen sich die zylindrischen
Elemente 9F in der Richtung, in der sie von der inneren
Umfangsfläche
des Gehäuses 9E vorstehen,
womit die zylindrischen Elemente 9F in den Raum zwischen den
zylindrischen Elementen 9F und dem Abschnitt 10A mit
verringertem Durchmesser ein dringen. Im Ergebnis werden der Antriebsrotor 12 und
das innere Hülsenelement 12F dadurch
mit dem Schwungrad 9 und dem Abschnitt 10A mit
verringertem Durchmesser verbunden. Der Antriebsrotor 12 kann
sich dadurch nicht mehr relativ zum Schwungrad 9 drehen.
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Wenn
das innere Hülsenelement 12F dagegen
relativ zum Abschnitt 10A mit verringertem Durchmesser
in der Gegenrichtung (gegen den Uhrzeigersinn) des Abschnitts 10A mit
verringertem Durchmesser in Drehung versetzt wird, bewegen sich
die zylindrischen Elemente 9F in der Richtung, in der sie
von der Nut (nicht gezeigt) aufgenommen werden. Die zylindrischen Elemente 9F dringen
daher nicht mehr in den Raum zwischen den zylindrischen Elementen 9F und
dem Abschnitt 10A mit verringertem Durchmesser ein. Im
Ergebnis hält
dann der Freilauf 9D den Antriebsrotor 12 relativ
zum Schwungrad 9 drehbar.
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Wenn
die Drehzahl des Antriebsrotors 12 größer wird als die Drehzahl des
Schwungrades 9, während
der Antriebsrotor 12 durch die Schraubenfeder 11 des
Kupplungsmechanismusses mit dem Schwungrad 9 verbunden
ist, verhindert der Freilauf 9D das Auftreten eines Unterschieds
in den Drehzahlen. Es wird damit ein Abwickeln der Schraubenfeder 11 gegen
den Antriebsrotor 12 verhindert. Mit anderen Worten kann
eine unzureichende Kraftübertragung
zum Antriebsrotor 12 vermieden werden.
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Die
Schraubenfeder 11 ist koaxial auf die rotierende Antriebswelle 10 aufgewickelt.
Das eine Ende 11A der Schraubenfeder 11 ist an
der rotierenden Antriebswelle 10 befestigt. Das heißt, dass
die rotierende Antriebswelle 10 einen vorspringenden Abschnitt
(nicht gezeigt) aufweist und das Ende 11A in den vorspringenden
Abschnitt eingehakt ist. Das andere Ende 11B der Schraubenfeder 11 ist
fest am Kupplungsring 17 verankert. Das heißt, dass
das andere Ende 11B in die Öffnung 17a eingesetzt
ist, die die Durchgangsöffnung
im Federhalteabschnitt 17B des Kupplungsringes 17 ist.
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Da
das eine Ende 11A der Schraubenfeder 11 an der
rotierenden Antriebswelle 10 befestigt ist, kann eine Kraftübertragung
und ein Beenden der Kraftübertragung
zwischen der Schraubenfeder 11 und dem Antriebsrotor 12 erfolgen.
Darüberhinaus kann
die Trägheitskraft
der Drehbewegung der Schraubenfeder 11, die zusammen mit
dem Schwungrad 9 rotiert, als Energie zum Eintreiben eines
Nagels verwendet werden.
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Die
Schraubenfeder 11 wird durch Aufwickeln eines Stahldrahtes
in zylindrischer Form gebildet. Das heißt, dass, wie in den 3 und 4 gezeigt,
die Schraubenfeder 11 durch dichtes Anordnen der Windungen
des Stahldrahtes ausgebildet wird. Der Stahldraht zum Ausbilden
der Schraubenfeder 11 ist vom Ende 11A zum anderen
Ende 11B im Gegenuhrzeigersinn gewickelt. Die Spiralrichtung
der Schraubenfeder 11 ist daher der Drehrichtung des Schwungrades 9 entgegengesetzt.
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Im
freien Zustand der Feder 11 ist der Innendurchmesser der
Schraubenfeder 11 im Wesentlichen gleich oder etwas kleiner
als der Außendurchmesser 10 der
rotierenden Antriebswelle 10. Außerdem ist der Außendurchmesser
des Antriebsrotors 12 kleiner als der Außendurchmesser
der rotierenden Antriebswelle 10. Wenn der Elektromagnet 13 nicht
eingeschaltet ist, ist daher der Innendurchmesser der Schraubenfeder 11 größer als
der Außendurchmesser
des Antriebsrotors 12, und zwischen der Schraubenfeder 11 und
dem Antriebsrotor 12 bleibt ein Spalt, der die Schraubenfeder 11 lose
werden läßt. Die
Schraubenfeder 11 ist daher nicht mit Antriebsrotor 12 verbunden.
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Wenn
der Elektromagnet 13 eingeschaltet wird, während die
Schraubenfeder 11 mit dem Schwungrad 9 verbunden
ist und sich damit dreht, kommt die Kugel 16 mit dem Kupplungsring 17 in Kontakt.
Der Durchmesser der Schraubenfeder 11 wird dadurch derart
verringert, dass das Schwungrad 9 und der Antriebsrotor 12 über die
Schraubenfeder 11 verbunden sind, da die Drehzahl des Schwungrades 9 größer ist
als die des Antriebsrotors 12.
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Wenn
der Kupplungsmechanismus im Ausschaltzustand der Kraftübertragung
ist und daher das Antriebssegment 18 nicht angetrieben
wird, ist der Innendurchmesser der Schraubenfeder 11 größer als der
Außendurchmesser
des Antriebsrotors 12. Der Antriebsrotor 12 wird
daher nicht angetrieben und dreht sich nicht, wenn der Motor 8 in
diesem Zustand betrieben wird. Das Antriebssegment 18 kann
daher sehr genau gesteuert werden. Außerdem können ein Reibungsverschleiß und die
Erzeugung von Wärme aufgrund
eines Reibungskontakts zwischen der Schraubenfeder 11 und
dem Antriebsrotor 12 vermieden werden.
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Es
wird nun das Eintreiben eines Nagels mit der Nagelmaschine 1 beschrieben.
Zuerst zieht der Bediener am Auslöser 5 und drückt gleichzeitig
den Druckhebel 6A gegen das Werkstück, oder er drückt den
Druckhebel 6A gegen das Werkstück und zieht daraufhin am Auslöser 5.
Dann wird Energie von der Batterie 4 zum Motor 8 geleitet,
und der Motor 8 beginnt das Schwungrad 9 zu drehen,
das mit dem Motor, der rotierenden Antriebswelle 10 und
der Schraubenfeder 11 in Eingriff steht.
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Wenn
der Motor 8 mit dem Antreiben beginnt, nimmt die Winkelgeschwindigkeit
des Schwungrades 9 zu, um Rotationsenergie zu speichern.
Dabei steht die Kugel 16 nicht aus der Öffnung 12a vor und
steht daher nicht mit dem Kupplungsring 17 in Kontakt.
Die Schraubenfeder 11 ist daher, wie es in der 4 gezeigt
ist, nicht mit dem Antriebsrotor 12 verbunden, weshalb
sich der Antriebsrotor 12 nicht dreht. In diesem Zustand
tritt daher keine Reibung zwischen der Schraubenfeder 11 und
dem Antriebsrotor 12 auf.
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Nach
dem Verstreichen einer vorgegebenen Zeit nach dem Beginn der Drehung
des Motors 8 und nachdem das Schwungrad 9 genügend Energie
zum Antreiben des Antriebssegments 18 gespeichert hat (die
zum Eintreiben eines Nagels oder dergleichen erforderlich ist),
wird der Elektromagnet 13 auf EIN geschaltet, und der Anker 14 fährt gegen
die Vorspannkraft der Elektromagnet-Rückstellfeder 14A aus.
Dabei wechselt die Oberfläche,
die mit dem Schiebeabschnitt 15 der Kugel 16 in
Kontakt steht, von der Oberfläche
des tiefsten Abschnitts 15B zur schrägen Fläche 15A. Beim Ausfahren
des Ankers 14 bewegt sich die Kugel 16 somit entlang
der schrägen
Fläche 15A in
radialer Richtung des Antriebsrotors 12 nach außen und
steht von der Oberfläche
des Antriebsrotors 12 vor.
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Wenn
die Kugel 16 an der Oberfläche des Antriebsrotors 12 vorsteht,
kommt sie mit dem U-förmigen
Abschnitt des Kupplungsrings 17 in Eingriff und liegt am
Kupplungsring 17 an. Der Antriebsrotor 12 und
der Kupplungsring 17 sind damit über die Kugel 16 miteinander
verbunden. Da dabei zwischen der Kugel 16 und dem Kupplungsring 17 eine
Reibungskraft wirkt, neigen der Kupplungsring 17 und der
Antriebsrotor 12 dazu, sich zusammen zu drehen, so dass
die Drehzahl des Kupplungsrings 17 und die des Antriebsrotors 12 einander
gleich werden. Da sich der Antriebsrotor 12 aus einem Stoppzustand
zu drehen beginnt, ergibt sich ein Rotationsunterschied zum Schwungrad 9.
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Im
Ergebnis wird dabei die andere Seite 11B der Schraubenfeder 11 in
der Richtung der Windung der Schraubenfeder 11 gedreht,
so dass sich der Innendurchmesser der Schraubenfeder 11 verringert. Mit
der zunehmenden Verringerung des Innendurchmessers der Schraubenfeder 11 umgreift
die Schraubenfeder 11 den Antriebsrotor 12 fest
und wird damit mit diesem verbunden. Der Antriebsrotor 12 beginnt sich
daher zusammen mit der Schraubenfeder 11 und dem Schwungrad 9 zu
drehen.
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In
dem Moment, wenn der Antriebsrotor 12 und das Schwungrad 9 sich
zusammen zu drehen beginnen, wird die Rotationsenergie des Schwungrades 9 auf
einmal auf den Antriebsrotor 12 übertragen. Die Drehzahl des
Antriebsrotors 12 neigt dabei vorübergehend dazu, größer wie
die des Schwungrades 9 zu werden, und die Drehrichtung
des Schwungrades 9 neigt dazu, zu der des Antriebsrotors 12 entgegengesetzt
zu werden. Der Freilauf 9D verhindert jedoch, dass die
Drehzahl des Antriebsrotors 12 größer wird wie die des Schwungrades 9,
so dass sich der Antriebsrotor 12 und das Schwungrad 9 sofort
zusammen drehen. Die Schraubenfeder 11 umgreift daher den
Antriebsrotor 12 fest, so dass der Zustand, in dem die
Schraubenfeder 11 mit den Antriebsrotor 12 verbunden
ist, erhalten bleibt.
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Dabei
sind der Schiebeabschnitt 15 und der Antriebsrotor 12 über die
Kugel 16 miteinander verbunden. Der Schiebeabschnitt 15 dreht
sich daher zusammen mit dem Antriebsrotor 12. Wenn sich
der Antriebsrotor 12 dreht, wird das Antriebssegment 18 mit
der Zahnstange 18A, die mit dem Ritzel 12C des Antriebsrotors 12 in
Eingriff steht, angetrieben und bewegt sich zur vorderen Endseite
des Gehäuses 2. Da
die Rotationsenergie des Schwungrades 9 auf den Antriebsrotor 12 übertragen
wird, beginnt der Antriebsrotor 12 abrupt, sich mit hoher Geschwindigkeit zu
drehen, wobei die Welle 12 mit der Schraubenfeder 11 verbunden
ist. Wenn sich der Antriebsrotor 12 abrupt mit hoher Geschwindigkeit
zu drehen beginnt, wird auch das Antriebssegment 18 abrupt
angetrieben und bewegt sich abrupt zur vorderen Endseite des Gehäuses 2.
Wenn der Elektromagnet auf EIN geschaltet wird, wird übrigens
die Energiezufuhr zum Motor 8 beendet, so dass sich der
Motor 8 frei dreht.
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Wenn
der Antriebsrotor 14 nach dem Beginn der Drehung in eine
Drehposition kurz vor dem Erreichen einer Drehposition von etwa
3/4 einer vollen Drehung gelangt, so dass das vordere Ende des Antriebssegments 18 unmittelbar
vor einer Kollision mit dem plattenförmigen Element 2E des
Dämpfungsabschnitts 2D steht,
gleitet der zweite vorspringende Abschnitt 14C des Schaltmechanismusses
auf den ersten vorspringenden Abschnitt 14G auf, wodurch der
Kraftübertragungsschaltabschnitt 14B und
der Anker 14 in die AUS-Position zurückgezogen werden, wie es in
der 6(c) gezeigt ist. Im Ergebnis bewegt
sich der Schiebeabschnitt 15 wegen der Vorspannkraft der
Elektromagnet-Rückstellfeder 14A in der 3 nach
rechts, und die Kugel liegt am tiefsten Abschnitt 15B des
Schiebeabschnitts 15 an. Folglich wird der Kontakt zwischen
der Kugel 16 und dem Kupplungsring 17 aufgehoben,
und die Kupplung nimmt den AUS-Zustand an, so dass der Innendurchmesser
der Schraubenfeder 11 gelockert wird und den Zustand vor
der Antriebsoperation annimmt. Die Verbindung zwischen dem Schwungrad 9 und
dem Antriebsrotor 12 wird dadurch aufgehoben. Entsprechend
wirkt, wenn das Antriebssegment 18 mit dem plattenförmigen Element 2E des
Dämpfungsabschnitts 2D kollidiert,
die Trägheitskraft
des Schwungrades 9 nicht auf das Antriebssegment 18 ein,
so dass die Gefahr einer Beschädigung
des Dämpfungsabschnitts 2D gering
ist. Durch das Blatt 18B am vorderen Ende des Antriebssegments 18 wird
der Nagel in das Objekt (Werkstück)
eingetrieben.
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Die
Energiezufuhr zum Elektromagnet 13 wird beendet, und der
Elektromagnet 13 kehrt in den AUS-Zustand zurück, wenn
der Vorgang des Eintreibens des Nagels beendet ist und der zweite
vorspringende Abschnitt 14C des Schaltmechanismusses auf
dem ersten vorspringenden Abschnitt 14G liegt. Der Anker 14 wird
dabei von der Vorspannkraft der Elektromagnet-Rückstellfeder 14A in
der AUS-Position gehalten. Da auch der Schiebeabschnitt 15 in
der 4 in der am weitesten rechts gelegenen Position gehaltert
wird, bleibt die Kugel 16 an der Oberfläche des tiefsten Abschnitts 15B sitzen.
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Wenn
die Verbindung zwischen dem Antriebsrotor 12 und der Schraubenfeder 11 nach
dem Ende des Nagel-Eintreibvorgangs aufgehoben wird, wirkt auf das
Antriebssegment 18 keine Kraft mehr ein, die es zur vorderen
Endseite treibt. Das Antriebssegment 18 bewegt sich daher
aufgrund der mit dem Antriebssegment 18 verbundenen Antriebssegment-Rückstellfeder 19 zur
hinteren Endseite und nimmt wieder den Zustand vor dem Eintreiben
des Nagels ein.
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Die
Erfindung wurde im Detail und mit Bezug zu der besonderen Ausführungsform
davon beschrieben. Dem Fachmann ist klar, daß Abänderungen und Modifikationen
erfolgen können,
ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel kann, auch
wenn in der oben beschriebenen Ausführungsform die Schraubenfeder 11 sich
konstant zusammen mit dem Schwungrad 9 dreht, die Nagelmaschine
alternativ so aufgebaut sein, dass sich die Schraubenfeder konstant
zusammen mit dem Antriebsrotor dreht. In diesem letzteren Fall kann
die Verbindung und das Trennen der Schraubenfeder mit dem/vom Schwungrad
durch einen Kupplungsmechanismus erfolgen.