Schlagregelung für Nagel- oder Klammergerät

Abstract

 Es wird eine Schaltungsanordnung für ein elektrisch betriebenes Mehrschlag-Nagel- oder Klammergerät mit geregelter Schlagkraft vor­geschlagen. Nach jedem Schlag wird die Änderung der Eintreibtiefe gemessen, und die Schlagkraft in Abhängigkeit von der Werkstoff­härte automatisch nachgeregelt. Eine Leseeinrichtung (15) mißt kon­tinuierlich die Eintreibtiefe und beendet den Eintreibvorgang, wenn ein Endsignal (24) erreicht ist. Eine Anzeige (14) zeigt die Beendigung des Eintreibvorganges an.

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] Die Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung für ein elek­trisch betriebenes Mehrschlag-Nagel- oder Klammergerät für Befesti­gungsmittel nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es sind schon elek­trisch betriebene Nagel- oder Klammergeräte bekannt, bei denen das Befestigungsmittel mit einem an einen Magnetanker befestigten Trei­ber in das Werkstück eingetrieben wird. Auch sind Geräte bekannt, bei denen für unterschiedlich harte Werkstoffe die Schlagkraft auf das Befestigungsmittel manuell eingestellt werden kann, wobei auch mehrere Schläge zum Eintreiben des Befestigungsmittels möglich sind.

[0002] Aus der DE-OS 34 06 727 ist bekannt, daß der Treiber so oft auf das Befestigungsmittel schlägt, bis ein Magnetanker im unteren Bewe­gungstotpunkt eine Schaltvorrichtung berührt, die die Stromimpulse für die Magnetspule abschaltet. Hierbei ist als ungünstig anzusehen, daß die Eintreibtiefe nicht einstellbar, sondern durch die Konstruk­tion des Stoßkanals und des Magnetankers festgelegt ist. Die Ein­treibtiefe des Befestigungsmittels ist daher nicht variabel oder beispielsweise bündig bzw. 1 mm über der Werkstoffoberfläche ein­stellbar. Auch ist ungünstig, daß bei unterschiedlich harten Werk­ stoffen wie beispielsweise Kiefernholz bzw. Buchenholz zur Optimie­rung der Schlagkraft erst Versuche angestellt werden müssen, um die günstigsten Einstellwerte für die Schlagkraft zu ermitteln. Das Nagel- oder Klammergerät muß dann manuell auf diesen Wert mittels eines Einstellknopfes am Gerät eingestellt werden. Weiterhin ist ungünstig, daß diese Versuche auch wiederholt werden müssen, wenn sich die Stärke oder Länge des Befestigungsmittels ändert. Eine Regelung der Schlagstärke, die die Schlagkraft selbsttätig an die Härte des Werkstücks anpaßt, ist nicht vorgesehen. Auch ist als ungünstig anzusehen, daß keine Anzeigemittel vorgesehen sind, die die Beendigung des Eintreibvorganges anzeigen.

Vorteile der Erfindung

[0003] Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Treibenergie zum Eintreiben des Befestigungsmittels in Abhängigkeit von dessen Vortriebsänderung geregelt wird. Dadurch ist es möglich, die Treibenergie kontinuierlich an die Härte des Werkstückes anzu­passen, ohne daß der Bediener spezielle Einstellungen bezüglich der Schlagkraft oder Schlagzahl an dem Nagel- oder Klammergerät durch­führen muß. Auch sind Vorversuche nicht erforderlich, da das Na­gel- oder Klammergerät selbsttätig die zum Eintreiben notwendige Schlagstärke ermittelt.

[0004] Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Schaltungsanordnung möglich. Durch die Ausgestaltung des Treibers mit Markierungen in Form von Strichzeichen oder Bohrungen, die von einer Leseeinrichtung gezählt werden können, wird in vor­teilhafter Weise eine einfache und zuverlässige Messung der Ein­treibtiefe ermöglicht. Ein weiterer Vorteil ist, daß bei Erkennung einer Endmarkierung der Eintreibvorgang beendet wird, bevor die Be­festigungsmittel das Werkstück beschädigen. Zur Beendigung des Eintreibvorgangs kann jedoch auch statt einer Endmarkierung die An­zahl der Markierungen bis zu einem vorgegebenen Wert gezählt werden, wodurch sich eine besonders vorteilhafte und einfache Ausgestaltung der Steuerschaltung ergibt.

[0005] Die Tiefenregelung des Eintreibvorgangs läßt sich dadurch vorteil­haft einstellen, daß die Leseeinrichtung in Schlagrichtung ver­schiebbar ist. Durch Verschieben der Leseeinrichtung kann dann auf einfache Weise die Eintreibtiefe des Befestigungsmittels exakt ein­gestellt werden.

[0006] Besonders vorteilhaft ist auch, daß die Schlagkraft für den Treiber von einer Impulselektronik geregelt wird, wodurch sowohl bei einem harten wie auch weichem Werkstück ein optimierter Eintreibvorgang gewährleistet ist.

[0007] Durch die Änderung des Stromflußwinkels eines gesteuerten Halblei­terschalters wird auf einfache Weise eine vorteilhafte Änderung der Schlagkraft des Treibers erreicht. Auch das Aufleuchten einer An­zeige nach Beendigung des Eintreibvorganges ist für den Bediener vorteilhaft, weil er hierdurch das Nagel- oder Klammergerät ohne Zeitverlust umsetzen und dadurch zügig arbeiten kann. Sollte sich ein Befestigungsmittel im Ausstoßkanal verklemmen, dann schaltet in vorteilhafter Weise eine Automatik beispielsweise Zeit- oder Schlag­zählautomatik, den Eintreibvorgang ab. Auch verhindert der Treiber ein Nachrücken des nächsten Befestigungsmittels in den Ausstoßkanal in vorteilhafter Weise solange, bis der Eintreibvorgang beendet ist. Dadurch werden Störungen während des Arbeitens verhindert und ein zügiges Weiterarbeiten mit dem Nagel- oder Klammergerät gewähr­leistet.

Zeichnung

[0008] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fi­gur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel mit einer optischen Licht­schranke und Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel mit einer Re­flexionslichtschranke.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

[0009] Elektrisch betriebene Nagel- oder Klammergeräte weisen üblicherweise ein Gehäuse auf, in das eine Spulenwicklung eingebaut ist und deren Spulenkörper eine in Spulenachse verlaufende durchgehende Bohrung als Führung für einen Zuganker besitzt. Wird die Spulenwicklung von einem Stromstoß durchflossen, so wird der Zuganker in dem Führungs­bereich beschleunigt. Dabei trifft der am Zuganker befestigte Trei­ber auf ein in den Ausstoßkanal hineinragendes Befestigungsmittel, beispielsweise einen Nagel oder eine Klammer, trennt dieses vom im Magazin eingelagerten Befestigungsmittelstreifen und beschleunigt das Befestigungsmittel in Richtung der Ausstoßöffnung. Dort wird dann das Befestigungsmittel in den unter der Ausstoßöffnung befind­lichen Werkstoff eingetrieben. Die vom Befestigungsmittel auf den Treiber wirkende Rückstoßkraft einer Feder bringen den Zuganker samt Treiber wieder in ihre Ausgangslage zurück, so daß ein neues Ar­beitsspiel erfolgen kann. Dieser Vorgang wiederholt sich, bis ent­weder der Treiber in seinem unteren Bewegungstotpunkt eine Schalt­vorrichtung zum Abschalten des Schlagvorganges betätigt oder der Bediener das Gerät mit dem Hauptschalter ausschaltet.

[0010] Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels, bei dem von einer bekannten Magnetspule 4 mit einem Zuganker 3 und einem Treiber 1 ausgegangen wird. Der Treiber 1 dient zum Heraus­ stoßen eines nicht dargestellten Befestigungsmittels durch einen ebenfalls nicht dargestellten Ausstoßkanal. Auf dem Treiber 1 sind parallel zur Schlagrichtung äquidistante Bohrungen angebracht. Der Treiber 1 ist mit seinen Bohrungen zu einer Leseeinrichtung 15 so justiert, daß ein Geber 5 jeweils durch eine Bohrung 2 sein Licht auf den Empfänger 6 werfen kann. Der Empfänger 6 wandelt das Licht­signal um in ein elektrisches Signal, das von dem Verstärker 20 ver­stärkt wird und dem Zähler 11 zugeleitet wird. Der Zähler 11 ist mit einem Komparator 17 verbunden, der die gezählten Impulse mit einem Maximalwert vergleicht, den er von der Grenzwertvorgabe 19 erhält. Der Komparator 17 ist mit einem Differenzbildner 18 verbunden, dessen Ausgang auf eine Impulselektronik 13 einwirkt. Weiterhin ist ein zweiter Ausgang des Komparators 17 mit einer Schaltlogik 21 ver­bunden, die einerseits auf die Impulselektronik 13 einwirkt und andererseits mit einer Anzeige 14 verbunden ist. Der Ausgang der Impulselektronik 13 ist mit einem Leistungsschalter verbunden, dessen Ausgang über einen Hauptschalter 23 mit der Magnetspule 4 verbunden ist.

[0011] Alternativ zur Grenzwertvorgabe 19 ist eine Endmarkierung 24 auf dem Treiber 1 vorsehbar, die beispielsweie mit einem zweiten Sensor abgetastet wird und nach Beendigung des Eintreibvorganges einen "Resetimpuls" auslöst, der das Nagel- oder Klammergerät für den nächsten Eintreibvorgang vorbereitet.

[0012] Im folgenden wird die Wirkungsweise dieser Schaltung beschrieben. Bei Betätigung des Hauptschalters 23 wird zunächst die Magnetspule 4 erregt, so daß durch den Zuganker 3 der Treiber 1 in Schlagrichtung bewegt wird. Ein im nicht gezeichneten Ausstoßkanal befindliches Befestigungsmittel wird nun durch den Treiber 1 ein Stück in das unter dem Ausstoßkanal befindliche Werkstück eingetrieben. Durch diese Stoßbewegung laufen nun einige Bohrungen 2 durch die Leseein­ richtung 15, die von dem Empfänger 6 erfaßt und als elektrische Im­pulse vom Zähler 11 gezählt werden. Die Anzahl der Impulse, die ein Maß für die Eintreibtiefe beispielsweise eines Schlages ist, wird auf den Eingang des Komparators 17 gegeben, der sie mit einem einge­stellten Grenzwert der Grenzwertvorgabe 19 vergleicht. Wird dieser Grenzwert erreicht, was gleichbedeutend ist mit Erreichen der vorge­gebenen Eintreibtiefe des Befestigungsmittels, dann wird über eine Schaltlogik 21 ein Stopsignal ausgelöst, das in der Impulselektronik 13 ein erneutes Auslösen eines Stromimpulses zum Antreiben der Ma­gnetspule 4 verhindert. Gleichzeitig wird die Anzeige 14 eingeschal­tet, um dem Bediener anzuzeigen, daß der Eintreibvorgang beendet ist. Ist die vorgegebene maximale Pulszahl noch nicht erreicht, dann wird das Zählersignal auf einen Differenzbildner 18 geleitet, der feststellt, welche Tiefenänderung sich nach dem letzten Schlag ein­gestellt hat. Ist die Tiefenänderung zu klein gewesen, weil bei­spielsweise das Werkstück besonders hart war, dann bewirkt der Dif­ferenzbildner 18, daß die angeschlossene Impulselektronik 13 den Stromflußwinkel für den steuerbaren Halbleiterschalter 16 vergrö­ßert. Dadurch wird die Schlagkraft erhöht. War dagegen die Tiefenän­derung nach dem letzten Schlag zu groß, dann wird von der Impuls­elektronik 13 der Stromflußwinkel zurückgenommen, so daß schließlich die Schlagkraft verringert wird. Dieser Vorgang wiederholt sich lau­fend, bis entweder die vorgegebene maximale Pulszahl der Grenzwert­vorgabe 19 oder die Endmarkierung 24 des Treibers 1 erreicht ist. Als Schutzmaßnahme ist ein Zeitglied 25 vorgesehen, das nach Ablauf einer festeingestellten maximalen Schlagdauer auf den Leistungs­schalter 16 einwirkt und den Eintreibvorgang automatisch beendet. Anstelle des Zeitgliedes 25 ist als Schutzvorrichtung auch ein Schlagzahlbegrenzer einsetzbar. Das ist dann erforderlich, wenn das Befestigungsmittel nicht mehr eingetrieben werden kann, weil es sich beispielsweise verbogen hat und als Folge dessen mit dem Zähler 11 ein tieferes Eindringen des Befestigungsmittels in das Werkstück nicht mehr registriert werden kann.

[0013] Zur Feinjustierung der Eintreibtiefe des Befestigungsmittels ist vorgesehen, daß der Empfänger 6 und der Geber 5 in Schlagrichtung verschiebbar angeordnet sind. Dadurch ist es möglich, das Eintreiben des Befestigungsmittels so zu regulieren, daß es entweder bündig mit der Werkstückoberfläche ist oder aus ihr ein Stück herausragt.

[0014] Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Figur 2 dar­gestellt. Anstelle der Lichtschranke 15 ist hier eine Reflexions­lichtschranke 22 so angeordnet, daß sie Strichmarkierungen auf dem Treiber 1 lesen kann. Das Ausgangssignal dieser Reflexionslicht­schranke wird mit der Steuerelektronik 8 verbunden, die die gleiche Wirkungsweise wie in Figur 1 aufweist, so daß sich eine weitere Beschreibung der Funktion erübrigt. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es auch denkbar, anstelle der Reflexionslichtschranke mehrere lichtempfindliche Sensoren oder magnetempfindliche Sensoren übereinander anzuordnen, die eine festgelegte Position haben und bei Aktivierung ein genaues Positionssignal an die Steuerelektronik 8 abgeben. Die Regelung der Schlagkraft, die von der Impulselektronik eingestellt wird, ist nach einem Erfahrungswert fest eingestellt. Es ist aber auch vorsehbar, daß für besondere Fälle die Impulskraft regelbar eingestellt wird, um die Schlagkraft für besonders empfind­liche Materialien oder besonders harte Materialien variabel zu gestalten.

[0015] Um einen möglichst einfachen und zuverlässigen Aufbau zu erreichen, kann die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung derart ausgestaltet werden, daß der Komparator 17, der Differenzbildner 18 und die Grenzwertvorgabe 19 durch einen maskenprogrammierbaren Speicher ersetzt werden. Der maskenprogrammierbare Speicher enthält für jede Änderung der Eintreibtiefe an seinem Ausgang entsprechende Infor­mationen bereit, mit denen die Schlagstärke geregelt wird.

Ansprüche

1. Schaltungsanordnung für ein elektrisch betriebenes Mehrschlag-Na­gel- oder Klammergerät für Befestigungsmittel oder dergleichen, mit einer über einen Schalter an eine Versorgungsspannungsquelle ange­schlossenen Magnetspule und einem Magnetanker mit einem Treiber, der nach einmaliger Auslösung des Eintreibvorgangs selbsttätig bei Er­reichen einer fest vorgegebenen Eintreibtiefe den Schlagvorgang ab­bricht, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leseeinrichtung (15), vor­zugsweise eine Lichtschranke mit einem Geber (5) und einem Empfänger (6) vorgesehen ist, mittels der die Eindringtiefe des Treibers (1) bestimmbar ist und daß in Abhängigkeit von der Vortriebsänderung des Treibvorganges die Treibenergie für den nächsten Schlag bestimmt wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise auf dem Treiber (1) Markierungen (2) wie Strichmarkie­rungen oder Bohrungen angebracht sind, die mittels der Leseeinrich­tung (15) während des Eintreibens gezählt werden.

3. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­durch gekennzeichnet, daß der Eintreibvorgang bei Erreichen einer Endmarkierung (24) beendet wird.

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­durch gekennzeichnet, daß der Eintreibvorgang beendet wird, wenn eine vorgegebene Anzahl von Markierungen erkannt wurde.

5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­durch gekennzeichnet, daß die Leseeinrichtung (15) in Schlagrichtung verstellbar ist.

6. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­durch gekennzeichnet, daß bei Überschreiten einer maximalen Vor­triebsänderung die Schlagkraft für den Treiber (1) verringert wird.

7. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­durch gekennzeichnet, daß bei Unterschreiten einer minimalen Vor­triebsänderung die Schlagkraft erhöht wird.

8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Schlagkraft durch Änderung des Stromflußwinkels eines steuerbaren Halbleiterschalters (16) vorzugsweise eines Thyristors oder Triacs verändert wird.

9. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­durch gekennzeichnet, daß bei Erreichen der vorgegebenen Eintreib­tiefe eine Anzeige (14), vorzugsweise eine Lampe oder Leuchtdiode eingeschaltet wird.

10. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­durch gekennzeichnet, daß der Eintreibvorgang bei Erreichen einer maximalen Eintreibdauer beendet wird.

11. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Treiber (1) während des Eintreibens das Nachrücken eines nächsten Befestigungsmittels verhindert.

12. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­durch gekennzeichnet, daß die Leseeinrichtung (6) Impulse an einen Zähler (11) liefert, daß ein Komparator (17) bei Überschreitung von vorgegebenen Grenzwerten ein Signal an eine Impulselektronik (13) auslöst, die den Stromflußwinkel des steuerbaren Halbleiterschalters (16) regelt, und daß der Ausgang des steuerbaren Halbleiterschalters (16) einer Magnetspule (4) einen der erforderlichen Schlagkraft entsprechenden Stromimpuls liefert.

13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle des Komparators (17), des Differenzbildners (18) und der Grenzwertvorgabe (19) ein maskenprogrammierbarer Speicher ein­gesetzt wird.

14. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Leseeinrichtung eine Endmarkierung (24) erkennt und einen Resetimpuls für den nächsten Eintreibvorgang auslöst.

Zeichnung