CN102149519A - 用于燃烧动力型紧固件驱动工具的具有背压释放的燃烧动力源 - Google Patents

Abstract

一种燃烧型工具，包括：汽缸，其下端具有弹性缓冲器，活塞，其尺寸设置为适合在所述汽缸中往复运动，并且所述活塞具有从活塞垂下来的用于撞击紧固件的驱动叶片。至少一个背压释放孔设置在汽缸中，以当所述活塞撞击所述缓冲器时与所述活塞对齐并由所述活塞封闭。

Description

用于燃烧动力型紧固件驱动工具的具有背压释放的燃烧动力源

背景技术

本发明大体涉及用于将紧固件驱动进入工件的紧固件驱动工具，特别涉及燃烧动力型紧固件驱动工具，也指燃烧型工具或者燃烧型钉枪。

在本领域中，燃烧动力型工具是已知的，这种工具的一种类型，已知为用来将紧固件驱动进工件的

牌工具，在共同授予Nikolich的专利U.S.Pat.Re.No.32,452和U.S.Pat.Nos.4,522,162；4,483,473；4,483,474；4,403,722；5,197,646；5,263,439以及6,145,724中进行了描述，所有这些专利通过引用结合在本申请中。类似的燃烧动力型钉子和U形钉驱动工具可以从伊利诺斯州韦尔农高地(Vernon Hills)的ITW-Paslode公司的

和

品牌购得。

这种工具具有内含小的内燃机的工具外壳。内燃机通过一罐压缩的可燃气体，也称为燃料箱来驱动。电池供电的电子配电单元产生引燃火花，并且位于燃烧室内的风扇在提供燃烧室内有效的燃烧的同时，促进该装置的燃烧操作的附属程序。这样的附属程序包括：将燃料放置入燃烧室；在燃烧室中混合燃料和空气；以及去除或排出(scavenging)燃烧副产物。该内燃机包括往复式活塞，其具有设置在单个汽缸体内的细长的刚性驱动叶片。

一旦拉拔触发开关产生火花来点燃内燃机燃烧室中一定量的气体，结合在一起的活塞和驱动叶片被向下推动以撞击被定位好的紧固件，并将紧固件驱动进工件里。然后，活塞通过汽缸内有差别的气体压力回到它的原始或者预点火位置。紧固件以弹盒类型被供应至管口，在该管口处，紧固件保持适当地定位方向，以接受驱动叶片的撞击。

传统的燃烧型工具具有位于邻近缓冲器的汽缸下端的背压释放开口。已经发现这些开口允许在前进的活塞前面推动的空气泄漏到外界。通过从汽缸中去除这些收集的空气，降低了活塞上的背压并且提高了活塞驱动紧固件的力。然而，背压的降低也意味着活塞以更大的力接合缓冲器。从而，时间一长，发现缓冲器上活塞的增强的撞击对工具产生损坏性的震动冲击。这样的损坏包括，尤其是部件过早失效。

发明内容

上文列出的设计问题通过本发明燃烧型工具来解决，本发明燃烧型工具的特征在于具有位于汽缸下端的背压释放孔，其定位为保持活塞上剩余量的背压。所述孔被定位为当活塞撞击缓冲器时所述孔与所述活塞大体上共面或者对齐。当活塞经过所述孔时，孔被封闭，从而在汽缸下端和活塞之间保持剩余体积的空气。此剩余体积的空气在前进的活塞上产生缓冲效果，这种缓冲效果与缓冲器结合作用来减小冲击作用。

更具体地说，燃烧型工具包括汽缸，其下端具有弹性缓冲器，活塞，其尺寸设置为适合在所述汽缸中往复运动，以在汽缸端部处撞击缓冲器，并且所述活塞具有从活塞垂下来的用于撞击紧固件的驱动叶片。至少一个背压释放孔设置在汽缸中，以当活塞撞击缓冲器时与活塞对齐并且由活塞封闭。

在另一个实施例中，燃烧型工具包括：汽缸，其下端具有弹性缓冲器，活塞，其尺寸设置为适合在所述汽缸内往复运动，并且所述活塞具有从活塞垂下来的用于撞击紧固件的驱动叶片。至少一个背压释放孔设置在汽缸中，用来释放活塞上的背压，但保持剩余体积的空气，以当缓冲器被撞击时对活塞提供缓冲。

在又一个实施例中，一种用于减少燃烧型工具中燃烧产生的背压的方法，所述燃烧型工具包括：汽缸，其下端具有弹性缓冲器，活塞，其尺寸设置为适合在所述汽缸内往复运动，并且所述活塞具有从活塞垂下来的用于撞击紧固件的驱动叶片，以及至少一个背压释放孔，其设置在汽缸中用来释放活塞上的背压，所述方法包括：将所述至少一个背压释放孔定位为当活塞撞击缓冲器时与所述活塞的位置一致；以及，通过增大活塞轮廓和缓冲器轮廓中的至少一个来减小活塞和汽缸下端之间限定的体积。

附图说明

图1是适于使用本发明内燃机的燃烧型工具的俯视立体图，其结合了本发明的驱动叶片；

图2是图1的燃烧动力型紧固件驱动工具的不完整的纵剖前视图；

图3是现有技术内燃机的不完整的纵向剖视图，其具有靠近汽缸下端的背压释放孔；

图4是本发明内燃机的不完整的纵向剖视图，其在邻近活塞接合缓冲器的位置处具有背压释放孔；

图5是本发明内燃机的一个可选实施例的不完整的纵向剖视图，其具有改良的活塞结构，所示为活塞的预压缩位置；

图6示出了图5中的实施例位于压缩后位置的不完整的纵向剖视图；

图7是本发明内燃机的另一个可选实施例的不完整的纵向剖视图，其具有改良的缓冲器。

具体实施方式

现参考图1和2，结合了本控制系统的燃烧动力型紧固件驱动工具总体标注为10，并且优选地大体为上面所罗列的并通过引用结合在本申请中的专利中所详细描述的类型。工具10的外壳12内具有位于外壳主腔室16内部的自备的内部动力源14(图2)。如在传统的燃烧型工具中一样，动力源14是内燃机，并且包括与汽缸20相连通的燃烧室18。可往复地设置在汽缸20内的活塞22与驱动叶片24的上端连接。

通过按压与触发开关(未示出)相连的触发器26，操作者促使燃烧室18内的燃烧，导致驱动叶片24被强有力地向下推动经过管口28(图1)。图2的管口28由图1的管口稍微改进得到，但这并不影响本发明内燃机14的操作。管口28引导驱动叶片24撞击已经通过紧固件储存盒30运送进管口的紧固件。

管口28具有工件接触部件32，其通过连接件34与往复的阀套36连接，往复阀套的上端部分地限定燃烧室18。在如图1中所示的向下的方向上按压工具外壳12使其抵靠工件接触部件32(现有技术已知的其他操作方向是可预期的)，导致工件接触部件32从静止位置移动到预射击位置。这种移动克服了由弹簧38(隐藏在图1中)对工件接触部件32产生的通常向下偏压的定向。弹簧38的其他的位置是可预期的。

通过连接件34，工件接触部件32与阀套36连接并且与阀套36一起往复移动。在静止位置，燃烧室18是不密封的，因为存在包括上部空隙40U和下部空隙40L的环形空隙40，该上部空隙40U将阀套36和汽缸头部42分隔开，该汽缸头部42容纳燃烧室开关44和火花塞46，所述下部空隙40L将阀套36和汽缸20分隔开。本发明工具10的优选实施例中，汽缸头部42也是至少一个冷却风扇48及其相关的风扇电动机50的安装点，所述冷却风扇48及其相关的风扇电动机50如在本领域已知的和在上文通过引用被结合的专利中所描述的那样延伸进入燃烧室18。在图2中示出的静止位置，由于燃烧室18在顶部没有被汽缸头部42密封并且燃烧室开关44是断开的，工具10不能射击。

当操作者抵靠工件按压工件接触部件32时才能射击。这个操作克服了弹簧38的偏压力，导致阀套36相对于外壳12向上移动，从而关闭空隙40、密封燃烧室18并触发燃烧室开关44。此操作还促使测定量的燃料从燃料罐子(未示出)释放进入燃烧室18。汽缸20中具有多个排气口52，多个排气口与瓣阀(petal valve)54相连通以除去燃烧后的废气。

现参考图3，其示出了现有技术的结构。尽管汽缸20中具有配备瓣阀54的排气口52，在燃烧之后，当活塞22沿着汽缸20朝向弹性的环形缓冲器56移动时，在活塞下表面58和汽缸的底端或下端60之间产生大量背压。该背压阻止活塞前进并由此减小工具驱动力。

工具设计者们最近已经通过在汽缸20中提供背压释放孔62来处理活塞上的背压问题。孔62位于缓冲器56的上边缘64的下方，并且位于活塞22行程最低点的下方。如所设计的，当活塞22朝缓冲器56前进时，这些孔62使产生的背压释放，并且相应提高了工具功率。当排气口52允许在前进的活塞前面的一些空气排出时，排气口位于汽缸20中相对高的位置。如此，当活塞经过排气口时，活塞还没有到达其最大速度。一旦活塞22已经经过排气口52，同背压的形成一样，活塞速度显著增加。

然而，提供上述的释放孔62存在无意识的缺点：由于由活塞22施加的较大的力所导致的活塞-缓冲器的撞击，工具更容易过早失效。通过释放孔62消除的背压在活塞上产生缓冲效果，从而防止目前遇到的破损。

现参考图4，本发明燃烧工具10的一个重要特征在于内燃机14具有至少一个且优选为多个背压释放孔66，该背压释放孔66布置为当活塞22到达其行程最低点并撞击缓冲器56时，所述背压释放孔66大致与与活塞22共面或者成一直线。这样，当活塞22接近缓冲器时，孔66允许背压释放，从而与传统的燃烧型工具设计相比增大了工具功率或者驱动能量。然而，当活塞22撞击缓冲器56时，活塞临时封闭且最好是密封孔66，从而在体积‘V’中收集剩余体积的空气以提供缓冲效果。压缩的缓冲体积‘V’足以缓冲活塞22在缓冲器56上的冲击以防止工具过早失效。

在优选实施例中，孔66设置为在活塞22撞击缓冲器56处围绕汽缸20间隔排列。孔66的形状可以配合各种情况变化，优选为矩形或者圆形孔。在图4中示出的孔66为矩形，而图5和6中为圆形。如本领域中所知的，活塞22通常配备有至少一个且优选为一对密封环68。优选地，孔66的高度‘H’小于或者等于两个环68之间的距离，从而当活塞20与孔对齐时，活塞密封环从周围密封孔，以防止位于活塞和汽缸底部60之间的剩余的空气泄漏。

高度‘H’的各种变化是可预期的，以当活塞撞击缓冲器56并从缓冲器回弹时，高度‘H’能适应活塞行程。因而，高度‘H’的整个范围由距离‘T’表示，距离‘T’优选为小于或者等于活塞22的高度或者厚度。对应图4中‘T’的优选的活塞高度为.0300英寸，然而，其他尺寸也是可预期的。高度‘H’还优选为并不太小，因为高度减小，释放功能会削弱。由于活塞撞击缓冲器56并沿汽缸20在其返程上回弹，距离‘T’的下限与活塞往复行程距离相关。由于达到了在期望的目标，即实现背压充分释放和保持缓冲体积，之间的平衡，在高度‘H’不高于活塞高度的条件下，高度‘H’可以配合特定工具的性能变化。在活塞22只具有一个密封环68的情况下，‘H’的值将小于上面描述的高度值以实现所期望的两个目标。

现参考图5和6，本发明工具的可选的实施例总体上标识为70。与工具10共有的部件由相同的附图标号指示。工具70的主要区别在于活塞72具有从活塞下表面58垂下来的缓冲结构74。所示为环状物的缓冲结构74的主要目的是减小体积‘V’并由此产生增强的缓冲作用。像这样，结构74的具体形状可以配合各种情况而变化。然而，优选地，如图5和6中示出的，结构74具有倾斜的前沿76，该倾斜的前沿构造为与和其相对的缓冲器56的轮廓78互补。

如图6中所示出的，当活塞72到达其最低行程极限时，被压缩的体积‘V2’与体积‘V’相比被减小，从而增加了压力和缓冲作用。同样，也可以看到，活塞22上的下部密封环68与汽缸20接合，从周围密封体积‘V2’。

现参考图7，本发明工具的另一个可选实施例总体上标识为80。与实施例10和70共有的部件由相同的附图标号指示。工具80的主要区别在于，其缓冲器82与传统缓冲器相比具有增大的体积。更具体地说，缓冲器82的外部轮廓84沿上部外边缘限定了大体上正交(normal)的或者直角的轮廓。同样，上边缘86大体上与相对的活塞下表面58平行。与工具70情况相同，这种增大的缓冲器轮廓84减少了活塞24下方收集的体积，产生具有更强压缩的体积‘V3’并提供了增强的缓冲力。

基于实施例70和80，应当理解的是，体积‘V’可以通过增大活塞轮廓、缓冲器轮廓或者两者的结合而减小。

虽然本文中描述了本发明的具有用于燃烧动力型紧固件驱动工具的背压释放的燃烧型动力源的具体实施例，然而本领域技术人员应当意识到，可以对本发明作出改变和修改而不脱离本发明的扩大范围以及下列权利要求的范围。

Claims (16)

1.一种燃烧型工具，包括：

汽缸，其下端具有弹性缓冲器；

活塞，其尺寸设置为适合在所述汽缸中往复运动，以在所述汽缸的一端撞击所述缓冲器，并且所述活塞具有从活塞垂下来的用来撞击紧固件的驱动叶片；以及

至少一个背压释放孔，其设置在所述汽缸中，以当所述活塞撞击所述缓冲器时与所述活塞对齐并由所述活塞封闭。

2.根据权利要求1的所述的工具，还包括环绕所述汽缸间隔开的多个所述孔。

3.根据权利要求1的所述的工具，其中，所述至少一个孔的尺寸设置为高度小于或者等于所述活塞的高度。

4.根据权利要求3的所述的工具，其中，所述活塞的高度为.0300英寸。

5.根据权利要求3的所述的工具，其中，所述活塞具有一对间隔开的密封环，并且所述至少一个孔的高度小于或者等于所述环之间的距离，从而当所述活塞撞击所述缓冲器时，所述环密封所述孔。

6.根据权利要求1的所述的工具，其中，所述至少一个释放孔被构造和设置为当所述活塞撞击所述缓冲器时，所述汽缸从周围被密封。

7.根据权利要求1的所述的工具，其中，所述至少一个背压释放孔被构造和设置为当所述活塞撞击所述缓冲器并封闭所述至少一个孔时，剩余体积的空气在所述活塞下方被收集在所述汽缸内，以缓冲所述活塞在所述缓冲器上的撞击。

8.根据权利要求1的所述的工具，其中，所述缓冲器具有为大体上正交轮廓的上部表面尺寸，其增大了缓冲器的体积。

9.根据权利要求1的所述的工具，还包括配备在所述活塞下侧的缓冲结构。

10.根据权利要求9的所述的工具，其中，所述缓冲结构具有与所述缓冲器的轮廓互补的形状。

11.一种燃烧型工具，包括：

汽缸，其下端具有弹性缓冲器；

活塞，其尺寸设置为适合在所述汽缸内往复运动，并且所述活塞具有从活塞垂下来的用于撞击紧固件的驱动叶片；以及

至少一个背压释放孔，其设置在所述汽缸中，用于释放所述活塞上的背压，但保持剩余体积的空气以当所述缓冲器被撞击时对所述活塞提供缓冲。

12.根据权利要求11的所述的燃烧型工具，其中，所述至少一个背压释放孔设置在所述汽缸上，以当所述活塞撞击所述缓冲器时由活塞封闭所述背压释放孔。

13.根据权利要求12的所述的燃烧型工具，其中，所述孔的高度小于或者等于所述活塞高度。

14.根据权利要求11的所述的工具，其中，所述缓冲器具有为大体上正交轮廓的上部外部尺寸，其增大了缓冲器的体积。

15.根据权利要求10的所述的工具，还包括配备在所述活塞下侧的缓冲结构，所述缓冲结构与和其相对的所述缓冲器的轮廓互补。

16.一种减小燃烧型工具中燃烧产生的背压的方法，所述燃烧型工具包括：汽缸，其下端具有弹性缓冲器，活塞，其尺寸设置为适合在所述汽缸中往复运动，并且所述活塞具有从活塞垂下来的用于撞击紧固件的驱动叶片，以及至少一个背压释放孔，其设置在所述汽缸中，用于释放所述活塞上的背压，所述方法包括：

将所述至少一个背压释放孔定位为当活塞撞击缓冲器时所述至少一个背压释放孔与所述活塞的位置一致；以及

通过增大活塞轮廓和缓冲器轮廓中的至少一个来减小活塞和汽缸下端之间限定的体积。

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