EP0787062B1

EP0787062B1 - Elektroheftgerät

Info

Publication number: EP0787062B1
Application number: EP95936490A
Authority: EP
Inventors: Manfred Kuchenbecker; Reiner TRÄNKNER
Original assignee: Louis Leitz KG
Current assignee: Louis Leitz KG
Priority date: 1994-10-21
Filing date: 1995-10-13
Publication date: 1998-06-03
Anticipated expiration: 2015-10-13
Also published as: ATE166822T1; DE59502434D1; CN1144500A; EP0787062A1; JPH10507975A; DE4437696A1; WO1996012594A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektroheftgerät mit einer in einem Gerätegehäuse angeordneten, vorzugsweise aus einer Batterie gespeisten Steuerschaltung, einem über die Steuerschaltung mit Strom beaufschlagbaren Betätigungsmagneten, und einer in einem Ausstoßkanal eines Klammermagazins geführten, durch den Betätigungsmagneten in einer Hubbewegung zwischen einer oberen Hubanfangslage und einer unteren Hubendlage verschiebbaren Treiberplatte zum Ausstoß von Heftklammern. Unter einer Batterie werden im folgenden galvanische Primärelemente und Sekundärelemente (Akkumulatoren) verstanden.

Bei einem bekannten elektrisch betriebenen Heftgerät dieser Art ist der Betätigungsmagnet als GleichstromLanghubmagnet ausgebildet, der einen starr mit der Treiberplatte verbundenen Tauchanker aufweist. Infolge der durch den Hubanker angetriebenen Abwärtsbewegung der Treiberplatte wird eine im Ausstoßkanal befindliche Heftklammer in den Heftgutstapel eingetrieben und mit ihren Schenkein zu dessen Rückseite hin umgebogen. Hubmagnete erzeugen allgemein zwar eine hohe Anzugskraft, erfordern jedoch einen hohen Erregerstrom, der vor allem im Batteriebetrieb nur schwer zu erzeugen ist und zu einer hohen Belastung der Stromquelle führt. Des weiteren gewährleistet der über die Treiberplatte vermittelte hohe Kraftstoß zwar eine sichere Verheftung auch bei höheren Heftgutstapeln. Der dabei erzeugte knallartige Schlaglärm wird jedoch als störend empfunden.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein vorzugsweise batteriebetriebenes Heftgerät dahingehend zu verbessern, daß bei gutem Wirkungsgrad eine hohe Anzahl von Heftungen erreichbar ist, und daß auch bei unterschiedlichen Heftgutstapelhöhen ein sicheres Durchstoßen und Schließen der Heftklammern bei geringer Lärmentwicklung gewährleistet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Anspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Der Kern der Erfindung liegt darin, daß die bei einem Heftvorgang an der Treiberplatte zu verrichtende Hubarbeit durch eine Anpassung der Geschwindigkeit und/oder der Massen der bewegten Teile in optimierter Weise aufgebracht wird. Um dies auch in konstruktiver Hinsicht besonders einfach zu erreichen, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß der Betätigungsmagnet als Drehmagnet ausgebildet ist, und daß zwischen der eine begrenzte Drehbewegung ausführenden Antriebswelle des Drehmagneten und der Treiberplatte Getriebemittel zur Umwandlung der Drehbewegung in die Hubbewegung angeordnet sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Getriebemittel als Kurvengetriebe ausgebildet, wobei das Kurvengetriebe einen exzentrisch zur Antriebswelle angeordneten und durch deren Drehbewegung in einem begrenzten Schwenkwinkelbereich verschwenkbaren Kulissenstein und eine mit dem Kulissenstein in Eingriff stehende, in der Treiberplatte ausgebildete Schlitzkulisse aufweisen kann. Dadurch läßt sich mit geringem Aufwand eine variable Übersetzung der Drehbewegung in die Hubbewegung verwirklichen. Zudem wird es dadurch möglich, den Drehmagneten mit seiner Antriebswelle senkrecht zu der vertikal verschiebbaren Treiberplatte anzuordnen und damit die Bauhöhe des Heftgeräts im Vergleich zu einem solchen mit vertikaler Hubmagnetanordnung zu verringern.

Eine weitere Möglichkeit zur winkelabhängigen Variation der Bewegungsübertragung des Kurvengetriebes besteht darin, daß die Eingriffstelle des Kulissensteins mit der Schlitzkulisse eine mit dem Schwenkwinkel variierende Exzentrizität bezüglich der Antriebswelle aufweist. Bei zunehmender Exzentrizität steht am Ende des Heftvorgangs das größte Drehmoment zum Antrieb der Treiberplatte zur Verfügung.

Vorteilhafterweise beträgt der Schwenkwinkelbereich bei einem Drehmagneten weniger als 180°, vorzugsweise 80° bis 140°. Zur Übertragung der Schwenkbewegung des Drehmagneten in eine Vorschubbewegung der Treiberplatte kann die Schlitzkulisse eine vorzugsweise durch ihren unteren Begrenzungsrand gebildete, gegen den Kulissenstein andrückbare und von diesem durchlaufene Kulissenkurve aufweisen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Kulissenkurve mehrere bezüglich der Hubrichtung der Treiberplatte mit unterschiedlicher Steigung verlaufende Teilbereiche aufweist. Dadurch ist es möglich, daß der von der Treiberplatte zurückgelegte Hub und die Hubgeschwindigkeit entsprechend dem Verlauf des Heftkraft- bzw. Energiebedarfs eines Heftvorgangs angepaßt wird.

Vorteilhafterweise verläuft die Kulissenkurve in einem von dem Kulissenstein beim Vorschub der Treiberplatte zuerst durchlaufenen Startbereich äquidistant zur Schwenkbahn des Kulissensteins. Dadurch kann beim Einschalten des Erregerstromes der Anker des Drehmagneten leichter in Bewegung gesetzt werden.

Ein hoher Übertragungswinkel und damit eine günstige Bewegungsübertragung bei geringen Querkräften an der Treiberplatte kann dadurch erreicht werden, daß die Kulissenkurve im wesentlichen eben ausgebildet ist und quer zur Hubrichtung der Treiberplatte verläuft.

Vorteilhafterweise ist die Kulissenkurve in einem Anlaufbereich steiler abgeneigt als in einem daran anschließenden Arbeitsbereich. Dadurch läßt sich eine hohe Anfangsgeschwindigkeit der Treiberplatte erzielen, und die dabei gespeicherte kinetische Energie kann anschließend bei geringerer schwenkwinkel-Hubweg-Übersetzung zum Eintreiben und Umformen der Heftklammer genutzt werden.

Zur verlustarmen Bewegungsübertragung kann der Kulissenstein als Rolle ausgebildet sein, die exzentrisch und um ihre Drehachse drehbar an einem drehfest mit der Antriebswelle des Drehmagneten verbundenen Träger gelagert ist.

Vorteilhafterweise dient ein von dem Drehmagneten angetriebenes, vorzugsweise zugleich als Träger für den Kulissenstein ausgebildetes Schwungrad zur Speicherung von Bewegungsenergie.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Drehmagnet einen mit der Antriebswelle drehfest verbundenen, als permanentmagnet ausgebildeten Drehanker aufweist, der unter der Einwirkung des von einer Erregerspule erzeugten Magnetfelds begrenzt drehbar ist. Der Drehanker hat dabei zugleich die Funktion einer Schwungmasse. Zur Vorgabe einer definierten Drehrichtung kann der Drehanker im stromlosen Ruhezustand des Drehmagneten mit seiner Nord-Süd-Achse um einen Vorstellwinkel von 10° bis 30° gegenüber der magnetischen Achse des durch die Erregerspule erzeugten Magnetfelds ausgelenkt sein.

Die Rückstellung der Treiberplatte in die Hubanfangslage kann durch eine Rückstellfeder bewirkt werden. Diese kann als Schraubenzugfeder ausgebildet und in einer Umfangsnut des Schwungrads angeordnet sein.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht bei einem batteriebetriebenen Heftgerät vor, daß die Steuerschaltung einen über einen Ladestromzweig mit der Batterie und über einen Entladestromzweig mit der Erregerwicklung des Drehmagneten verbindbaren Speicherkondensator aufweist. Dadurch wird erreicht, daß unabhängig vom Innenwiderstand der Batterie ein hoher Stromstoß zur Betätigung des Drehmagneten während eines Heftvorgangs erzeugt werden kann. Der hierzu zur Verfügung stehende Energieinhalt des Speicherkondensators kann durch einen im Ladestromzweig angeordneten Gleichspannungswandler, über welchen der Speicherkondensator mit einer gegenüber der Batteriespannung erhöhten Ladespannung beaufschlagbar ist, erhöht werden.

Vorteilhafterweise wird die Beladung des Speicherkondensators durch einen im Ladestromzweig angeordneten, bei Einschub eines Heftgutstapels unter den Ausstoßkanal schließenden Auslösekontakt erst bei Beginn eines Heftvorgangs ausgelöst. Dadurch wird die Batterie auch bei längerem Nichtgebrauch nicht durch Leckstromverluste des Speicherkondensators belastet. Zugleich trägt diese Maßnahme zu einer vereinfachten Gerätebedienung bei.

Die Entladung des Speicherkondensators kann auf schaltungstechnisch einfache Weise durch einen im Entladestromzweig angeordneten, vorzugsweise als Halbleiterschalter, insbesondere als Feldeffekt-Transistor ausgebildeten Erregerstromschalter erfolgen. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Steuerschaltung eine die Ladespannung des Kondensators überwachende Triggerstufe aufweist, die bei Erreichen eines oberen Schwellenwerts der Ladespannung den Erregerstromschalter vorzugsweise für eine vorgegebene Einschaltdauer durchschaltet. Dadurch wird der Heftvorgang selbsttätig ausgeführt und es werden Fehlentladungen bei nicht vollständig aufgeladenem Speicherkondensator insbesondere bei schlechtem Batteriezustand vermieden. Um die Batterie zu schonen und ein unerwunschtes Nachheften zu vermeiden, kann ein Nachladen des Kondensators durch Sperren des Gleichspannungswandlers bis zur erneuten Betätigung des Auslösetasters verhindert werden. Besonders günstig ist es auch, wenn der Schwellenwert der Ladespannung mittels eines den Heftgutstapel abtastenden Stapelhöhenfühlers veränderbar ist. Damit kann die maximale Durchstoßkraft des Treibers an die Stapelhöhe angepaßt werden. Um die bei höheren Heftgutstapeln mit verringertem Anlaufhub aufzubringende Durchstoßkraft an der Treiberplatte zu erreichen, wird der Schwellenwert vorteilhafterweise mit zunehmender Stapelhöhe vorzugsweise progressiv ansteigend stetig oder sprungförmig erhöht.

Vorteilhaft ist es auch, wenn die Batterie als Akkumulatoranordnung ausgebildet ist, und wenn die Akkumulatoranordnung über auf der Außenseite des Gerätegehäuses angeordnete Solarzellen und/oder eine mit einem Netzgerät verbindbare Anschlußbuchse auf ladbar ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: ein Elektroheftgerät mit einem Drehmagneten als Antriebsorgan in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht gemäß der Schnittlinie I-I der Fig. 2;
Fig. 2: eine Frontansicht des Heftgeräts nach Fig. 1;
Fig. 3: eine Detailvergrößerung der Treiberplatte des Heftgeräts nach Fig. 1 und 2;
Fig. 4a: einen Drehmagneten eines Elektroheftgeräts in geschnittener Darstellung;
Fig. 4b: einen Schnitt entlang der Schnittlinie b-b der Fig. 4a;
Fig. 5: einen Schaltplan einer elektrischen Steuerschaltung eines Elektroheftgeräts und
Fig. 6: den Heftkraftverlauf über dem Hubweg der Treiberplatte für zwei verschiedene Heftgutstapelhöhen.

Das in Fig. 1 und 2 dargestellte batteriebetriebene Elektroheftgerät besteht im wesentlichen aus einer rechteckförmigen, an ihrem vorderen Abschnitt eine Amboßplatte 10 und ein Führungsteil 12 tragenden Bodenplatte 14, einem an der Bodenplatte 14 starr abgestützten Klammermagazin 16, einer in einen kopfseitigen Ausstoßkanal 18 des Klammermagazins 16 eingreifenden, zwischen einer oberen Hubanfangslage und einer unteren Hubendlage verschiebbaren Treiberplatte 20 sowie einem über Getriebemittel 22 mit der Treiberplatte 20 gekoppelten, über eine aus einer Batterie 24 gespeiste Steuerschaltung 26 mit Strom beaufschlagbaren Drehmagneten 28. Zur Halterung der einzelnen Baueinheiten dienen seitlich an der Bodenplatte 14 befestigte Stützbügel 30' ,30'' sowie frontseitig angeordnete Montageplatten 32,34. Der gesamte Aufbau ist in einem nicht gezeigten Gerätegehäuse enthalten, welches an der Bodenplatte 14 abnehmbar befestigt ist.

Die Auslösung eines Heftvorgangs erfolgt durch einen in einer Ausnehmung 36 der Bodenplatte teilweise versenkt angeordneten Auslösetaster 38, dessen elektrische Schaltfunktion mittels einer vertikal hervorstehenden Kontaktfeder 40 beim Einschub eines Heftgutstapels in einen zwischen dem Klammermagazin 16 und der Amboßplatte 10 sich erstreckenden Einführspalt 42 auslösbar ist. Beim Heftvorgang treibt die Treiberplatte 20 mit ihrer nach unten weisenden Stirnseite eine im Ausstoßkanal 18 befindliche Heftklammer 47 eines in dem Klammermagazin 16 bereitgestellten Klammerpakets 49 in den Heftgutstapel ein. Zur Einstellung der Heftkraft ist ein als Taster ausgebildeter Stapelhöhenfühler 44 vorgesehen, der mit einer von oben her in den Einführspalt 42 eingreifenden Kontaktfeder 46 bei Überschreiten einer vorgegebenen Heftgutstapelhöhe seinen elektrischen Schaltzustand ändert.

Auf der begrenzt drehbaren Antriebswelle 48 des seinem Aufbau und seiner Funktion nach nachstehend erläuterten Drehmagneten 28 ist ein zugleich als Schwungmasse ausführbares Antriebsrad 50 drehfest angeordnet, welches seinerseits eine Rolle 52 trägt, die exzentrisch und um ihre Drehachse drehbar gelagert ist. Wie in Fig. 3 vergrößert dargestellt, steht die kugelgelagerte Rolle 52 mit einer in der Treiberplatte 20 ausgebildeten Schlitzkulisse 54 in Eingriff und bildet mit dieser zusammen die zur Umwandlung der Drehbewegung des Drehmagneten 28 in die Hubbewegung der Treiberplatte 20 vorgesehenen Getriebemittel 22. Der Kraftfluß erfolgt dabei über die jeweilige Eingriffstelle der Rolle 52 mit der an ihrem unteren Begrenzungsrand 58 berollten Schlitzkulisse 54. Die durch diesen unteren Begrenzungsrand 58 gebildete Kulissenkurve weist im wesentlichen drei Teilbereiche 60,62,64 auf, die bezüglich der Hubrichtung der Treiberplatte 20 mit unterschiedlicher Steigung verlaufen und zu einer unterschiedlichen Übersetzung einer Drehwinkeländerung des Antriebsrads 50 in eine Hubänderung der Treiberplatte 20 führen. In dem beim Vorschub der Treiberplatte 20 zuerst durchlaufenen Startbereich 60 verläuft die Kulissenkurve etwa äquidistant zur Führungsbahn der Rolle 52, so daß hier kein oder wenig Hub erzeugt wird. Im nachfolgenden Anlaufbereich 62 ist die Kulissenkurve steiler geneigt als in dem daran anschließenden Arbeitsbereich 64, in welchem somit bezüglich einer gegebenen Dreh- bzw. Schwenklageänderung der Rolle 52 der größte Teilhub erzeugt wird. Dabei ist noch zu berücksichtigen, daß dem durch die Steigung der Kulissenkurve vorgegebenen nichtlinearen Drehwinkel-Hub-Verlauf eine weitere Nichtlinearität aufgrund der in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Antriebsrads 50 sinusförmig verlaufenden vertikalen Lageänderung der Rolle 52 überlagert ist. Durch die Variationsmöglichkeit der Kubwegerzeugung mittels der Formgestaltung der Kulissenkurve ist es auf einfache Weise möglich, das am Drehmagneten 28 zur Verfügung stehende Antriebsmoment hinsichtlich des weiter nachstehend erläuterten Kraft- bzw. Energiebedarfs beim Heftvorgang optimal auszunutzen.

Der in Fig. 4a und b dargestellte Drehmagnet 28 weist eine Erregerspule 66 auf, die ein etwa U-förmiges, den bei Bestromung der Erregerspule 66 erzeugten magnetischen Fluß führendes Erregerjoch 68 umgibt. An den Schenkelenden des Erregerjochs 68 sind Polschuhe 70 ausgebildet, die mit halbzylindrisch-konkaven Begrenzungsflächen 72 gegeneinander weisen. In dem dadurch gebildeten Zylinderraum befindet sich ein mit geringem Spiel bezüglich der Polschuhe 70 drehbar gelagerter Drehanker 74 als Antriebsorgan. Der Drehanker 74 besitzt einen zwischen einem vorderen und hinteren Lagerdeckel 76,78 gelagerten, mit der Antriebswelle 48 drehfest verbundenen, vorzugsweise nichtmagnetischen Trägerkern 80 und einen den Trägerkern 80 umgebenden, dauermagnetischen Magnetmantel 82. Der Magnetmantel 82 ist mit einer definierten, entlang einer Durchmesserlinie verlaufenden Nord-Süd-Achse vormagnetisiert und im dargestellten stromlosen Ruhezustand des Drehmagneten 28 um einen Vorstellwinkel µ von etwa 20° gegenüber der magnetischen Achse des an den Polschuhen 70 erzeugten Magnetfeldes ausgelenkt. Im Einschaltzustand des Drehmagneten 28 ist die Erregerspule 66 so gepolt, daß der Drehanker 74 aufgrund der auftretenden magnetischen Abstoßung bzw. Anziehung zwischen den Polschuhen 70 und dem Magnetmantel 82 aus seiner Ausgangslage heraus in Vorstellrichtung weitergedreht wird. Der dabei erreichbare maximale Dreh- bzw. Schwenkwinkel beträgt demnach 180° minus dem Vorstellwinkel.

Die Rückführung des Drehankers 74 in seine Ausgangslage und damit die Rückstellung der Treiberplatte 20 in die Hubanfangslage kann durch Umpolung der Erregerspule 66 oder durch eine Rückstellfeder 84 bewirkt werden. Gemäß Fig. 1 ist die vorgesehene Rückstellfeder 84 als Schraubenzugfeder in einer Umfangsnut des Antriebsrads 50 angeordnet und mit ihren Enden am Antriebsrad 50 und an einem auch zur Führung der Treiberplatte 20 dienenden Schraubbolzen 86' befestigt.

Zur Ablaufsteuerung eines Heftvorgangs ist die in Fig. 5 gezeigte Steuerschaltung 26 vorgesehen. Die Spannungsversorgung erfolgt hier aus mehreren seriengeschalteten Akkumulatoren 86, die über Solarzellen 88 und eine mit einem Netzgerät verbindbare Anschlußbuchse 90 wieder-aufladbar sind. Um die zur Betätigung des Drehmagneten 28 erforderliche hohe Stromstärke bei nicht vernachlässigbarem Innenwiderstand der Akkumulatoren 86 erzeugen zu können, ist ein im Zentrum von Fig. 5 gezeigter Speicherkondensator 92 vorgesehen. Der Speicherkondensator 92 liegt an seinem einen Anschluß auf Masse und ist an seinem anderen Anschluß einerseits über einen Ladestromzweig 94 mit der Spannungsquelle und andererseits über einen Endladestromzweig 96 mit der Erregerspule 66 des Drehmagneten 28 verbindbar.

Im Ladestromzweig 94 ist der beim Einschub eines Heftgutstapels schließende Auslösekontakt 38 und ein diesem nachgeschalteter, getakteter Sperrwandler 97 angeordnet. Der Sperrwandler 97 besteht aus einer Drossel 98 und einem über einen als Oszillator arbeitenden Operationsverstärker 100 festfrequent getakteten Halbleiterschalter 102. Bei geschlossenem Auslösekontakt 38 fließt während der Leitphase des Halbleiterschalters 102 Strom durch die Drossel 98, wobei in deren Magnetfeld magnetische Energie gespeichert wird. Während der Sperrphase des Schalters 102 wird diese gespeicherte Energie in Form eines kurzen Stromstoßes mit einer gegenüber der Versorgungsspannung erhöhten Spannung auf den Speicherkondensator 92 übertragen. Dieser wird somit "portionsweise" aufgeladen. Eine vorzeitige Entladung wird durch eine dem Kondensator 92 im Ladestromzweig 94 vorgeschaltete, zur Versorgungsseite hin sperrende Diode 104 verhindert.

Die Entladung des Speicherkondensators 92 und die damit verbundene Betätigung des Drehmagneten 28 geschieht in der Leitphase eines im Entladestromzweig 96 angeordneten, zu der Erregerspule 66 seriell geschalteten Erregerstromschalters 106, welcher als Feldeffekt-Transistor ausgebildet ist. Die Ansteuerung des Erregerstromschalters 106 erfolgt während des Heftvorgangs durch eine Triggerstufe 108, die bei Erreichen eines oberen Schwellenwerts der Ladespannung des Speicherkondensators 92 selbsttätig anspricht. Dazu weist die Triggerstufe 108 einen Operationsverstärker 112 auf, dessen nicht-invertierender Eingang 110 über einen Widerstand 114 mit Masse und in Abhängigkeit von der Schaltstellung des Stapelhöhenfühlers 44 über eine oder beide der seriengeschalteten Z-Dioden 116,118 mit dem mit der Ladespannung beaufschlagten Anschluß des Speicherkondensators 92 verbunden ist. Bei geschlossenem Schalter 44 (geringe Heftgutstapelhöhe) schaltet der Operationsverstärker 112 somit durch, wenn die Ladespannung die Durchbruchspannung der Z-Diode 116 übersteigt, während bei offenem Schalter 44 (hoher Heftgutstapel) die Durchschaltung erst erfolgt, wenn die Ladespannung die Summe der Durchbruchspannungen der Z-Dioden 116,118 übersteigt. Nach erfolgter Durchschaltung des Operationsverstärkers 112 hält dieser seinen Schaltzustand über den Rückkoppelzweig 120 aufrecht. Der Ausgang des Operationsverstärkers 112 ist auch mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 100 verbunden (Verbindung 122), so daß dessen Gegenkopplung beim Ansprechen der Triggerschaltung 108 aktiviert und infolgedessen ein erneutes Nachladen des Speicherkondensators 92 während eines Heftvorgangs verhindert wird.

Das Ausgangssignal der Triggerstufe 108 wird über eine nachgeordnete Impulsformerstufe 124 für eine begrenzte Zeitdauer auf die Steuerelektrode des Erregerstromschalters 106 geschaltet. Während der Durchschaltzeit des Erregerstromschalters 106 wird der Speicherkondensator 92 über die Erregerspule 66 entladen.

Wie in Fig. 6 gezeigt, weist bei einem Heftvorgang der Heftkraftverlauf F an der Treiberplatte 20 in Abhängigkeit vom Hubweg S verschiedene charakteristische Abschnitte auf. Eine anfängliche Kraftspitze A tritt beim Abtrennen der Heftklammer 47 aus dem Klammerpaket 49 auf. Dann erfolgt ein erneuter Kraftanstieg B beim Eindringen der Klammer 47 in den Heftgutstapel, wobei das Maximum C beim Auftreffen der Klammerschenkel auf die Amboßplatte 10 erreicht wird. Wie für einen höheren Heftgutstapel durch die obere Kurve in Fig. 6 veranschaulicht, hängt sowohl der Beginn des Anstiegs B als auch die Höhe des Maximums C von der Heftgutstapelhöhe ab. Der abschließende steile Kraftanstieg D tritt am Ende der Klammerverformung beim Schließen der Klammerschenkel auf. Die optimale Ausnutzung des Energieinhalts des Speicherkondensators 92 bzw. der Erregerspule 66 zur Erzeugung der erforderlichen Heftkraft wird durch die Getriebemittel 22 erreicht. Während der Startphase, d.h. deim Durchlauf der Rolle 52 durch den startbereich 60 der Kulissenkurve, wird die Schwungmasse des Antriebsrads 50 ohne Huberzeugung beschleunigt. Beim nachfolgenden Druchlauf des Anlaufbereichs 62 wird bis zum Eintreiben der Heftklammer 47 kinetische Energie in den bewegten Massen gespeichert. Bei hohem Trägheitsmoment des Antriebsrads 50 ist es dazu günstig, eine große Drehwinkeländerung bei kurzem Hubweg der Treiberplatte 20 zu erreichen. Deshalb ist die Kulissenkurve im Anlaufbereich 62 steiler geneigt als im daran anschließenden Arbeitsbereich 60, in welchem die gespeicherte Bewegungsenergie zur Aufbringung der erforderlichen hohen Heftkraft genutzt wird. Grundsätzlich ist es auch möglich, bei anderer Verteilung der bewegten Massen, etwa bei schwererer Treiberplatte 20, eine modifizierte Kulissenkurve vorzusehen, um den zur anfänglichen Speicherung von Bewegungsenergie günstigsten Bewegungsablauf zu erzielen.

Zusammenfassend ist folgendes festzustellen: Die Erfindung bezieht sich auf ein batteriebetriebenes Elektroheftgerät, mit einer in einem Gerätegehäuse angeordneten, aus der Batterie 86 gespeisten steuerschaltung 26, einem über die Steuerschaltung 26 mit Strom beaufschlagbaren Drehmagneten 28, und einer in einem Ausstoßkanal 18 eines Klammermagazins 16 geführten, durch den Drehmagneten 28 in einer Hubbewegung zwischen einer oberen Hubanfangslage und einer unteren Hubendlage verschiebbaren Treiberplatte 20 zum Ausstoß von Heftklammern. Zwischen der eine begrenzte Drehbewegung ausführenden Antriebswelle 48 des Drehmagneten 28 und der Treiberplatte 20 sind Getriebemittel 22 zur Umwandlung der Drehbewegung in die Hubbewegung angeordnet. Als Getriebemittel 22 sind bevorzugt eine mittels der Antriebswelle 48 verschwenkbare Rolle 52 und eine mit der Rolle 52 in Eingriff stehende, in der Treiberplatte 20 ausgebildete Schlitzkulisse 54 vorgesehen.

Claims

Elektroheftgerät, mit einer in einem Gerätegehäuse angeordneten, vorzugsweise aus einer Batterie (86) gespeisten Steuerschaltung (26), einem über die Steuerschaltung (26) mit Strom beaufschlagbaren Betätigungsmagneten (28), und einer in einem Ausstoßkanal (18) eines Klammermagazins (16) geführten, durch den Betätigungsmagneten (28) in einer Hubbewegung zwischen einer oberen Hubanfangslage und einer unteren Hubendlage verschiebbaren Treiberplatte (20) zum Ausstoß von Heftklammern (47), dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsmagnet (28) als Drehmagnet ausgebildet ist, und daß zwischen der eine begrenzte Drehbewegung ausführenden Antriebswelle (48) des Drehmagneten und der Treiberplatte (20) Getriebemittel (22) zur Umwandlung der Drehbewegung in die Hubbewegung angeordnet sind.
Elektroheftgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebemittel (22) als Kurvengetriebe ausgebildet sind.
Elektroheftgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurvengetriebe einen exzentrisch zur Antriebswelle (48) angeordneten und durch deren Drehbewegung in einem begrenzten Schwenkwinkelbereich verschwenkbaren Kulissenstein (52) und eine mit dem Kulissenstein (52) in Eingriff stehende, in der Treiberplatte (20) ausgebildete Schlitzkulisse (54) aufweist.
Elektroheftgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffstelle des Kulissensteins (52) mit der Schlitzkulisse (54) eine mit dem Schwenkwinkel variierende, vorzugsweise zunehmende Exzentrizität bezüglich der Antriebswelle (48) aufweist.
Elektroheftgerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der schwenkwinkelbereich weniger als 180°, vorzugsweise 80° bis 140° beträgt.
Elektroheftgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzkulisse (54) eine vorzugsweise durch ihren unteren Begrenzungsrand (58) gebildete, gegen den Kulissenstein (52) andrückbare und von diesem unter Vorschub der Treiberplatte (20) durchlaufene Kulissenkurve aufweist.
Elektroheftgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulissenkurve mehrere bezüglich der Hubrichtung der Treiberplatte (20) mit unterschiedlicher Steigung verlaufende Teilbereiche (60, 62,64) aufweist.
Elektroheftgerät nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulissenkurve in einem von dem Kulissenstein (52) beim Vorschub der Treiberplatte (20) zuerst durchlaufenen Startbereich (60) äquidistant zur Schwenkbahn des Kulissensteins (52) verläuft.
Elektroheftgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulissenkurve im wesentlichen eben ausgebildet ist und quer zur Hubrichtung der Treiberplatte (20) verläuft.
Elektroheftgerät nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulissenkurve in einem Anlaufbereich (62) steiler geneigt ist als in einem daran anschließenden Arbeitsbereich (64).
Elektroheftgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kulissenstein (52) als exzentrisch und um ihre Drehachse drehbar an einem drehfest mit der Antriebswelle (48) des Drehmagneten (28) verbundenen Träger (50) gelagerte Rolle ausgebildet ist.
Elektroheftgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 11, gekennzeichnet durch ein von dem Drehmagneten (28) angetriebenes, vorzugsweise zugleich als Träger (50) für den Kulissenstein (52) ausgebildetes Schwungrad.
Elektroheftgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Klammermagazin (16) starr am Gerätegehäuse abgestützt ist.
Elektroheftgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehmagnet (28) einen mit der Antriebswelle (48) drehfest verbundenen, als permanentmagnet ausgebildeten Drehanker (74) aufweist, der unter der Einwirkung des von einer Erregerspule (66) erzeugten Magnetfelds begrenzt drehbar ist.
Elektroheftgerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehanker (74) im stromlosen Ruhezustand des Drehmagneten mit seiner Nord-Süd-Achse um einen Vorstellwinkel µ von 10° bis 30° gegenüber der magnetischen Achse des durch die Erregerspule (66) erzeugten Magnetfeldes ausgelenkt ist.
Elektroheftgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch eine Rückstellfeder (84) zur Rückführung der Treiberplatte (20) in die Hubanfangslage.
Elektroheftgerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder (84) als Schraubenzugfeder ausgebildet und in einer Umfangsnut des Schwungrads angeordnet ist.
Elektroheftgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (26) einen über einen Ladestromzweig (94) mit der Batterie (86) und über einen Entladestromzweig (96) mit der Erregerwicklung (66) des Drehmagneten (28) verbindbaren Speicherkondensator (92) aufweist.
Elektroheftgerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherkondensator (92) über einen im Ladestromzweig (94) angeordneten Gleichspannungswandler (97) mit einer gegenüber der Batteriespannung erhöhten Ladespannung beaufschlagbar ist.
Elektroheftgerät nach Anspruch 18 oder 19, gekennzeichnet durch einen im Ladestromzweig (94) angeordneten, bei Einschub eines Heftgutstapels unter den Ausstoßkanal (18) schließenden Auslösekontakt (38).
Elektroheftgerät nach einem der Ansprüche 18 bis 20, gekennzeichnet durch einen im Entladestromzweig (96) angeordneten, vorzugsweise als Halbleiterschalter, insbesondere als Feldeffekt-Transistor ausgebildeten Erregerstromschalter (106).
Elektroheftgerät nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (26) eine die Ladespannung des Speicherkondensators (92) überwachende Triggerstufe (108) aufweist, die bei Erreichen eines oberen Schwellenwerts der Ladespannung den Erregerstromschalter (106) vorzugsweise für eine vorgegebene Einschaltdauer durchschaltet, und die zugleich ein Nachladen des Speicherkondensators (92) durch Sperren des Gleichspannungswandlers (97) bis zur erneuten Betätigung des Auslösetasters (38) verhindert.
Elektroheftgerät nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellenwert der Ladespannung mittels eines den Heftgutstapel abtastenden Stapelhöhenfühlers (44) veränderbar ist.
Elektroheftgerät nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellenwert mit zunehmender Stapelhöhe vorzugsweise progressiv ansteigend stetig oder sprungförmig erhöhbar ist.
Elektroheftgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Batterie (86) als Akkumulatoranordnung ausgebildet ist, und daß die Akkumulatoranordnung über auf der Außenseite des Gerätegehäuses angeordnete Solarzellen (88) und/oder eine mit einem Netzgerät verbindbare Anschlußbuchse (90) wiederaufladbar ist.