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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-08-23
(45)【発行日】2022-08-31
(54)【発明の名称】固定工具
(51)【国際特許分類】
   B25C 1/06 20060101AFI20220824BHJP
【FI】
B25C1/06
【請求項の数】 13
(21)【出願番号】P 2020567810
(86)(22)【出願日】2019-05-29
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2021-09-24
(86)【国際出願番号】 EP2019063924
(87)【国際公開番号】W WO2019233843
(87)【国際公開日】2019-12-12
【審査請求日】2020-12-04
(31)【優先権主張番号】18176197.4
(32)【優先日】2018-06-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(73)【特許権者】
【識別番号】591010170
【氏名又は名称】ヒルティ アクチエンゲゼルシャフト
【住所又は居所原語表記】Feldkircherstrasse 100, 9494 Schaan, LIECHTENSTEIN
(74)【代理人】
【識別番号】100123342
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 承平
(72)【発明者】
【氏名】ティロ ディットリッヒ
(72)【発明者】
【氏名】チャフィック アブ アントゥン
(72)【発明者】
【氏名】トーマス シュペアフェヒター
【審査官】城野 祐希
(56)【参考文献】
【文献】特開昭49-019470(JP,A)
【文献】中国実用新案第201300400(CN,Y)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B25C 1/06
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
留め具を基板(被打ち込み材)内に打ち込むための固定工具であって、留め具を保持するためのホルダと、前記ホルダに保持された留め具を固定軸に沿って前記基板内に搬送するための打ち込み要素と、前記打ち込み要素を前記固定軸に沿って前記留め具に向かって駆動するためのドライブと、を備え、前記ドライブ、電気コンデンサと、前記打ち込み要素に配置されたかご形回転子と、前記コンデンサの急速放電中に、電流が流れ、前記打ち込み要素を前記留め具に向かって加速する磁場を生成する励起コイルと、を備え、前記固定工具、前記コンデンサの前記急速放電中に前記励起コイルを流れる前記電流のエネルギー量を制御する制御ユニットを有し、前記制御ユニットが、1つ以上の制御変数に基づいて、前記コンデンサの前記急速放電中に前記励起コイルを流れる前記電流の前記エネルギー量を制御し、前記固定工具は、ユーザによって調整できる操作要素を有し、前記1つ以上の制御変数は、前記操作要素の調整を含む、固定工具。
【請求項2】
前記急速放電の開始時に前記コンデンサが充電電圧で充電され、前記制御ユニットが、前記充電電圧を制御する、請求項1に記載の固定工具。
【請求項3】
前記固定工具が、周囲エリアの及び/又は固定工具の、特に前記励起コイルの温度を検出するための手段を有し、前記1つ以上の制御変数が、前記検出された温度を含む、請求項に記載の固定工具。
【請求項4】
前記コンデンサの充電電圧が、前記検出された温度が高くなるほど高くなる、請求項に記載の固定工具。
【請求項5】
前記固定工具が、前記コンデンサの静電容量を検出するための手段を有し、前記1つ以上の制御変数が、前記検出された静電容量を含む、請求項のいずれか1項に記載の固定工具。
【請求項6】
前記固定工具が、前記固定工具の機械的負荷変数、特に前記固定工具の加速度を検出するための手段を有し、前記1つ以上の制御変数が、前記検出された機械的負荷変数を含む、請求項のいずれか1項に記載の固定工具。
【請求項7】
前記固定工具が、前記基板への前記留め具の打ち込み深さを検出するための手段を有し、前記1つ以上の制御変数が、前記検出された打ち込み深さを含む、請求項のいずれか1項に記載の固定工具。
【請求項8】
前記打ち込み要素が、前記留め具の前記基板内への前記搬送中に反転位置に移動し、次いで反対方向に移動し、前記打ち込み深さを検出するための前記手段が、前記打ち込み要素の前記反転位置を検出するための手段を備える、請求項に記載の固定工具。
【請求項9】
前記固定工具が、前記打ち込み要素の速度を検出するための手段を有し、前記1つ以上の制御変数が、前記検出された速度を含む、請求項のいずれか1項に記載の固定工具。
【請求項10】
前記打ち込み要素の速度を検出するための手段が、前記打ち込み要素が前記留め具に向かって移動している間に第1の位置を通過する際の第1の時点を検出するための手段と、前記打ち込み要素が前記留め具に向かって移動している間に第2の位置を通過する際の第2の時点を検出するための手段と、前記第1の時点と前記第2の時点との間の時間差を検出するための手段と、を備える、請求項に記載の固定工具。
【請求項11】
前記操作要素が、調整ホイール及び/又はスライダを備える、請求項1~10のいずれか1項に記載の固定工具。
【請求項12】
前記固定工具が、前記留め具の特性変数を検出するための手段を有し、前記1つ以上の制御変数が、前記検出された特性変数を含む、請求項11のいずれか1項に記載の固定工具。
【請求項13】
前記留め具の前記特性変数が、前記留め具のタイプ及び/又は範囲、特に長さ及び/又は直径、及び/又は材料を含む、請求項12に記載の固定工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、留め具を基板(被打ち込み材)に打ち込むための固定工具に関する。
【背景技術】
【0002】
そのような固定工具は通常、留め具用のホルダを有し、ホルダからホルダ内に保持された留め具を固定軸に沿って基板内に搬送する。このため、打ち込み要素は、ドライブによって固定軸に沿って留め具に向かって駆動される。
【0003】
特許文献1は、打ち込み要素用のドライブを備えた固定工具を開示している。ドライブは、電気コンデンサとコイルとを有する。打ち込み要素を駆動するために、コンデンサはコイルを介して放電され、それによってローレンツ力が打ち込み要素に作用し、その結果、打ち込み要素が釘に向かって移動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】米国特許第6,830,173号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の目的は、高効率及び/又は良好な固定品質が保証される、前述のタイプの固定工具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この目的は、留め具を基板(被打ち込み材)に打ち込むための固定工具によって達成され、固定工具は、留め具を保持するためのホルダと、ホルダに保持された留め具を固定軸に沿って基板内に搬送するための打ち込み要素と、打ち込み要素を固定軸に沿って留め具に向かって駆動するためのドライブと、を備え、ドライブは、電気コンデンサと、打ち込み要素上に配置されたかご形回転子と、コンデンサの急速放電中に、電流が流れ、打ち込み要素を留め具に向かって加速する磁場を生成する励起コイルと、を備え、固定工具は、コンデンサの急速放電中に励起コイルを流れる電流のエネルギー量を制御する制御ユニットを有する。制御ユニットは、好ましくは、コンデンサの急速放電中に励起コイルを流れる電流のエネルギー量を無段階に調整する。
【0007】
本発明において、コンデンサは、電荷及び関連するエネルギーを電界に貯蔵する電気構成要素を意味するものとして理解されるべきである。特に、コンデンサは、2つの導電性電極を有し、両電極が異なって帯電すると、その間に電界が形成される。本発明において、留め具は、例えば、釘、ピン、クランプ、クリップ、スタッド、特にねじ付きボルトなどを意味するものとして理解されるべきである。
【0008】
本発明の有利な態様では、急速放電の開始時にコンデンサが充電電圧で充電され、制御ユニットが、充電電圧を制御する、ことを特徴とする。コンデンサは、好ましくは、急速放電前に充電プロセスで充電され、充電プロセスは、制御ユニットによって制御される。
【0009】
有利な態様では、制御ユニットが、1つ以上の制御変数に基づいて、コンデンサの急速放電中に励起コイルを流れる電流のエネルギー量を制御する、ことを特徴とする。
【0010】
特に有利な態様では、固定工具が、周囲エリアの及び/又は固定工具の温度を検出するための手段を有し、1つ以上の制御変数が、検出された温度を含む、ことを特徴とする。検出された温度は、好ましくは、励起コイルの温度である。同様に好ましくは、コンデンサの急速放電中に、コンデンサの充電電圧は、検出された温度が高くなるほど高く設定される。これにより、温度上昇に伴う励起コイルのオーミック抵抗の増大を補償することを可能にする。
【0011】
更に特に有利な態様では、固定工具が、コンデンサの静電容量を検出するための手段を有し、1つ以上の制御変数が、検出された静電容量を含む、ことを特徴とする。これにより、コンデンサの経年劣化に伴う静電容量の減少を補償することが可能になる。代替的又は追加的に、コンデンサの製造中の静電容量の製造変動を補償することが可能である。
【0012】
更に特に有利な態様では、固定工具が、固定工具の機械的負荷変数を検出するための手段を有し、1つ以上の制御変数が、検出された機械的負荷変数を含む、ことを特徴とする。検出される負荷変数は、好ましくは、固定工具の加速度である。これにより、設定プロセスのエネルギーが過剰又は不十分な場合に、後続の設定プロセスに対する固定エネルギーを再調整することを可能にする。
【0013】
更に特に有利な態様では、固定工具が、基板への留め具の打ち込み深さを検出するための手段を有し、1つ以上の制御変数が、検出された打ち込み深さを含む、ことを特徴とする。これにより、設定プロセスのエネルギーが過剰又は不十分な場合に、後続の設定プロセスに対する固定深さを再調整することを可能にする。打ち込み要素は、好ましくは、留め具の基板内への搬送中に反転位置に移動し、次いで反対方向に移動し、打ち込み深さを検出するための手段は、打ち込み要素の反転位置を検出するための手段を含む。
【0014】
更に特に有利な態様では、固定工具が、打ち込み要素の速度を検出するための手段を有し、1つ以上の制御変数が、検出された速度を含む、ことを特徴とする。これにより、設定プロセスのエネルギーが過剰又は不十分な場合に、後続の設定プロセスに対する固定エネルギーを再調整することを可能にする。打ち込み要素の速度を検出するための手段は、好ましくは、打ち込み要素が留め具に向かって移動している間に第1の位置を通過する際の第1の時点を検出するための手段と、打ち込み要素が留め具に向かって移動している間に第2の位置を通過する際の第2の時点を検出するための手段と、第1の時点と第2の時点との間の時間差を検出するための手段と、を備える。
【0015】
更に特に有利な態様では、固定工具が、ユーザによって調整できる操作要素を有し、1つ以上の制御変数が、操作要素の調整を含む、ことを特徴とする。操作要素は、好ましくは、調整ホイール及び/又はスライダを含む。
【0016】
更に特に有利な態様では、固定工具が、留め具の特性変数を検出するための手段を有し、1つ以上の制御変数が、検出された特性変数を含む、ことを特徴とする。これにより、固定エネルギーを、それぞれの留め具の要件に適合させることが可能になる。留め具の特性変数は、好ましくは、留め具のタイプ及び/又は範囲及び/又は材料を含む。特に好ましくは、留め具の特性変数は、留め具の長さ及び/又は直径を含む。
【0017】
本発明は、図面中で複数の実施例で示されている。
【図面の簡単な説明】
【0018】
図1】固定工具の縦断面図である。
図2】固定工具の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
図1は、図示されていない基板(被打ち込み材)に留め具を打ち込むための手持ち固定工具10を示している。固定工具10は、スタッドガイドとして形成されたホルダ20を有し、ここに、釘として形成された留め具30が(図1の左側に)固定軸Aに沿って基板に打ち込まれるために保持されている。留め具をホルダに供給する目的で、固定工具10は、留め具がストア内に個別に、又は留め具ストリップ50の形態で保持されて、ホルダ20に1つずつ搬送されるマガジン40を備える。この目的のために、マガジン40は、特に示されていない、バネ仕掛け供給要素を有する。固定工具10は、ピストンプレート70及びピストンロッド80を含む打ち込み要素60を有する。打ち込み要素60は、留め具30をホルダ20から固定軸Aに沿って基板内に搬送するために提供される。そのプロセスでは、打ち込み要素60は、そのピストンプレート70で、固定軸Aに沿ってガイドシリンダ95で案内される。
【0020】
打ち込み要素60は、その一部が、ピストンプレート70上に配置されたかご形回転子90、励起コイル100、軟磁性フレーム105、スイッチング回路200、及び内部抵抗が5mΩのコンデンサ300を備えるドライブによって駆動される。かご形回転子90は、好ましくはリング状、特に好ましくは円形リング状の、低電気抵抗の、例えば銅製の要素からなり、例えば、ホルダ20とは反対側を向くピストンプレート70の側部上のピストンプレート70に、はんだ付けされ、溶接され、接着接合され、クランプされ、又は形状適合方式で結合されて、締結される。図示されていない実施例では、ピストンプレート自体が、かご形回転子として形成されている。スイッチング回路200は、事前に充電されたコンデンサ300の急速放電を引き起こし、それによってフレーム105に組み込まれた励起コイル100を通して流れる放電電流を伝導するために提供される。フレームは、好ましくは、少なくとも1.0Tの飽和磁束密度、及び/又は最大10S/mの実効比電気伝導率を有し、その結果、励起コイル100によって生成される磁場がフレーム105によって増強され、フレーム105内の渦電流は抑制される。
【0021】
打ち込み要素60(図1)の準備完了位置では、打ち込み要素60は、かご形回転子90が励起コイル100から少し離れたところに配置されるように、ピストンプレート70で、特に示されていないフレーム105のリング状の凹部に入る。その結果、励起コイルを流れる電気励起電流の変化によって生成される励起磁場は、かご形回転子90を通過し、その一部が、かご形回転子90に、リング状に循環する二次電流を誘導する。増大し、したがって変化するこの二次電流は、次いで励起磁場に対抗する二次磁場を生成し、その結果、かご形回転子90はローレンツ力を受け、それによって励起コイル100によって反発されて、打ち込み要素60をホルダ20とその中に保持された留め具30とに向けて駆動する。
【0022】
固定工具10は、ドライブが保持されるハウジング110と、トリガとして形成された操作要素130を備えたハンドル120と、充電式バッテリとして形成された電気エネルギー貯蔵器140と、制御ユニット150と、トリップスイッチ160と、接触圧力スイッチ170と、フレーム105上に配置された温度センサ180として形成された励起コイル100の温度を検出するための手段と、制御ユニット150を電気エネルギー貯蔵器140、トリップスイッチ160、接触圧力スイッチ170、温度センサ180、スイッチング回路200、及びコンデンサ300にそれぞれ接続する電気接続ライン141、161、171、181、201、301と、を更に備える。図示されていない実施例では、固定工具10は、電気エネルギー貯蔵器140の代わりに、又は電気エネルギー貯蔵器140に加えて、電力ケーブルによって電気エネルギーを供給される。制御ユニットは、好ましくはプリント回路基板上で相互接続されて1つ以上の電気制御回路、特に1つ以上のマイクロプロセッサを形成する、電子構成要素を備える。
【0023】
固定工具10が(図1の左側上に)示されていない基板に対して押し付けられると、特に示されていない接触圧力要素が、接触圧力スイッチ170を操作し、その結果、接続ライン171によって接触圧力信号を制御ユニット150に送信する。これにより、制御ユニット150をトリガしてコンデンサ充電プロセスを開始し、ここで、コンデンサ300を充電するために、電気エネルギーが、接続ライン141によって電気エネルギー貯蔵器140から制御ユニット150に、且つ、接続ライン301によって制御ユニット150からコンデンサ300に伝導される。この目的のために、制御ユニット150は、電気エネルギー貯蔵器140からの電流をコンデンサ300のための適切な充電電流に変換する、特に示されていないスイッチングコンバータを備える。コンデンサ300が充電され、打ち込み要素60が図1に示されるその準備完了位置にあるとき、固定工具10は準備完了状態にある。コンデンサ300の充電は、固定工具10を基板に対して押し付けることによってのみ実施されるので、エリアの人々の安全性を高めるために、設定プロセスは、固定工具10が基板に対して押し付けられたときのみに実行可能になる。図示されていない実施例では、制御ユニットは、固定工具がオンにされるときに、又は固定工具が基板から持ち上げられるときに、又は先行する打ち込みプロセスが完了するときに、コンデンサ充電プロセスをすでに開始している。
【0024】
操作要素130が、例えば、ハンドル120を保持している手の人差し指を使用して引っ張られることで、固定工具10が準備完了状態で操作されると、操作要素130はトリップスイッチ160を操作し、その結果、接続ライン161によってトリップ信号が制御ユニット150に送信される。これにより、制御ユニット150をトリガしてコンデンサ放電プロセスを開始し、ここで、コンデンサ300に貯蔵された電気エネルギーが、コンデンサ300が放電されることによって、スイッチング回路200を用いてコンデンサ300から励起コイル100に伝導される。
【0025】
このために、図1に概略的に示されるスイッチング回路200は、2つの放電ライン210、220を備え、これらは、コンデンサ300を励起コイル200に接続し、これらのうちの少なくとも1つの放電ライン210は、通常開である放電スイッチ230によって遮断される。スイッチング回路200は、励起コイル100及びコンデンサ300と電気発振回路を形成する。この発振回路の前後の発振、及び/又はコンデンサ300の負の充電は、ドライブの効率に悪影響を及ぼす可能性があり得るが、フリーホイールダイオード240を用いて抑制することができる。放電ライン210、220は、例えば、はんだ付け、溶接、ねじ込み、クランプ、又は形状適合接続によって、いずれの場合も、ホルダ20に面するコンデンサ300の端部側360上に配置されたコンデンサ300の電気接点370、380によって、コンデンサ300の1つの電極310、320に電気的に接続される。放電スイッチ230は、好ましくは、高電流強度の放電電流をスイッチングするのに適した、例えば、サイリスタとして形成される。加えて、放電ライン210、220は、互いに小さな距離にあるので、それらによって誘導される寄生磁場は可能な限り低くなる。例えば、放電ライン210、220は、組み合わされてバスバーを形成し、適切な手段、例えば、保持デバイス又はクランプによって一緒に保持される。図示されていない実施例では、フリーホイールダイオードは、放電スイッチと電気的に並列に接続されている。図示されていない更なる実施例では、フリーホイールダイオードは回路内にはない。
【0026】
コンデンサ放電プロセスを開始する目的で、制御ユニット150は、接続ライン201によって放電スイッチ230を閉じ、その結果、高電流強度のコンデンサ300の放電電流が、励起コイル100を流れる。急速に上昇する放電電流は、かご形回転子90を通過する励起磁場を誘導し、その一部が、かご形回転子90内に、リング状に循環する二次電流を誘導する。増大するこの二次電流は、次いで励起磁場に対抗する二次磁場を生成し、その結果、かご形回転子90はローレンツ力を受け、それによって励起コイル100によって反発されて、打ち込み要素60をホルダ20とその中に保持された留め具30とに向けて駆動する。打ち込み要素60のピストンロッド80が留め具30の、特に示されていないヘッドに接触するとすぐに、留め具30は、打ち込み要素60によって基板内に打ち込まれる。打ち込み要素60の過剰な運動エネルギーは、打ち込み要素60がピストンプレート70と共にブレーキ要素85に対して移動し、それが停止するまでブレーキ要素85によりブレーキがかけられることによって、ばね弾性及び/又は減衰材料、例えばゴムで作られたブレーキ要素85によって吸収される。次いで、打ち込み要素60は、特に示されていないリセットデバイスによって、準備完了位置にリセットされる。
【0027】
コンデンサ300、特にその重心は、固定軸A上の打ち込み要素60の後ろに配置されるが、ホルダ20は、打ち込み要素60の前に配置される。したがって、固定軸Aに関して、コンデンサ300は、打ち込み要素60に対して軸方向にオフセットされた方法で、及び打ち込み要素60と半径方向にオーバーラップするように配置されている。その結果、一方では、長さが短い放電ライン210、220を実現することができ、その結果、それらの抵抗を低減することができるため、ドライブの効率を高めることができる。一方、固定工具10の重心と固定軸Aとの間に、わずかな距離を実現することができる。その結果、打ち込みプロセス中に固定工具10が反動した場合の傾斜(角度)モーメントは小さい。図示されていない実施例では、コンデンサは、打ち込み要素の周りに配置されている。
【0028】
電極310、320は、例えば、キャリアフィルム330のメタライゼーションによって、特に蒸着によって、固定軸Aと一致する巻線軸の周りに巻かれたキャリアフィルム330の両側に配置される。図示されていない実施例では、電極を備えたキャリアフィルムは、巻線軸に沿って通路が残るように巻線軸の周りに巻かれている。特に、この場合、コンデンサは、例えば、固定軸の周りに配置されている。キャリアフィルム330は、1500Vのコンデンサ300の充電電圧で、2.5μm~4.8μmの膜厚を有し、3000Vのコンデンサ300の充電電圧で、例えば9.6μmの膜厚を有する。図示されていない実施例では、キャリアフィルムは、その一部が、層として上下に配置された2つ以上の個別のフィルムからなる。電極310、320は、50Ω/□のシート抵抗を有する。
【0029】
コンデンサ300の表面は、円筒、特に円柱の形状をしており、その円柱軸は、固定軸Aと一致している。巻線軸方向のこの円柱の高さは、巻軸に垂直に測定して、その直径と実質的に同じサイズである。シリンダの直径に対する高さの比が小さいため、コンデンサ300の比較的高い静電容量に対する低内部抵抗、及びとりわけ、固定工具10のコンパクト構造が実現される。コンデンサ300の低内部抵抗はまた、電極310、320の大きなライン断面によって、特に電極310、320の厚い層厚によって実現され、ここでは、自己回復効果、及び/又はコンデンサ300の耐用年数に対する層厚の影響を考慮に入れるべきである。
【0030】
コンデンサ300は、減衰要素350によって減衰されるように、固定工具10の残りの部分に取り付けられている。減衰要素350は、固定軸Aに沿った固定工具10の残りの部分に対するコンデンサ300の動きを減衰させる。減衰要素350は、コンデンサ300の端部側360上に配置され、端部側360を完全に覆う。結果として、キャリアフィルム330の個々の巻線は、固定工具10の反動による均一な負荷を受ける。この場合、電気接点370、380は、端面360から突出し、減衰要素350を通過する。このために、それぞれの場合の減衰要素350は、電気接点370、380が突出するためのクリアランスを有する。接続ライン301はそれぞれ、コンデンサ300と、固定工具10の残りの部分との間の相対的な動きを補償するために、詳細には示されていない、ひずみ緩和及び/又は拡張ループを有する。図示されていない実施例では、更なる減衰要素が、コンデンサ上に、例えば、ホルダとは反対側に面するコンデンサの端部側上に配置される。次いで、コンデンサは、好ましくは、2つの減衰要素間にクランプされ、すなわち、減衰要素は、プレストレスでコンデンサを支える。図示されていない更なる実施例では、接続ラインは、コンデンサからの距離が増大するにつれて連続的に減少する剛性を有する。
【0031】
図2は、図示されていない基板に留め具を打ち込むための固定工具の電気回路図400を示しており、固定工具は図示されていない。固定工具は、図示されていないハウジングと、図示されていない操作要素付きハンドルと、図示されていないホルダと、図示されていないマガジンと、図示されていない打ち込み要素と、打ち込み要素用のドライブと、を有する。ドライブは、打ち込み要素上に配置された図示されていないかご形回転子と、励起コイル410と、図示されていない軟磁性フレームと、スイッチング回路420と、コンデンサ430と、充電式バッテリとして設計された電気エネルギー貯蔵器440と、及び例えばDC/DCコンバータとして設計されたスイッチングコンバータ451を備えた制御ユニット450と、を備える。スイッチングコンバータ451は、電気エネルギー貯蔵器440に電気的に接続された低電圧側ULVと、コンデンサ430に電気的に接続された高電圧側UHVとを有する。
【0032】
スイッチング回路420は、事前に充電されたコンデンサ430の急速放電を引き起こし、それによって励起コイル410を通して流れる放電電流を伝導するために設けられる。この目的のために、スイッチング回路420は、2つの放電ライン421、422を含み、それらはコンデンサ430を励起コイル420に接続し、それらの少なくとも1つの放電ライン421は、通常開である放電スイッチ423によって遮断される。フリーホイールダイオード424は、励起コイル410及びコンデンサ430を備えたスイッチング回路420によって形成された発振回路の前後の過度の発振を抑制する。
【0033】
固定工具が基板に対して押し付けられると、制御ユニット450は、コンデンサ充電プロセスを開始し、ここで、電気エネルギーが、コンデンサ430を充電するために、電気エネルギー貯蔵器440から制御ユニット450のスイッチングコンバータ451に、且つ、スイッチングコンバータ451からコンデンサ430に伝導される。そのプロセスでは、スイッチングコンバータ451は、例えば22Vの電圧で、電気エネルギー貯蔵器440からの電流を、例えば1500Vの電圧で、コンデンサ430のための適切な充電電流に変換する。
【0034】
図示されていない作動要素の作動によってトリガされると、制御ユニット450は、コンデンサ放電プロセスを開始し、ここで、コンデンサ430に貯蔵された電気エネルギーが、コンデンサ430が放電されることによって、スイッチング回路420を用いてコンデンサ430から励起コイル410に伝導される。コンデンサ放電プロセスを開始する目的で、制御ユニット450は、放電スイッチ430を閉じ、その結果として、高電流強度のコンデンサ430の放電電流が、励起コイル410を流れる。結果として、図示されていないかご形回転子は、ローレンツ力を受け、励起コイル410によって反発され、打ち込み要素を駆動する。打ち込み要素は、図示されていないリセットデバイスによって、準備完了位置にリセットされる。
【0035】
コンデンサ430の急速放電中に励起コイル410を流れる電流のエネルギー量は、コンデンサ430に印加される充電電圧(UHV)が、コンデンサ充電プロセス中及び/又はその終了時に、並びに急速放電の開始前に設定されるという点で、制御ユニット450によって、特に無段階に制御される。充電されたコンデンサ430に貯蔵された電気エネルギー、したがってコンデンサ430の急速放電中に励起コイル410を流れる電流のエネルギー量もまた、充電電圧に比例して、したがって充電電圧によって制御することができる。コンデンサは、充電電圧UHVが設定点値に到達するまでに、コンデンサ充電プロセス中に充電される。次いで、充電電流がオフになる。例えば寄生効果により、急速放電の前に充電電圧が減少した場合、充電電圧UHVが再び設定点値に到達するまで、充電電流が再びオンになる。
【0036】
制御ユニット450は、複数の制御変数に基づいて、コンデンサ430の急速放電中に励起コイル410を流れる電流のエネルギー量を制御する。この目的のために、固定工具は、励起コイル410の温度を検出するための温度センサ460として設計された手段と、例えば、計算プログラム470として設計され、コンデンサ充電プロセス中の充電電流の電流強度及び電圧のプロファイルからコンデンサの静電容量を計算する、コンデンサの静電容量を検出するための手段と、を備える。固定工具は、固定工具の機械的負荷変数を検出するための加速度センサ480として設計された手段を更に備える。固定工具は、基板への留め具の打ち込み深さを検出するための手段を更に備え、この手段は、例えば、図示されていない打ち込み要素の反転位置を含む、光学的、容量性、又は誘導性の近接センサ490である、近接センサ490を備える。固定工具は、打ち込み要素が留め具に向かって移動している間に第1の位置を通過する際の第1の時点を検出するための第1の近接センサ500として設計された手段を有する、打ち込み要素の速度を検出するための手段と、打ち込み要素が留め具に向かって移動している間に第2の位置を通過する際の第2の時点を検出するための第2の近接センサ510として設計された手段と、第1の時点と第2の時点との間の時間差を検出するための計算プログラム520として設計された手段と、を更に備える。固定工具は、ユーザが調整できる操作要素530と、打ち込まれる留め具の特性変数を検出するためのバーコードリーダー540として設計された手段と、を更に備える。
【0037】
制御ユニット450がコンデンサ430の急速放電中に励起コイル410を流れる電流のエネルギー量を制御することが依存する制御変数には、温度センサ460によって検出温度、及び/又は計算プログラム470によって計算されたコンデンサの静電容量、及び/又は加速度センサ480によって検出された固定工具の負荷変数、及び/又は近接センサ490によって検出された留め具の打ち込み深さ、及び/又は計算プログラム520によって計算された打ち込み要素の速度、及び/又はユーザによって調整された操作要素530の調整、及び/又はバーコードリーダー540によって検出された留め具の特性変数、が含まれる。
【0038】
本発明は、図面に示されている一連の実施例、及び図示されていない実施例を使用して説明されてきた。様々な実施例の個別の特徴は、それらが矛盾しないという前提で、個別に、又は互いに任意の所望の組み合わせで、適用可能である。本発明による固定工具はまた、他の用途にも使用できることに留意されたい。

図1
図2