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Elektrisches Schlagbolzengerät Die Erfindung betrifft ein Gerät zum
Einschlagen ton Nägeln, Klammern oder dergleichen mit einem durch Kraftimpulse antreibbaren
Schlagbolzen, der in einem Gehäuse axial beweglich geführt und mittels einer Rückstellfeder
in seiner Ruhelage gehalten ist, wobei im Bewegungsbereich des vorderen Schlagbolzenendes
ein Selbstlademagazin mit einem Fuhrungsmundstück angeordnet ist.
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Die bisher verwendeten Geräte dieser Art werden ausschließlich pneumatisch
betrieben. Die Kraftimpulse zum Antreiben des Schlagbolzens werden durch Preßluft
erzeugt Nachteilig bei diesen bekannten Geräten ist vor allem, daß sie nur dort
eingesetzt werden können, wo Preßluft in der erforderlichen Menge
und
mit dem erforderlichen Druck zur Verfügung steht. Außerdem sind diese bekannten
Geräte aufgrund der erforderlichen Steuerventile einerseits teuer und andererseits
schwer, so daß ihre Handhabung erschwert ist, wobei noch hinzu kommt daß diese Geräte
an verhältnismäßig steife und ebenfalls schwere Hochdruckschläuche angeschlossen
sein müssen.
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Die Verwirklichung des an sich naheliegenden Gedankens, den Schlagbolzen
eines solchen Gerätes elektromagnetisch agzutreiben, ist bisher vor allem an der
Einhaltung der geltenden Sicherheitsvorschriften sowie an der Erzeugung genügend
grosser Stromimpulse für die erforderliche Schlagkraft gescheitert.
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Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein
elektrisches Schlagbolzengerät der eingangs genannten Art zu schaffen, welches die
Nachteile der bisher verwendeten Schlagbolzengeräte vermeidet, welches aber in seiner
Schlagkraft den bisher bekannten Geräten zumindest nicht nachsteht und bei dem die
Unfallgefahr auf ein Mindestmaß reduziert ist, so daß es den geltenden Sicherheitsvorschriften
genügt.
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Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß der Schlagbolzen
mit dem ferromagnetischen Tauchanker einer elektrischen Magnetspule verbunden ist
und von diesem angetrieben wird, wobei die Magnetspule mit einem Leistungsthyristor
in Serie geschaltet ist, der mittels einer von einer Zenerdiode erzeugten Rechteckspannung
und einer davon mittels eines am
Kollektor eines Schalttransistors
liegenden Kondensators und eines dem Schalttransister parallel geschalteten Ladekondensators
abgeleiteten Triggerspannung, welche beim Sperren des Schalttransistors durch Betätigung
eines auf die Basis des Schalttransistors geschalteten Kontaktschalters einen Hilfsthyristor
durchschaltet, über welchen das Gitter des Leistungsthyristors mit einem Zündkondensator
verbunden ist. Ein solches Gerät hat gegenüber den bekannten pneumatisch betriebenen
Schlagbolzengeräten vor allem den Vorteil, daß es überall dort einsetzbar ist, wo
eine Netzsteckdose zur Verfügung steht.
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Es ist wesentlich billiger herstellbar als die bekannten Geräte und
hat e-in wesentlich geringeres Gewicht, so daß es auch leichter zu handhaben ist.
Außerdem ist durch die erfindungsgemäß vorgesehene elektrische Steuerung nicht nur
eine hohe Lebensdauer sondern auch gewährleistet, daß eine ausreichende Schlagkraft
für den Antrieb des Schlagbolzens zur Verfügung steht und daß bei jeder Betätigung
des Kontaktschalters unabhängig von deren Dauer jeweils nur ein einziger Schlag
ausgeführt wird, was für eine sachgerechte Handhabung des Gerätes von großer Bedeutung
ist. Hinzu kommt, daß dieses Gerät keine Funkstörung verursacht und mit einem geringen
Schaltungsaufwand auskommt. Auch die Gefahr der Überlastung der Magnetspule ist
dabei ausgeschlossen, da zwangsläufig zwischen den einzelnen Schlagimpulsen eine
gewisse Wartezeit einzuhalten ist, bis der Zündkondensator wieder seine volle Ladung
besitzt.
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Damit sich der Zündkondensator nicht schon während eines längeren
Gedrückthaltens des Kontaktschalters wieder aufladen und eine neue Zündung des Leistungsthyristors
verursachen kann, ist in weiterer Ausbildung der Erfindung vorgesehen, daß der Zündkondensator
mit seinem Ladewiderstand einem Bakswiderstand des Schalttransistors parallel geschaltet
ist. Durch diesen Basiswiderstand wird bei gedrücktem Kontaktschalter die Aufladung
des Zündkondensators verhindert, da dieser gleichzeitig mit der Basis des Schal
transistors auf den Gegenpol der Stromversorgung geschaltet ist.
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Ein weiterer Sicherheitsfaktor ist dadurch gegeben, daß der Kontaktschalter
ein Umschalter ist, dessen Umschaltkontakt an Masse liegt und dessen Ruhekontakt
mit dem Gitter des Leistungsthyristors verbunden ist. Dadurch wird sichergestellt,
daß ein ungewolltes Auslösen eines Schlagimpulses auch dann vermieden wird, wenn
z. B. der Schalttransistor oder ein sonstiges Steuerelement der elektrischen Schaltung
defekt wird.
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Die mechanische Funktionstüchtigkeit wird im besonderen Maße dadurch
gewährleistet, daß die Magnetspule und deren Tauchanker konzentrisch im Hohlraum
eines im wesentlichen zylindrischen, mit einem sich konisch verjüngenden Vorderteil
versehenen Kunststoffgehäuse angeordnet sind, wobei der Tauchanker in einem antimagnetischen
Rohr geführt ist und dadurch, daß das Gehäuse mit einem pistolenartigen llandgriff
ausgerüstet ist, in welchem die elektrischen Steuerelemente auf einer Montageplatte
untergebracht
sind. Durch diese Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung ergibt sich außerdem der
Vorteil eines konstruktiv sehr einfachen und deshalb auch leicht und billig herstellbaren
Gesamtaufbaues des Gerätes, welcher auch eine leichte und einfache Handhabung ermöglicht.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß im vorderen
Gehäuseteil ein aus zwei Zylinderhälften bestehendes, ujetallisches Mundstück lösbar
befestigt ist, wobei eine Zylinderhälfte mit einem Selbstlademagazin verbunden ist
und einen radialen durchbruch sowie eine axiale Führungsnut für den Schlagbolzen
aufweist0 Der dadurch erzielte Vorteil besteht vor allem darin, daß sich das Magazin
leicht gegen ein anderes austauschen läßt0 Dadurch daß die mit dem radialen Durchbruch
und mit der axialen Führungsnut für den Schlagbolzen versehene Zylinderhälfte des
Mundstückes am Magazin selbst befestigt ist, wird auch die Funktionssicherheit insofern
erhöhte als die Möglichkeit ausgeschlossen wird, daß zu einem bestimmten Magazin
ein falsches Mundstück verwendet wird und dadurch Ladehemmungen oder gar Beschadigungen
des Schlagbolzens oder des Mundstückes vorkommen können0 Zur Geräuschdämpfung ist
es wichtig, daß an vorderen Ende des den Tauchanker führenden Rohres eine Dämpfungsscheibe
aus einem formelastischen Werkstoff angeordnet istp welche einen größeren
Durchmesser
als das Zohr und eine zentrische Öffnung vom uerschnitt des Schlagbolzens aufweist.
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Um nachteilige Prellbewegungen des Schlagbolzens zu vermeiden, ist
es vorteilhaft, wenn die Dämpfungsscheibe in einem sie an ihrem Umfang eng umschließenden
ilohlraum des Gehäuses untergebracht ist und ihre axiale Ausdehnung mindestens einem
Viertel der Umfangslänge des sie durchdringenden Schlagbolzenteilstückes entspricht.
Dadurch wird nämlich erreicht, daß bei der Verformung der Dämpfungsscheibe beim
Anschlagen der Vorderkante des Tauchankers eine Verengung des Querschnittes ihrer
zentrischen Öffnung stattfindet und der sich in dieser Öffnung befindende Teil des
Schlagbolzens auch in radialer Richtung von der Dämpfungsscheibe erfaßt und abgebremst
wird, so daß Prellerscheinungen in der vorderen Lage des Schlagbolzens bzw. des
Tauchankers weitgehend vermieden werden.
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Anhand der beiliegenden Zeichnung wird nun im folgenden ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Schlagbolzengerät
im querschnitt Fig. 2 einen Schnitt A-A durch Fig. 1 Fig. 3 einen Schnitt B-S durch
Fig. 1 Fig. i ein Schaltbild der elektrischen Steuervorrichtung des erfindungsgemäßen
Schlagbolzengerätes.
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Gemäß Fig. 1 besteht das Gerät aus einem hohlzylindrischen Gehäuse
1
mit einem konischen Vorderteil ; einem Mundstück 3, einem auf die rückwärtige Stirnseite
des Gehäuses 1 aufgeschraubten Deckel 4 und einem pistolenartigen Handgriff 5, der
am Gehäuseteil 1 befestigt ist, sowie aus einem Selbstlademagazin 6. Der Vorderteil
2 istmittels eines zylindrischen Bundes 7 im Gehäuseteil 1 zentriert und west eine
konzentrische, axiale Öffnung 8 auf, in welcher sich ein Schlagbolzen 9 in axialer
Richtung hin- und herbewegen kann. Der Vorderteil 2 ist mit dem Gehäuse 1 verklebt
oder verschraubt, wobei durchaus die Möglichkeit besteht, den Vorderteil 2 und das
Gehäuse 1 einstückig herzustellen. An der im Gehäuse 1 stehenden Stirnfläche 10
des Vorderteils 2 anliegend ist im Hohlraum des Gehäuses 1 ein Elektromagnet 11
angeordnet. Dieser besteht aus einer Spule 12 mit einem Spulenkörper 13 sowie aus
einem ferromagnetischen hohlzylindrischen Rückschlußkörper 14, in dessen stirnseitige
Öffnungen jeweils eine Ringscheibe 15 bzw. 16 aus fer-roBagnetischem Material eingesetzt
sind. Der Spulenkörper 13 und die beiden Ringscheiben 15 und 16 des Elektromagneten
11 sitzen gemeinsam auf einem dünnwandigen Messing rohr 17, welches konzentrisch
im Hohlraum des Gehäuses 1 angeordnet ist und sich von der Stirnfläche 10 des Vorderteils
2 bis zum Deckel 4 auf der rückseitigen Stirnfläche des Gehäuses 1 erstreckt. Im
Rohr 17 ist ein zylindrischer Tauchanker 18 geführt, der mit dem hinteren Ende 19
des Schlagbolzens 9 fest verbunden ist und mittels einer Zugfeder 20 in Richtung
des Pfeiles 21 gegen einen Anschlag gezogen wird, den ein Rohrstück
22
bildet, welches von der hinteren Stirnseite her in das Rohr 17 eingesetzt ist. Die
Zugfeder 20 ist einerseits an einer Öse 23 des Tauchankers 18 und andererseits an
einem Querstift 24 eingehängt, welcher das Rohr 17 und das Rohrstück 22 durchragt.
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Das Mundstück 3 besteht aus zwei Zylinderhälften 25 und 26, die von
einem Federring 27 zusammengehalten werden und gemeinsam in eine zylindrische Sackbohrung
28 in der vorderen Stirnseite des Vorderteils 2 eingesetzt sind. Mittels einer Kugelraste
29 werden sie gemeinsam in dem Vorderteil 2 gehalten derart, daß sie gemeinsam leicht
herausnehmbar sind0 Während die obere Zylinderhälfte 25 eine glatte Schnittfläche
30 aufweist, ist die Schnittfläche der unteren Zylinderhälfte 26 mit einer Führungsnut
31 versehen. Außerdem besitzt die untere Zylinderhälfte 26 einen radialen Durchbruch
32, durch welchen die zu verarbeitenden Klammern 33 einzeln in die Nut 31 gelangen
können. Die Klammern 33 befinden sich in dem magazin 6, welches aus einem radial
nach unten verlaufenden, der Querschnittsform der Klammern 33 angepaßten rohrstück
34 und einem darüber geführten Rohr 35 besteht. Das Rohr 35 hat einen geschlossenen
Boden 36, auf dem sich eine Wellenfeder 37 abstützt, welche die sich im inneren
Rohrstück 34 befindenden Klammern 33 nacheinander in die Nut 31 des Mundstückes
3 schiebt. Das innere Rohr 34 des Magazins 6 ist an der unteren Zylinderhälfte 26
befestigt und gemeinsam mit dem Piunilstüclr 3 aus dem Vorderteil 2
des
Gehäuses 1 herausnehmbar und ggf. gegen ein anderes austauschbar. Der vordere Teil
38 des Schlagbolzens 9 ist in seiner Querschnittsform derjenigen der Nut 31 angepaßt,
welche ihrerseits auf die Querschnittsform einer Klammer 33 abgestimmt ist.
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In der Stirnfläche 10 des Vorderteiles 2 des Gehäuses 1 befindet sich
eine zylindrische Ausnehmung 39, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser
des Rohres 17 und in welcher eine Dämpfungsscheibe 40 aus formelastischem Material,
z. B.
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Gummi oder Kunststoff mit ähnlichen Eigenschaften, sitze, Die Dämpfungsscheibe
40, welche die ausnehmung 39 vollständig ausfüllt, hat eine zentrische Öffnung,
deren Querschnitt demjenigen des Schlagbolzens 9 entspricht, welcher sie durchragt.
Die Dicke der Dämpfungsscheibe 40, do h. ihre axiale Ausdehnung, entspricht entwa
einem Drittel der Umfangslänge des Schlagbolzens 9. Dadurch wird erreicht, daß beim
Auftreffen des Tauchankers 18 auf die ihm zugekehrte Stirnfläche der Dämpfungsscheibe
40 der Schlagbolzen 9 von der Dämpfungsscheibe 40 aä1-seits in radialer Richtung
so stark gefaßt und abgebremst wird, daß axiale Prellbewegungen völlig unterdrückt
werden. Dies bringt nicht nur eine wesentliche Geräuschminderung sondern auch eine
erhebliche Schonung der Zugfeder 20 sowie eine erhebliche Verminderung des Reibungsverschleißes
zwischen dem Tauchanker 18 und dem Messingrohr 17, in welchem dieser geführt ist.
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Durch einen Stromimpuls in der Spule 12 des Elektromagneten 11 wird
der Pauchanker 18 mit dem Schlagbolzen 9 mit hoher Geschwindigkeit im Messingrohr
17 gegen die Dämpfungsscheibe 40 bewegt und dabei durch den vorderen Teil 38 des
Schlagbolzens 9 die sich in der Nut 31 des Mundstückes 3 befindende Klammer 31 aus
dem Mundstück 3 herausgeschlagen und z. B. in ein Stück olz oder dergleichen eingetrieben.
Dabei muß selbstverständlich die vordere Stirnfläche des Mundstückes 3 fest gegen
die betreffende Fläche des Holzstückes oder dergleichen gepreßt werden, wie das
bei den herkömmlichen Geräten ebenfalls üblich ist.
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Der pistolenartige Handgriff 5 ist mit einem Hohlraum 41 ausgestattet,
in welchem sich eine Montageplatte 42 befindet. Auf der Montageplatte 42 sind die
elektrischen Steuerteile zur Erzeugung des Stromimpulses für die Spule 12 des Elektromagneten
11 angeordnet. DabePefindet sich ein Kontaktschalter 43 mit seinem Kontaktstift
44 im Bewegungsbereich einer Abzugsklinke 45, welche ähnlich wie der Abzugshahn
einer Pistole betätigt wird und schwenkbar auf einem Zapfen 46 gelagert ist0 Die
Abzugsklinke 45 sitzt in einem Hohlraum 47 des vorderen Griffteiles 48,der zur Betätigung
der Abzugsklinke 45 mit einem Durchbruch 49 versehen ist.
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Die zur Erzeugung des Stromimpulses für den Elektromagneten 11 vorgesehenen
elektrischen Schaltmittel sind in dem Schalbehema
der Fig. 4 dargestellt.
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Die Spule 12 des Elektromagneten 11, welcher eine träge Schmelzsicherung
50 vorgeschaltet ist, liegt in Serie mit einem Leistungsthyristor 51 und ist mittels
eines Stromkabels 52 an ein vorhandenes Stromnetz von beispielsweise 220 Volt Wechsclspannung
anschließbar. Zur Steuerung des Leistungsthyristors 51 dient ein Hilfsthyristor
53 sowie ein Zündkondensator 54. Der Zündkondensator 54 wird über einen von einem
Widerstand 55 und einer Zenerdiode 56 gebildeten Spannungsteiler über einen Gleichrichter
57 und einen Ladewiderstand 58 aufgeladen. Der Gleichrichter 57 und der Ladewiderstand
58 liegen dabei in Serie mit dem llilfsthyrister 53 sowie mit einem Abgleichwiderstand
59 am Steuergitter des Leistungsthyristors 51.
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bin aus einem Kondensator 60, einem Transistor 61, einem Ladewiderstand
62 und einem Basiswiderstand 63 gebildeter Triggerkreis dient zur Steuerung des
Hilfsthyristors 53, wobei der Ladewiderstand 62 der Wollektor-Emmiter-Strecke des
Transistors 61 parallel geschaltet ist.
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Der Transistor 61 ist durch Betätigung des Kontaktschalters 43 sperrbar.
Der Kontaktschalter 43 besitzt einen mit der Bais des Transistors 61 verbundenen
Arbeitskontakt 64, einen mit dem Steuertitter des Leistungsthyristors 51 verbundenen
Ruhekontakt 65 und einen an Masse liegenden Umschaltkontakt 66. Das
Steuergitter
des Ijilfsthyristors 53 ist mit dem Kollektor des Transistors 61 verbunden, der
mit dem Kondensator 60 in Serie geschaltet ist. Der Kondensator 60, der Gleichrichter
57 und der Basiswiderstand 63 liegen gemeinsam am Abgriff des aus dem Widerstand
55 und der Zenerdiode 56 gebildeten Spannungsteilers. Um überschüssigen Zündstrom
vom Steuergitter des Leistungsthyristors 51 fernzuhalten, ist dieses über einen
Überlastwiderstand 67 zusätzlich an Masse geschaltet.
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Die Funktionsweise der in Fig. 4 dargestellten Steuerschaltung ist
folgende: Durch den Spannungsteiler 55, 56 werden Impulse erzeugt, welehe in dem
Triggerkreis 60, 61 Triggerimpulse zur Folge haben.
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Diese Triggerimpulse werden bei nicht betätigtem Kontaktschalter 43
über den dann leitenden Transistor 61 abgeleitet, so daß sie nicht an das Gitter
des ilfsthyristors 53 gelangen können.
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Aufgrund des Ladewiderstandes 58 wird der Zündkondensator 54 mit einer
bestimmten Ladezeit voll aufgeladen.
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Zur Zündung des Hilfsthyristors 53 wird durch Betätigung des Kontaktschalters
43 der Transistor 61 gesperrt, so daß nunmehr der wirksame Triggerkreis aus dem
Kondensator 60 und dem Ladekondensator 62 besteht und der nächstfolgende positive
Triggerimpuls auf das Stetiergitter des liilfsthyristers 53 gelangt und diesen öffnet.
Bei geöffnetem ililfsthyristor 53 gelangt die Ladung des Zündkondensators 511 über
den Abgleichwiderstand
59 an das -Steuergitter des Leistungsthyristors
51, so daß auch dieser gezündet wird und die Spule 12 des Elektromagneten 11 den
g-ewünschten Stromimpuls erhält. Dadurch, daß bei gedrücktem Kontaktschalter 43
nicht nur die Basis des Transistors 61 sondern auch der Basiswiderstand 63,-der
mit dem Ladewiderstand 58 des Zündkondensators 54 parallel geschaltet ist, gleichzeitig
an Masse gelegt ist, kann sich der Zündkondensator 54, solangeder Kontaktschalter
43 gedrückt bleibt, nichtwieder so stark aufladen, daß er einen zweiten Zündimpuls
an den Leistungsthyristor 51 abgeben kann. Erst wenn der Umschaltkontakt 66 des
Kontaktschalters-43 den Arbeitskontakt 64 wieder verlassen hat, erfolgt die vollständige
und ausreichende Aufladung des Zündkondensators 54, wobei der Ladewiderstand 58
so ausgelegt ist, daß eine Mindestladezeit abgewartet werden muß bevor eine neue
Zündung des Leistungsthyristors 51 erfolgen kann.
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Dadurch, daß bei nicht betätigtem Kontaktschalter 43 über den Ruhekontakt
65 das Steuergitter des Leistungsthyristors 51 an Masse geschaltet ist, ist sichergestellt,
daß bei irgendwelchen Schaltungsdefekten eine unerwünschte Zündung des Leistungsthyristors
51 nicht- erfolgen kann.