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PATENTANSPRÜCHE
1. Gaserzeugender Einsatz für ein durch Treibgas anzutreibendes Werkzeug, der einen Kunststoffmantel mit nicht-kreisförmigem Querschnitt aufweist, welcher eine an beiden Enden offene, mit Ni trozellulosetreibstoffgefüllte Kammer umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass sie Nitrozellulose im wesentlichen im natürlich vorkommenden, unbehandelten Zustand ist und in lockerer Form in der Kammer angeordnet ist.
2. Einsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Nitrozellulosetreibstoff einen für das Zünden von aussen mittels eines Funkens oder eines geheizten Drahtes ausreichend grossen Oberflächenbereich aufweist.
3. Einsatz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Treibstoff nitrierte Nitrozellulosefasern aufweist, die in derart lokkerer, so wenig zusammengepresster Form in der Kammer angeordnet sind, dass eine rasche Verbrennung des gesamten Fasermaterials gewährleistet ist.
4. Einsatz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Treibstoff eine filzige Masse aus Nitrozellulosefasern aufweist.
5. Einsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffmantel plastisch verformbar ist und einen im wesentlichen dreieckigen Querschnitt hat.
6. Verfahren zur Herstellung des Einsatzes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer mit dem lockeren Nitrozellulosematerial gefüllt wird, wobei dieses in einem nicht zündbaren, feuchten Zustand ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer mit einer lockeren Masse aus Nitrozellulosefasern gefüllt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Nitrozellulosematerial nach dem Einfüllen in der Kammer getrocknet wird.
9. Verwendung von Einsätzen nach Anspruch 5 für den Betrieb eines Perkussionswerkzeugs zum Treiben von Befestigungsmitteln, wobei die Einsätze mittels einer Zufuhrvorrichtung in seitlicher Richtung der Zündkammer des Werkzeugs zugeführt und aus dieser entfernt werden, die Zündkammer des Werkzeugs einen den Mantel des Einsatzes haltenden Zündbügel hat und mit einer hinter ihr liegenden zweiten Kammer kommuniziert, in der eine Funkenstrecke oder ein Glühdraht einer Zündvorrichtung angeordnet ist, mittels der bzw.
dem der Nitrozellulosetreibstoff in der Kammer des Einsatzes ohne ein zusätzliches Zündmittel unmittelbar zündbar ist.
10. Verwendung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen der zweiten Kammer des verwendeten Werkzeugs und die Dichte des Nitrozellulosetreibstoffs in den Kammern der Einsätze so gewählt wird, dass der nach der Zündung erzeugte Spitzengasdruck eine für das Werkzeug zulässige Höhe nicht überschreitet.
Die Erfindung betrifft einen gaserzeugenden Einsatz für ein durch Treibgas anzutreibendes Werkzeug gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, ein Verfahren zu dessen Herstellung und eine Verwendung des Einsatzes.
Mit Treibgas angetriebene Werkzeuge dienen insbesondere zum Einschlagen von Befestigungsmitteln, wie Nägeln, Stiften, Bolzen und dgl. in ein Werkstück. Man unterscheidet Werkzeuge, bei denen der Druck des Treibgases unmittelbar auf das Befestigungsmittel wirkt und solche, bei denen der Druck auf einen Kolben wirkt. Bei den ersteren wird das Befestigungsmittel wie eine Pistolenkugel mit hoher Geschwindigkeit direkt auf ein Werkstück geschossen. Bei den letzteren, die man auch als Perkussionswerkzeuge bzw. Schlagwerkzeuge bezeichnet, übt der vom Treibgas angetriebene Kolben einen Schlag auf das Befestigungsmittel aus. Der Kolben kann an seinem vorderen Ende auch einen Bearbeitungsteil tragen, der einen Schlag unmittelbar auf ein Werkstück ausübt.
Beispiele von solchen gasbetriebenen Perkussionswerkzeugen sind in den US-Patentschriften Nr. 3514026 und Nr. 3283657 sowie den Nr. britischen Patentschriften Nr. 1036224 und Nr. 1074195 beschrieben.
Das in der US-PS Nr. 3514026 beschriebene Perkussionswerkzeug ist vom sog. Öffenkammertyp und für die Verwendung mit dem erfindungsgemässen Einsatz besonders gut geeignet. Dieses Werkzeug ermöglicht einen Repetiervorgang (ähnlich einem Mehrladegewehr), wobei eine Reihe von Einsätzen nacheinander in die Zündkammer geführt und gezündet wird. Dieses Werkzeug ist einfach und billig herstellbar und sein Betrieb ist verhältnismässig billig. Die Repetitionswirkungsweise erspart gegenüber den bekannten Einzelschusswerkzeugen nicht nur Arbeit sondern ermöglicht auch eine hohe Produktionsgeschwindigkeit, beispielsweise beim Einschlagen oder Eintreiben von Befestigungsmitteln im Baugewerbe.
Eines der Hauptprobleme der gegenwärtig erhältlichen, gasbetriebenen Werkzeuge zum Einschlagen von Befestigungsmitteln sind die relativ hohen Kosten der gaserzeugenden Einsätze. Eine handels übliche gaserzeugende Patrone kostet gegenwärtig ca. 15 Rappen, obwohl solche Patronen in grossen Mengen für das Baugewerbe verkauft werden. Einer der Gründe für diesen hohen Preis sind die Herstellungskosten der üblichen, aus Metall bestehenden, an einem Ende geschlossenen Patronenhülsen. Ein weiterer Grund sind die relativ hohen Kosten für die Herstellung des Schiesspulvertreibstoffs, der gegenwärtig für ungefähr Fr. 3.30 pro kg in Barrels mit einem Gewicht von 45 kg verkauft wird.
Wegen der hohen Kosten der Patronen beschränkt sich die Verwendung solcher durch Treibgas angetriebener Werkzeuge gegenwärtig praktisch ausschliesslich auf industrielle Zwecke, z.B. auf das Einschlagen bzw. Eintreiben von Stiften in Beton u. dgl., wobei die hohen Kosten der Patronen wirtschaftlich für diese besondere industrielle Anwendung gerechtfertigt sind.
Um die hohen Kosten des verarbeiteten, für Pistolen und Werkzeuge gebrauchten Treibstoffs zu verringern, wurde in der Vergangenheit versucht, verschiedene Sorten von weniger kostspieligen Treibstoffen zu verwenden. Zum Beispiel wurde in den Siebzigerjahren des neunzehnten Jahrhunderts gewöhnliche Schiessbaumwolle in natürlicher, faseriger Form in geschlossenen Patronen für Pistolen verwendet. Dieses Material wurde jedoch wegen seiner äusserst hohen Brenngeschwindigkeit, die übermässig hohe, oft den Pistolenlauf zersprengende Spitzendrücke erzeugte, bald aufgegeben. Zur Reduktion dieser zu raschen Brenngeschwindigkeit wurden die Schiessbaumwollfasern später in feste Formen und Kügelchen zusammengepresst, um die übermässig grosse Brennoberfläche und entsprechend die übermässig hohen Spitzendrücke beim Abbrennen zu verringern.
Dies machte es jedoch schwierig, das zusammengepresste Material zu zünden, so dass ein Zündsprengstoff verwendet werden musste, um das zusammengepresste Material aufzubrechen und dann das auseinandergebrochene Material zu zünden.
In einer späteren Phase der Entwicklung wurden die Schiessbaumwollfasern mit verschiedenen Bindematerialien kombiniert, um strukturelle Integrität zu erhalten und um eine Kontrolle über die Brenngeschwindigkeiten und die Spitzendrücke beim Abbrennen zu erlauben. Es hat sich jedoch als schwierig herausgestellt, durch diese Art des Binderverfahrens eine gleichmässige, ballistische Leistung zu erhalten und die Herstellungskosten für diesen Treibstoff wurden durch die Verfahrensschritte erheblich erhöht. Ein Zündsprengstoff war ebenfalls erforderlich, um den im Binder fest gewordenen Treibstoff aufzubrechen und eine Zündung zu ermöglichen.
Noch später wurde für die Herstellung des Treibstoffs die Schiessbaumwolle oder aus anderen pflanzlichen Fasern erhaltene Nitrozellulose in Partikel gleichmässiger Grösse zermahlen und kolloidal in geeigneten Bindern suspendiert. Die Binder wurden zu Einsätzen oder kleinen Lörnern geformt oder extrudiert. Natürlich hatte dieses Verfahren den Erfolg, dass die Gleichmässigkeit der Einsätze sichergestellt war, wobei das Verfahren es erlaubt, Treibstoffeinsätze mit kontrollierten und gleichmässigen Breuncharakteristiken und Drükken hervorzubringen. Dementsprechend wurden Varianten dieser
Art der Herstellung von Treibstoffen seither verwendet und sie werden auch noch heute gebraucht. Damit diese kontrollierten Brenncharakteristiken und die Brenngleichmässigkeit erhalten werden kann, sind jedoch verhältnismässig hohe Verfahrenskosten für die Herstellung dieses Treibstoffs erforderlich und die Patronen oder Einsätze erfordern auch die Verwendung einer eingebauten oder kombinierten Zündladung zum Auseinanderbrechen des Treibstoffs und Zünden der Partikel.
Daraus ist also ersichtlich, dass der Gebrauch von Schiessbaumwolle oder anderen Nitrozelluloseerzeugnissen in Form von verhältnismässig losen Fasern oder in anderer ausgebreiteter Form wegen deren zu raschem Abbrennen und zu hohen Spitzendrücken zum Gebrauch als Treibstoff vor über hundert Jahren aufgegeben wurde.
Wesentlich teurer war seine Verwendung in späterer Zeit in verarbeiteter Form, entweder kolloidal in einem Bindemittel suspendiert und geformt oder in kompakten Partikeln zusammengepresst und mit einer Zündladung kombiniert oder auf andere Weise so verarbeitet, dass die zu rasche Brenngeschwindigkeit und die zu hohen Spitzendrücke eingeschränkt sind.
Beim besonders die zündbaren, einen Gasdruck erzeugenden Einsätze für Werkzeuge betreffenden Stand der Technik wurden Anstrengungen gemacht, um hülsenlose Einsätze zu verwenden, indem Schiessbaumwollkugeln (zusammengepresste Partikel), die einen Zündsprengstoff enthalten, um die Kugeln aufzubrechen und die Partikel zu zünden, verwendet wurden. Wie oben beschrieben, haben sich solche Einsätze jedoch als verhältnismässig teuer erwiesen. Zudem verhalten sich diese Einsätze ungleichenmässig beim Zünden und hinterlassen einen Rückstand nach dem Abbrennen.
Zusätzliche Anstrengungen wurden unternommen, um die hohen Kosten für die Patronen zu vermindern, indem in üblicher Weise geschlossene, zylindrische Patronenhülsen aus Kunststoff statt aus Metall verwendet wurden. Diese Anstrengungen wurden jedoch aufgegeben, hauptsächlich deswegen, weil das Entfernen der Hülsen nach dem Abfeuern wegen der übermässigen Verformung der Kunststoffwände schwierig ist.
Weitere Anstrengungen wurden schliesslich gemacht, um flüssige Treibstoffe zum Antreiben solcher Werkzeugs zu verwenden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass dadurch die Kosten des Werkzeuge stark ansteigen, da zusätzliche Vorrichtungen zum Aufnehmen, Dosieren und Zünden des flüssigen Treibstoffs erforderlich sind.
Ein Einsatz der eingangs genannten Art, der einen Kunstoffmantel mit nicht-kreisförmigem Querschnitt aufweist, welcher eine an beiden Enden offene, mit Nitrozellulosetreibstoff gefüllte Kammer umfasst, ist aus der CH-PS Nr. 590110 bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten und billigeren Einsatz dieser Art zu schaffen, und die Nachteile der bisher verwendeten Treibstoffe zu vermeiden.
Der erfindungsgemässe Einsatz, durch den diese Aufgabe gelöst wird, ist Gegenstand des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1; bevorzugte Ausführungsarten des Einsatzes sind in den Ansprüchen 2 bis 5 umschrieben. Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung des Einsatzes ist Gegenstand des Anspruchs 6, bevorzugte Ausführungsarten sind in den Ansprüchen 7 und 8 umschrieben. Die erfindungsgemässe Verwendung der Einsätze und eine bevorzugte Verwendung sind ferner Gegenstand der Ansprüche 9 und 10.
Da der Treibstoff weder fest zusammengepresst noch mit einem Bindemittel gebildet ist, ist kein Zündsprengstoff für das Aufbrechen und Zünden erforderlich, der Treibstoff kann unmittelbar durch einen Glühdraht oder den Funken einer Funkenstrecke einer im Werkzeug angeordneten Zündvorrichtung gezündet werden. Weil als Treibstoff unverarbeitete Nitrozellulose, insbesondere unverarbeitete Nitrozellulosefaser verwendet wird, werden die Kosten eines Einsatzes auf weniger als einen Drittel der Kosten für einen der bisher üblichen Einsätze herabgesetzt.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben.
Fig. list eine perspektivische Ansicht eines Gaserzeugungseinsatzes nach der Erfindung,
Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch den Einsatz,
Fig. 3 zeigt an einem Band befestigte oder zusammenhängende Einsätze,
Fig. 4 zeigt eine Variante der an einem Band angebrachten Einsätze,
Fig. 5 zeigt ein Magazin zum Halten der an einem Band befestigten Einsätze,
Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht einer Variante des Einsatzes,
Fig. 7 zeigt ein Werkzeug mit Treibgasantrieb,
Fig. 8 zeigt einen Schnitt nach der Linie 8-8 in Fig. 7, und
Fig. 9 zeigt eine Zündvorrichtung für das Werkzeug.
Fig. 1 und 2 zeigen einen erfindungsgemässen Gaserzeugungseinsatz 10 mit offener Kammer für das Werkzeug 12 mit Treibgasantrieb und offener Kammer nach den Fig. 7 bis 9. Der Einsatz 10 hat einen äusseren, hohlen Kunststoffmantel 14 mit einheitlichem, nicht kreisförmigem Querschnitt, der dazu geeignet ist, als Verschluss an einer offenen Kammer zu wirken. Bei diesem Beispiel hat der Mantel einen bevorzugten, im wesentlichen gleichseitig dreieckigen Querschnitt und weist drei Seitenwände 16 auf, die aussen zylindrisch mit übereinstimmendem Krümmungsradius gekrümmt sind. Wie aus der folgenden Beschreibung hervorgeht, kann der erfindungsgemässe Einsatz auch einen anderen Quesrchnitt haben, der zur Verschlusswirkung an einer offenen Kammer eines Werkzeugs geeignet ist.
In Längsrichtung erstreckt sich durch den Mantel 14 an seiner mittleren Längsachse eine Treibstoffkammer 18. Die dargestellte Kammer hat kreisförimigen Querschnitt, kann aber auch einen dreieckigen Querschnitt, wie in Fig. 6 dargestellt, oder einen anderen gewünschten Querschnitt haben. Die Treibstoffkammer 18 ist an den Enden des Mantels 14 offen, wie dargestellt. Die Füllung der Treib stoffkammer besteht aus einem Treibstoff 20, z.B. aus im wesentlichen nicht zusammengepressten Nitrozellulosefasern.
Die offenen Enden der Treibstoffkammer 18 können unbedeckt sein. Die Enden der Kammer können jedoch durch brennbare Dichtungen aus Papier oder anderem brennbaren Material bedeckt sein, wobei diese an den Enden des Mantels 14 angeklebt oder auf andere Weise befestigt sind, wie in der US-Patentanmeldung S.N.
Nr. 570909 beschrieben ist.
Wie allgemein oben ausgeführt, ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Treibstoffeinsatz mit den niedrigst möglichen Kosten zu schaffen, der aus billigem, reichlich vorhandenem Material hergestellt ist. Diese Ziele werden erreicht durch bevorzugte Verwendung eines äusseren Mantels oder einer Hülse 10 (14), aus billigem Kunststoffmaterial, die rasch in grosser Anzahl geformt werden kann, indem ihr Querschnitt in grossen Längen längs extrudiert wird und die einzelnen Einheiten quer abgeschnitten werden. Für den Treibstoff wird vorzugsweise im wesentlichen nicht oder nur leicht zusammengepresstes nitriertes, faseriges Nitrozellulosematerial verwendet, das gewöhnliche Schiessbaumwollfasern aufweisen kann, deren Gebrauch wie oben erläutert im 19. Jahrhundert aufgegeben wurde.
Für den Treibstoff können auch viele andere, reichlich vorhandene Arten von pflanzlichen Fasern verwendet werden, die durch bekannte chemische Nitrierverfahren ähnlich wie Schiessbaumvolle behandelt werden können, um ebenso leicht entzündbar und brennbar zu sein. Solches natürliches, faseriges Zellulosematerial ist in reichlichen Mengen überall in der Welt erhältlich, wobei seine Kosten einen Bruchteil der gegenwärtigen Kosten des verarbeiteten Schiesspulvers der üblicherweise in Treibstoffeinsätzen verwendeten Arten betragen.
Wie bekannt, haben solche Fasern, wenn sie trocken und lediglich lose zusammengepresst sind, einen äusserst grossen, der Luft ausgesetzten Oberflächenbereich und sind deswegen leicht entzündbar bzw. brennbar. In der Tat war die äusserst hohe Brenngeschwindigkeit und die durch das Verbrennen solcher loser Schiessbaumwolle entsprechend hohen Spitzendrücke genau der Grund, weswegen deren Gebrauch als Treibstoff in üblichen Patronen mit geschlossenem Ende aufgegeben wurde, da wie oben erläutert, der derartige, frühere Gebrauch zum Brechen und Bersten der Pistolenläufe führte.
Die Tatsache jedoch, dass die Mäntel 10 der Einsätze an beiden En den offen und nicht wie bei üblichen Patronenhülsen an einem Ende geschlossen sind, und dass die Einsätze in einer offenen Zündkammer und nicht in einer üblichen, geschlossenen Kammer verwendet werden, ermöglicht die Verwendung des sehr billigen und reichlich vorhandenen Treibstoffs, wogegen dieser in den üblicherweise erhältlichen Pistolen und Werkzeugen aus Sicherheitsgründen nicht verwendet werden könnte.
Zudem erlaubt die im wesentlichen nicht zusammengepresste Form des Treibstoffs, wie im folgenden beschrieben, eine Zündung ohne einen Zündstoffmittels eines einfach in der Zündkammer des Werkzeugs erzeugten Funkens, Glühdrahts oder Lichtbogens. Die Elimination der Notwendigkeit eines explosiven Zündmittels und die Vereinfachung der Zündvorrichtung reduziert weiter die Kosten sowohl fürden Einsatz wie auch für das anzutreibende Werkzeug, wodurch die wirtschaftliche Brauchbarkeit des Werkzeugs sowohl für Industrie und Gewerbe als auch für den Hausgebrauch verbessert wird.
Wie der Fachmann auf dem Gebiet der, Treibstoffe erkennen wird, bestimmt die Masse oder gesamte Menge der Fasern im Treibstoffeinsatz die bei der Verbrennung verfügbare, gesamte Energie und den gesamten Wärmeinhalt, wogegen das Mass des Zusammendrückens der Fasern 20 innerhalb der Öffnung des Mantels 10 den brennbaren Oberflächenbereich und dementsprechend die Brenngeschwindkeit und die erzeugten Spitzendrücke bestimmt. Dementsprechend wird sowohl die Masse des im Einsatz verwendeten Treibstoffs 20 als auch das Mass seines Zusammengepresstseins oder seiner Lokkerheit bis zu einem gewissen Grad variiert in Abhängigkeit von der Grösse des Werkzeugs, des angetriebenen Elements sowie der Art und des Materials des Werkstücks.
Jedoch wird, wie aus dem vorhergehenden ersichtlich, der Treibstoff stets in verhältnismässig nicht oder nur leicht zusammengepresster Form verwendet, so dass er durch einen separat erzeugten Funken oder Glühdraht zündbar ist, wodurch die besten Eigenschaften des Werkzeugs mit offener Kammer mit den niedrigen Kosten des faserigen Nitrozellulosetreibstoffs und dem dreieckigen Kunststoffmantel mit offener Kammer kombiniert werden.
Wie oben erwähnt, ist der Gaserzeugungseinsatz 10 der Verwendung in dem Werkzeug 12 mit Treibgasantrieb mit offener Kammer nach den Fig. 7 bis 9 angepasst. Dieses Werkzeug 12 ist abgesehen von den Mitteln zum Zünden des Einsatzes und einem Magazin für Befestigungsmittel, mit dem das Werkzeug 12 versehen ist, demjenigen Werkzeug gleich, das in der weiter vorne erwähnten US-Patentschrift Nr. 3514026 beschrieben ist, und hat, wie in dieser Patentschrift erwähnt, einen Verschlussmechanismus nach der älteren US Patentschrift Nr. 2865126. Demgemäss ist es unnötig, die Einzelheiten des Werkzeugs 12 eingehend zu beschreiben.
Es genügt zu sagen, dass das Werkzeug einen hinteren Verschlussmechanismus 24 der offenen Kammer hat, in welchem die Einsätze 10 gezündet werden, um ein unter Druck stehendes Treibgas zu erzeugen, und vorn einen Zylinder oder Lauf 26 hat, der einen Kolben 28 enthält, der unter der Wirkung des Treibgasdruckes einen Arbeitshub in Vorwärtsrichtung im Zylinder ausführt. Eine Feder 30 führt den Kolben nach dem Schuss an das hintere Ende seiner Arbeitshubstrecke zurück. Der Kolben 28 hat vorn einen Stössel 32 kleineren Durchmessers, der vorn in einer Hülse 34 des Laufes 26 gleitet. Das vordere Ende dieser Hülse ist offen.
Nach Fig. 8 hat der Verschlussmechanismus 24 einen Verschlusszylinder 36, der in einem Verschlussrahmen 38 drehbar ist, welcher einen Handgriff 40 und einen Zündbügel 42 aufweist. Der Zylinder 36 enthält Kammern 44, die quer durch den Umfang des Zylinders hindurch und an den Enden durch das vordere und hintere Zylinderende hindurch offen sind. Der Querschnitt dieser Kammern ist demjenigen des Gaserzeugungseinsatzes 10 angepasst. Im Handgriff 40 sind Magazine 46,48 zur Aufnahme einer Anzahl Einsätze 10. Die oberen Enden dieser Magazine haben Zufuhröffnungen zum Zylinder 36, Federn 50 in den unteren Enden der Magazine drücken die Einsätze durch diese Öffnungen an den Zylinder. Die Magazine haben oben zugängliche Eingangsöffnungen, die durch Klappdeckel 52, 54 verschlossen sind und durch welche Öffnungen die Einsätze 10 in die Magazine eingesetzt werden.
Jede Zylinderkammer 44 ist in Richtung des Pfeiles in Fig. 8 in eine Zufuhr-, eine Schiess- und eine Ausstossstellung drehbar. In der Zufuhrstellung fluchten die Kammern mit den Zufuhröffnungen zu den Magazinen 46.48, wie die beiden unteren Kammern in Fig. 8, um die Zufuhrbewegung der Einsätze 10 von den Magazinen in die Kammern auf die Weise zu ermöglichen, die in der US-Patentschrift Nr.2865126 beschrieben ist. In ihrer Schiessstellungbeflndet sich jede Zylinderkammer 44 unterhalb des Zündbügels 42 und ist an ihrer Oberseite durch diesen geschlossen, wie an der oberen Kammer in Fig. 8 ersichtlich. In dieser Schiessstellung fluchtet jede Zylinderkammer axial mit einem Durchlass 56 und ist vorwärts zu diesem hin offen, der Durchlass 56 führt zum hinteren Ende des Laufes oder Zylinders 26 für den Kolben.
Eine Drehungjeder Kammer 44 aus ihrer Schiessstellung in die Zufuhrstellung erfolgt über die Ausstossstellung, in welcher die Kammer mit einer Ausstossöffnung 58 des Verschlussrahmens 38 fluchtet.
Zum Verschlussmechanismus 24 gehört ein üblicher (nicht dargestellter) von einem Auslöser betätigter Mechanismus mit einem Abzug 60 zum schrittweisen Drehen des Zylinders 36 in die Zufuhr-, Schiess- und Ausstossstellung der Zylinderkammer. Jede Betätigung des Abzugs 60 dreht eine Kammer, die einen Einsatz 10 enthält, aus der Zufuhrstellung in die Schiessstellung, in welcher der Einsatz auf die noch zu beschreibende Art gezündet wird, und dreht eine andere Kammer aus der Schiessstellung über die Ausstossstellung, in welcher der Mantel 14 des zum Schiessen gebrauchten Einsatzes ausgestossen wird, wieder in die Zufuhrstellung zur Aufnahme eines neuen Einsatzes.
Das Werkzeug 12 kann eine elektrische Zündvorrichtung 60 (Fig. 9) haben, um die Einsätze 10 in Schiessstellung zu zünden. Diese Zündvorrichtung umfasst einen elektrischen Treibstoffzünder 62, der im Verschlussrahmen 38 hinter dem Verschlusszylinder 36 an der Achse des Verschlussdurchlasses 56 befestigt ist, so dass er sich in Zündlage in Bezug auf den Treibstoff 20 eines in Schiessstellung in der Zylinderkammer 44 befindlichen Einsatzes befindet. Dieser Zünder wird wirksam, wenn er eingeschaltet wird, um den ausgebreiteten Treibstoff des Einsatzes in Schiessstellung durch das hintere offene Ende des Mantels 14 des Einsatzes hindurch zu zünden. Der Zünder 62 kann ein Funken, Glühdraht, oder ein anderes Zündmittel sein, das zum Zünden des Treibstoffes des Einsatzes geeignet ist. In der vorliegenden Beschreibung wird angenommen, dass der Zünder ein Glühdraht ist.
Der Zünder kann z.B. auch ein Funkenerzeuger nicht elektrischer Art sein.
Der Glühdrahtzünder 62 in Fig. 9 wird durch einen Zündstromkreis 64 mit Energie versorgt, der einen Auslöseschalter 66, einen Sicherheitsschalter 68 und eine Batterie 70 enthält, die mit dem Zünder in Reihe geschaltet sind, wie Fig. 10 zeigt. Der Auslöseschalter 66 ist ein in Ruhelage offener Schalter, welcher im Verschlussrahmen 38 montiert ist, um durch einen auf den Auslöser 60 ausgeübten Druck geschlossen zu werden und eine Verschlusszylinderkammer 44 in Schiessstellung zu bringen, derart, dass der Schalter erst dann schliesst, nachdem die Kammer die Zündstellung ereicht hat. Der Sicherheitsschalter 68 ist ein in Ruhelage offener Schalter, der am vorderen Ende des Werkzeuglaufs 26 befestigt ist und ein Glied 72 aufweist, das dazu bestimmt ist, am Werkstück anzuliegen und das den Lauf vorwärts überragt.
Der Sicherheitsschalter wird geschlossen, indem das Werkzeug an ein Werkstück gepresst wird, um auf das Glied 72 in Rückwärtsrichtung des Laufes zu drücken. Die Batterie 70 ist im Verschlussrahmen 38 untergebracht, durch eine Schraubkappe 74 gehalten und nach Entfernen derselben zum Auswechseln zugänglich.
Aus der diesbezüglichen Beschreibung ist ersichtlich, dass jede Betätigung des oder Druckausübung auf den Auslöser 60 eine Verschlusskammer 44 und deren in ihr enthaltenen Gaserzeugungseinsatz 10 in die Schiessstellung dreht. Unter der Voraussetzung, dass der Sicherheitsschalter 68 durch Andrücken des Werkzeugs an ein Werkstück geschlossen ist, wird durch Druckausübung auf den Aus löser auch der Zünder 62 durch Schliessen des Auslöseschalters 66 mit Strom versorgt, um den sich in Schiessstellung befindlichen Einsatz zu zünden. Das vom gezündeten Einsatz erzeugte, unter Druck stehende Gas tritt durch den Durchlass 56 in das hintere Ende des Laufes 26 des Werkzeugs ein und treibt den Kolben 28 im Lauf eines Arbeitshubes in Vorwärtsrichtung. Nach dem Schiessen wird der Kolben durch seine Feder 30 zurückbewegt.
Der Kunststoffmantel 14 des Einsatzes dichtet den Verschluss während des Schiessens ab.
Nach dem Schiessen ist ein ausreichender, eine Undichtigkeit bewirkender Zwischenraum vorhanden, der ein Zurückbewegen des Kolbens durch seine Feder ermöglicht.
Wie oben ersichtlich, kann das erfindungsgemässe Werkzeug für verschiedene Verwendungszwecke konstruiert werden. Das im einzelnen dargestellte Werkzeug dient zum Einschlagen oder Eintreiben von Befestigungsmitteln, insbesondere von Nägeln, und hat an seinem Lauf 26 ein auswechselbares Nagelmagazin 76. Dieses Nagelmagazin fördert jeweils einen Nagel zu einer (nicht dargestellten) Vorrichtung im Lauf vor dem Kolben 28, die den Nagel dann in die richtige Lage bringt, wenn der Kolben zurückgeht, um den Nagel beim nächsten Arbeitshub des Kolbens in ein Werkstück zu treiben.
Dieses Nagelmagazin und Mittel, die den Nagel in die richtige Lage bringen, sind üblicher Art und deshalb nicht näher beschrieben.
In einigen Fällen kann ein erfindungsgemässes Werkzeug zur Verwendung mit Gaserzeugungseinsätzen konstruiert sein, die an einem Band befestigt sind oder auf andere Weise zusammenhängen.
Fig. 3 zeigt solche an einem Band befestigte Einsätze. In diesem Fall sind die oben beschriebenen Einsätze 10 an ein Zufuhrband 78 geklebt, das aus Papier oder anderem geeigneten Material besteht. Die Einsätze sind längst des Bandes in Abständen angeordnet, die den Abständen am Umfang zwischen den Verschlusszylinderkammern des Werkzeugs entsprechen.
Wie vorher erwähnt, können die offenen Enden der Treibstoffkammern der Einsätze 10 durch Dichtungen verschlossen sein. Fig. 4 zeigt eine Variante an einem Band befestigter Einsätze, wobei das Zufuhrband 80 einstückig mit ihm gebildete Lappen 82 längst seiner Ränder hat, diese Lappen können an die Enden der Einsätze gefaltet und mit diesen verbunden werden, um die Treibstoffkammerdichtungen zu bilden.
Die an einem Band befestigten Einsätze nach Fig. 3 und 4 können in einem Magazin 86 (Fig. 5) aufbewahrt werden, das zur Befestigung am Werkzeug ausgebildet ist. Die am Band befestigten Einsätze sind aus Sicherheitsgründen vorzugsweise im Magazin so aufeinander ausgerichtet, dass die Treibstofföffnungen alle in derselben Richtung verlaufen. Das Band 80 mit den an ihm befestigten Einsätzen 10 kann durch eine Austrittsöffnung 88 im Magazin aus diesem herausgezogen werden. Diese Öffnung 88 kann durch einen Streifen einer selbstklebenden Folie 90 o. dgl. dicht verschlossen werden, wobei dieser auch das vordere Ende des Bandes festhält, um eine Zufuhr des Bandes in das Werkzeug zu ermöglichen.
Wie oben erwähnt, betrifft die Erfindung auch die Herstellung der vorliegenden Gaserzeugungseinsätze. Dabei werden die Einsätze aus Sicherheitsgründen vorzugsweise in einem Aufbewahrungsbehälter, beispielsweise im Magazin 86, hergestellt und aufbewahrt, während sich ihr Treibstoff noch in feuchtem Zustand befindet. Dann wird der Treibstoff in seinem Mantel bzw. seiner Hülse, die im Behälter sein kann, getrocknet, worauf der Behälter hermetisch abgedichtet wird.
Zur Herstellung der Einsätze kann beispielsweise ein langes Kunststoffrohr mit dem gewünschten Querschnitt der Mäntel der Einsätze extrudiert, das Rohr mit leicht oder im wesentlichen nicht zusammengepressten Treibstoffasern in einem feuchten Zustand gefüllt und dann in einzelne Einsätze zerschnitten werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Mäntel zuerst durch Extrudieren und Zerschneiden eines langen Plastikrohres oder nach dem Spritzgussverfahren herzustellen, wonach die Mäntel mit den feuchten Treibstoffasern gefüllt werden können.
Der Treibstoff kann in anderen lokkeren Formen sein, z.B. in Form einer lockeren porösen Paste oder porösen Filzes, vorzugsweise ist er jedoch in im wesentlichen nicht zusammengepresster faseriger Form, um den Kontakt mit der Luft an einem grossen Oberflächenbereich zu erhalten, der eine einfache elektrische Zündung der Masse der Fasern durch einen Glühdraht oder eine Funkenstrecke ermöglicht.
Nach dem Verpacken der fertiggestellten, jedoch noch feuchten Einsätze im Aufbewahrungsbehälter wird der Treibstoff getrocknet, indem der Behälter in eine geeignete, trocknende Atmosphäre gebracht wird. Der Behälter ist mit einer oder mehreren Lüftungsöffnungen 106 (Fig. 5) versehen, durch welche die aus dem Treibstoff austretende Feuchtigkeit entweichen kann. Nach dem Trocknen wird der Behälter hermetisch dicht verschlossen, beispielsweise indem die Lüftungsöffnungen mit einem Streifen 108 dicht verschlossen werden. Dieses sichere Verfahren der Handhabung der Einsätze verhindert wirksam jede Möglichkeit einer Entzündung des leicht entzündbaren und brennbaren Treibstoffs während der Herstellung und des Verpackens.
Der Aufbewahrungsbehälter soll solche Abmessungen haben, dass er die Einsätze an ihren Enden dicht anschliessend aufnimmt, so dass selbst dann, wenn der Treibstoff eines Einsatzes sich aus irgend einem Grunde im Behälter entzünden sollte, der Mantel dieses Einsatzes ein Entzünden der anderen Einsätze verhindert.
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PATENT CLAIMS
1. Gas-generating insert for a tool to be powered by propellant gas, which has a plastic jacket with a non-circular cross-section, which comprises an open at both ends, filled with nitrocellulose fuel chamber, characterized in that it is essentially in the naturally occurring, untreated nitrocellulose and is arranged in a loose form in the chamber.
2. Use according to claim 1, characterized in that the nitrocellulose fuel has a sufficiently large surface area for ignition from outside by means of a spark or a heated wire.
3. Use according to claim 2, characterized in that the fuel has nitrided nitrocellulose fibers which are arranged in such a looser, so little compressed form in the chamber that a rapid combustion of the entire fiber material is ensured.
4. Use according to claim 2, characterized in that the fuel has a felted mass made of nitrocellulose fibers.
5. Use according to one of claims 1 to 4, characterized in that the plastic jacket is plastically deformable and has a substantially triangular cross section.
6. The method for producing the insert according to claim 1, characterized in that the chamber is filled with the loose nitrocellulose material, which is in a non-ignitable, moist state.
7. The method according to claim 6, characterized in that the chamber is filled with a loose mass of nitrocellulose fibers.
8. The method according to claim 6 or 7, characterized in that the nitrocellulose material is dried after filling in the chamber.
9. Use of inserts according to claim 5 for the operation of a percussion tool for driving fasteners, wherein the inserts are fed and removed from the ignition chamber of the tool by means of a feed device in a lateral direction, the ignition chamber of the tool has an ignition clip holding the casing of the insert and communicates with a second chamber located behind it, in which a spark gap or a glow wire of an ignition device is arranged, by means of which or
which the nitrocellulose fuel in the chamber of the insert is immediately ignitable without an additional igniter.
10. Use according to claim 9, characterized in that the volume of the second chamber of the tool used and the density of the nitrocellulose fuel in the chambers of the inserts is chosen so that the peak gas pressure generated after the ignition does not exceed a permissible height for the tool.
The invention relates to a gas-generating insert for a tool to be driven by propellant gas according to the preamble of claim 1, a method for its production and use of the insert.
Tools driven with propellant gas are used in particular to drive fasteners such as nails, pins, bolts and the like into a workpiece. A distinction is made between tools in which the pressure of the propellant gas acts directly on the fastening means and those in which the pressure acts on a piston. In the former, the fastener is shot directly at a workpiece like a pistol bullet at high speed. In the latter, which are also referred to as percussion tools or striking tools, the piston driven by the propellant gas strikes the fastening means. The piston can also carry a machining part at its front end that directly strikes a workpiece.
Examples of such gas powered percussion tools are described in U.S. Patent Nos. 3514026 and 3283657, and British Patent Nos. 1036224 and 1074195.
The percussion tool described in US Pat. No. 3514026 is of the so-called open chamber type and is particularly well suited for use with the use according to the invention. This tool enables a repeating process (similar to a multi-load rifle), with a series of inserts being fed into the ignition chamber and fired one after another. This tool is simple and inexpensive to manufacture and is relatively cheap to operate. The repetition mode of operation not only saves work compared to the known single-shot tools but also enables a high production speed, for example when driving in or driving in fasteners in the construction industry.
One of the major problems with the currently available gas powered fastener driving tools is the relatively high cost of the gas generating inserts. A commercially available gas-generating cartridge currently costs around 15 centimes, although such cartridges are sold in large quantities for the construction industry. One of the reasons for this high price is the manufacturing cost of the usual metal, closed-end cartridge cases. Another reason is the relatively high cost of producing the gunpowder fuel, which is currently sold for approximately Fr. 3.30 per kg in 45 kg barrels.
Because of the high cost of the cartridges, the use of such tools powered by propellant gas is currently limited practically exclusively to industrial purposes, e.g. on driving or driving pins into concrete and the like. Like., The high cost of the cartridges are economically justified for this particular industrial application.
In order to reduce the high cost of the fuel used for pistols and tools, attempts have been made in the past to use different types of less expensive fuel. For example, in the seventies of the nineteenth century, ordinary shooting cotton in a natural, fibrous form was used in closed cartridges for pistols. This material, however, was soon abandoned due to its extremely high burning rate, which produced excessively high peak pressures, which often blew up the pistol barrel. In order to reduce this too rapid burning rate, the shooting cotton fibers were later pressed into solid shapes and beads in order to reduce the excessively large burning surface and correspondingly the excessively high peak pressures when burning.
However, this made it difficult to detonate the compressed material, so an explosive had to be used to break up the compressed material and then detonate the broken material.
In a later phase of development, the shooting cotton fibers were combined with various binding materials in order to maintain structural integrity and to allow control over the burning speeds and the peak pressures during burning. However, it has proven difficult to obtain a uniform, ballistic performance through this type of binder process and the manufacturing costs for this fuel have been significantly increased by the process steps. An explosive was also required to break up the fuel that had solidified in the binder and to enable ignition.
Later, for the production of the fuel, the shooting cotton or nitrocellulose obtained from other vegetable fibers was ground into particles of uniform size and suspended colloidally in suitable binders. The binders were molded or extruded into inserts or small loafers. Of course, this process was successful in ensuring the uniformity of the operations, the process allowing fuel operations to be produced with controlled and uniform puff characteristics and pressures. Accordingly, variants of this
Type of fuel production used since then and still used today. However, to maintain these controlled firing characteristics and firing uniformity, relatively high process costs are required to produce this fuel and the cartridges or cartridges also require the use of a built-in or combined primer to break apart the fuel and ignite the particles.
It can be seen from this that the use of shooting cotton or other nitrocellulose products in the form of relatively loose fibers or in another spread form was abandoned over a hundred years ago because of their rapid burning and excessive peak pressures for use as fuel.
In later times it was much more expensive to use it in processed form, either suspended and shaped colloidally in a binder or compressed in compact particles and combined with an ignition charge, or processed in some other way in such a way that the too rapid burning rate and the excessively high peak pressures are restricted.
In the prior art, particularly the ignitable, gas-pressure tool inserts, efforts have been made to use sleeveless inserts using firing cotton balls (compressed particles) containing an explosive to break open the balls and detonate the particles. However, as described above, such operations have proven to be relatively expensive. In addition, these inserts behave unevenly when ignited and leave a residue after burning.
Additional efforts have been made to reduce the high cost of the cartridges by conventionally using closed cylindrical cartridge cases made of plastic instead of metal. However, these efforts have been abandoned, primarily because the sleeves are difficult to remove after firing due to the excessive deformation of the plastic walls.
Finally, further efforts were made to use liquid fuels to power such tools. However, it has been shown that this significantly increases the cost of the tool, since additional devices for receiving, metering and igniting the liquid fuel are required.
An insert of the type mentioned at the beginning, which has a plastic jacket with a non-circular cross section and which comprises a chamber which is open at both ends and is filled with nitrocellulose fuel, is known from CH-PS No. 590110.
The invention has for its object to provide an improved and cheaper use of this type, and to avoid the disadvantages of the fuels previously used.
The inventive use by which this object is achieved is the subject of the characterizing part of claim 1; preferred embodiments of the insert are described in claims 2 to 5. The inventive method for producing the insert is the subject of claim 6, preferred embodiments are described in claims 7 and 8. The use of the inserts according to the invention and a preferred use are further the subject of claims 9 and 10.
Since the fuel is neither compressed nor formed with a binding agent, no explosive is required to break open and ignite; the fuel can be ignited directly by a filament or the spark of a spark gap from an ignition device arranged in the tool. Because unprocessed nitrocellulose, in particular unprocessed nitrocellulose fiber, is used as the fuel, the costs of an application are reduced to less than a third of the costs for one of the previously customary applications.
Exemplary embodiments of the invention are described in more detail below with reference to the drawing.
1 is a perspective view of a gas generating insert according to the invention,
2 is a longitudinal section through the insert,
3 shows inserts attached or connected to a band,
4 shows a variant of the inserts attached to a band,
5 shows a magazine for holding the inserts attached to a band,
6 is a perspective view of a variant of the insert,
7 shows a tool with a propellant gas drive,
Fig. 8 shows a section along the line 8-8 in Fig. 7, and
9 shows an ignition device for the tool.
1 and 2 show a gas generating insert 10 according to the invention with an open chamber for the tool 12 with propellant gas drive and an open chamber according to FIGS. 7 to 9. The insert 10 has an outer, hollow plastic jacket 14 with a uniform, non-circular cross section, which is suitable for this is to act as a closure on an open chamber. In this example, the jacket has a preferred, essentially equilateral triangular cross-section and has three side walls 16, which are curved on the outside with a corresponding radius of curvature. As can be seen from the following description, the insert according to the invention can also have a different cut which is suitable for the locking effect on an open chamber of a tool.
A fuel chamber 18 extends in the longitudinal direction through the jacket 14 on its central longitudinal axis. The chamber shown has a circular cross section, but can also have a triangular cross section, as shown in FIG. 6, or another desired cross section. The fuel chamber 18 is open at the ends of the jacket 14, as shown. The filling of the fuel chamber consists of a fuel 20, e.g. from essentially non-compressed nitrocellulose fibers.
The open ends of the fuel chamber 18 may be uncovered. However, the ends of the chamber may be covered by combustible seals made of paper or other combustible material, which are glued or otherwise attached to the ends of the jacket 14, as in U.S. Patent Application S.N.
No. 570909.
As generally stated above, it is an object of the present invention to provide the lowest possible cost of fuel made from cheap, abundant material. These goals are achieved through the preferred use of an outer jacket or sleeve 10 (14), made of inexpensive plastic material, which can be quickly molded in large numbers by extruding its cross section in long lengths and cutting the individual units transversely. For the fuel it is preferred to use essentially no or only slightly compressed nitrided, fibrous nitrocellulose material, which may have ordinary cotton fibers, the use of which, as explained above, was abandoned in the 19th century.
Many other, abundant types of vegetable fibers can also be used for the fuel, which can be treated by known chemical nitriding processes in a similar way to firing-tree bulbs in order to be just as easily flammable and combustible. Such natural fibrous cellulosic material is available in abundance throughout the world, and its cost is a fraction of the current cost of processed gunpowder of the types commonly used in fuel cartridges.
As is known, such fibers, when dry and only loosely compressed, have an extremely large surface area exposed to the air and are therefore easily flammable or combustible. In fact, the extremely high burning rate and the high peak pressures corresponding to the burning of such loose shooting cotton were precisely the reason why their use as fuel in conventional closed-end cartridges was abandoned, since, as explained above, such earlier use for breaking and Bursting the gun barrels resulted.
However, the fact that the shells 10 of the inserts are open at both ends and not closed at one end as in conventional cartridge cases, and that the inserts are used in an open ignition chamber and not in a conventional, closed chamber enables the use of the very cheap and abundant fuel, whereas it could not be used in the commonly available pistols and tools for safety reasons.
In addition, the substantially uncompressed form of the fuel, as described below, permits ignition without an igniter by means of a spark, glow wire or arc simply generated in the ignition chamber of the tool. Eliminating the need for an explosive and simplifying the ignition device further reduces the cost of both the use and the tool to be driven, thereby improving the economic utility of the tool for both industry and commerce as well as for home use.
As one skilled in the art of fuels will recognize, the mass or total amount of fibers in the fuel insert determines the total energy and heat content available during combustion, whereas the degree of compression of the fibers 20 within the opening of the jacket 10 den combustible surface area and accordingly the burning speed and the generated peak pressures. Accordingly, both the mass of the fuel 20 used in the application and the degree of its compression or locomotion are varied to a certain extent depending on the size of the tool, the driven element and the type and material of the workpiece.
However, as can be seen from the foregoing, the fuel is always used in a relatively non-compressed or slightly compressed form so that it can be ignited by a separately generated spark or filament, thereby providing the best properties of the open chamber tool with the low cost of fibrous Nitrocellulose fuel and the triangular plastic jacket can be combined with an open chamber.
As mentioned above, the gas generating insert 10 is adapted for use in the open chamber propellant tool 12 of FIGS. 7-9. This tool 12 is the same as the tool described in the aforementioned U.S. Patent No. 3514026, except for the means for firing the insert and a fastener magazine provided with the tool 12, and has, as in US Pat of this patent mentions a locking mechanism according to the older US Patent No. 2865126. Accordingly, it is unnecessary to describe the details of the tool 12 in detail.
Suffice it to say that the tool has an open chamber rear locking mechanism 24 in which the inserts 10 are fired to produce a pressurized propellant gas and has a cylinder or barrel 26 in front which contains a piston 28 which executes a working stroke in the forward direction in the cylinder under the effect of the propellant gas pressure. A spring 30 returns the piston to the rear end of its working stroke after the shot. The piston 28 has a plunger 32 of smaller diameter at the front, which slides in a sleeve 34 of the barrel 26 at the front. The front end of this sleeve is open.
8, the locking mechanism 24 has a locking cylinder 36 which is rotatable in a locking frame 38 which has a handle 40 and an ignition bracket 42. The cylinder 36 includes chambers 44 that are open across the circumference of the cylinder and open at the ends through the front and rear cylinder ends. The cross section of these chambers is matched to that of the gas generating insert 10. In the handle 40 there are magazines 46, 48 for receiving a number of inserts 10. The upper ends of these magazines have feed openings to the cylinder 36, springs 50 in the lower ends of the magazines press the inserts through these openings onto the cylinder. The magazines have entry openings accessible at the top, which are closed by hinged covers 52, 54 and through which openings the inserts 10 are inserted into the magazines.
Each cylinder chamber 44 can be rotated in the direction of the arrow in FIG. 8 into a supply, a shooting and an ejection position. In the feed position, the chambers are aligned with the feed openings to the magazines 46.48, like the two lower chambers in Fig. 8, to allow the feed movement of the inserts 10 from the magazines into the chambers in the manner described in US Pat. 2865126. In its firing position, each cylinder chamber 44 is below the striker 42 and is closed at the top thereof, as seen in the upper chamber in FIG. In this firing position, each cylinder chamber is axially aligned with a passage 56 and is open toward the front, the passage 56 leads to the rear end of the barrel or cylinder 26 for the piston.
Each chamber 44 is rotated from its firing position to the feed position via the ejection position in which the chamber is aligned with an ejection opening 58 of the closure frame 38.
The locking mechanism 24 includes a conventional trigger-operated mechanism (not shown) with a trigger 60 for gradually rotating the cylinder 36 into the supply, firing and ejection positions of the cylinder chamber. Each actuation of the trigger 60 rotates a chamber containing an insert 10 from the feed position to the firing position, in which the insert is ignited in the manner to be described, and rotates another chamber from the firing position to the ejection position, in which the Jacket 14 of the insert used for shooting is ejected, back into the feed position for receiving a new insert.
The tool 12 can have an electrical ignition device 60 (FIG. 9) in order to ignite the inserts 10 in the firing position. This ignition device comprises an electric fuel igniter 62, which is fastened in the locking frame 38 behind the locking cylinder 36 on the axis of the locking passage 56, so that it is in the ignition position with respect to the fuel 20 of an insert in the firing position in the cylinder chamber 44. This igniter takes effect when turned on to fire the deployed fuel of the insert in the firing position through the rear open end of the jacket 14 of the insert. The igniter 62 may be a spark, filament, or other ignition means suitable for igniting the fuel of the insert. In the present description it is assumed that the igniter is a filament.
The igniter can e.g. also be a non-electrical spark generator.
9 is energized by an ignition circuit 64 that includes a trip switch 66, a safety switch 68, and a battery 70 that are connected in series with the igniter, as shown in FIG. 10. The trigger switch 66 is a switch which is open in the rest position and which is mounted in the locking frame 38 in order to be closed by a pressure exerted on the trigger 60 and to bring a locking cylinder chamber 44 into the firing position such that the switch only closes after the chamber has reached the ignition position. The safety switch 68 is a switch which is open in the rest position and which is fastened to the front end of the tool barrel 26 and has a link 72 which is intended to rest against the workpiece and which projects forward over the barrel.
The safety switch is closed by pressing the tool against a workpiece to press the link 72 in the reverse direction of the barrel. The battery 70 is housed in the locking frame 38, held by a screw cap 74 and accessible for replacement after removal.
From the relevant description, it can be seen that each actuation of or the application of pressure on the trigger 60 rotates a closure chamber 44 and the gas generation insert 10 contained therein into the firing position. Provided that the safety switch 68 is closed by pressing the tool against a workpiece, the igniter 62 is also supplied with power by closing the trigger switch 66 by exerting pressure on the trigger in order to ignite the insert in the firing position. The pressurized gas generated by the ignited insert passes through passage 56 into the rear end of the barrel 26 of the tool and drives the piston 28 forward in the course of a working stroke. After firing, the piston is moved back by its spring 30.
The plastic jacket 14 of the insert seals the breech during firing.
After firing, there is sufficient space to cause a leak, which allows the piston to be moved back by its spring.
As can be seen above, the tool according to the invention can be constructed for various purposes. The tool shown in detail is used to drive or drive in fasteners, in particular nails, and has an exchangeable nail magazine 76 on its barrel 26. This nail magazine in each case conveys a nail to a device (not shown) in the barrel in front of the piston 28, which the Then bring the nail into the correct position when the piston returns to drive the nail into a workpiece during the next working stroke of the piston.
This nail magazine and agents that bring the nail into the correct position are of a conventional type and are therefore not described in detail.
In some cases, a tool according to the invention may be designed for use with gas generating inserts that are attached to a band or otherwise related.
Fig. 3 shows such inserts attached to a band. In this case, the inserts 10 described above are glued to a feed belt 78 made of paper or other suitable material. The inserts are arranged along the band at intervals which correspond to the circumferential intervals between the locking cylinder chambers of the tool.
As previously mentioned, the open ends of the fuel chambers of the inserts 10 can be closed by seals. Fig. 4 shows a variant of inserts attached to a belt, the feed belt 80 having tabs 82 integrally formed with it longest along its edges, these tabs can be folded and connected to the ends of the inserts to form the fuel chamber seals.
3 and 4 can be stored in a magazine 86 (FIG. 5) which is designed for attachment to the tool. For safety reasons, the inserts attached to the belt are preferably aligned with one another in the magazine such that the fuel openings all run in the same direction. The band 80 with the inserts 10 attached to it can be pulled out of the magazine through an outlet opening 88. This opening 88 can be sealed by a strip of self-adhesive film 90 or the like, which also holds the front end of the tape in order to enable the tape to be fed into the tool.
As mentioned above, the invention also relates to the manufacture of the present gas generating inserts. For safety reasons, the inserts are preferably manufactured and stored in a storage container, for example in magazine 86, while their fuel is still in a moist state. The fuel is then dried in its jacket or sleeve, which can be in the container, whereupon the container is hermetically sealed.
To produce the inserts, for example, a long plastic tube with the desired cross section of the shells of the inserts can be extruded, the tube filled with fuel fibers that are slightly or essentially not compressed in a moist state and then cut into individual inserts. Another possibility is to first make the shells by extruding and cutting a long plastic tube or by injection molding, after which the shells can be filled with the wet fuel fibers.
The fuel may be in other forms, e.g. in the form of a loose porous paste or porous felt, but is preferably in a substantially non-compressed fibrous form in order to maintain contact with the air on a large surface area, which is a simple electrical ignition of the bulk of the fibers by a filament or a spark gap enables.
After the finished but still moist inserts have been packed in the storage container, the fuel is dried by placing the container in a suitable, drying atmosphere. The container is provided with one or more ventilation openings 106 (FIG. 5) through which the moisture escaping from the fuel can escape. After drying, the container is hermetically sealed, for example by sealing the ventilation openings with a strip 108. This safe method of handling the inserts effectively prevents any possibility of ignition of the highly flammable and combustible fuel during manufacture and packaging.
The storage container should have dimensions such that it receives the inserts at their ends, so that even if the fuel of an insert should ignite in the container for some reason, the casing of this insert prevents the other inserts from igniting.