CN102458774B - 一种用于紧固构件的具有燃料喷射器的紧固工具 - Google Patents

Abstract

紧固工具包括用于控制燃料输入燃烧室(C)的系统、燃料源(30)和用来点燃所述燃烧室(C)中的燃料的开关(14，16)。通常关闭的阀(60)包括设置为与所述燃料源(30)连通的入口(44)和设置为与所述燃烧室(C)连通的出口(50)。所述阀(60)是压电喷射器，其设置为向其出口处的燃料加压并从而使燃料成为微小粒子。本发明非常适用于钉钉机。

Description

一种用于紧固构件的具有燃料喷射器的紧固工具

本发明涉及一种用于紧固构件的紧固工具，其具有内燃机，并具有用于控制燃料输入所述工具内的燃烧室中的系统，所述工具进一步包括燃料源和用于点燃所述燃烧室内燃料的装置，所述系统包括具有通常关闭的阀的装置，该装置具有设置用于与所述燃料源连通的入口和设置用于与所述燃烧室连通的出口。

专利EP0,597,241批露了这样一种工具，其中所述输入控制系统进一步包括能够被通电用于开启所述阀的电磁体和具有电路的装置，该电路设置用于在开关的控制下控制所述用于开启阀的电磁体，作为对所述开关被关闭的响应，从而允许所述燃料从所述源流入所述燃烧室。

事实上，直到今天，将被使用的燃料都是液化或者加压的气体，该气体在筒(cartridge)和阀入口内为液态，而在所述阀的出口和在所述燃烧室中是气相。

由于具有电磁体，所述阀(所谓的电磁阀)工作在全有或全无模式，即要么关闭要么开启。除非另有说明，所述电磁阀以一次发射的方式传递所述燃料用量，这不必保证精确。由于电磁阀对开关控制的响应是瞬时发生的，这对开启时间增加了更多的不精确性，因此这种精确性更难以被控制。这导致操作员为了确定可得到必要的燃料量而倾向于不必要地增加所述燃料用量，这损失了燃料利益，即用同样的燃料源，筒，来驱动大量紧固构件。

此外，这种过量的燃料会污染所述紧固工具并且增加燃烧残留物。

为了使之变少，申请人试图克服由用于紧固构件的紧固工具(也被称为固定工具)中的电磁阀所导致的困难，这就是他们提出本发明的原因。

为此，本发明涉及用于上述类型的紧固构件的紧固工具，特征在于所述阀是燃料喷射器，其设置用于使其出口处的燃料加压，从而使燃料成为微小粒子。

从一开始就应该注意到，能够提及的本发明喷射器的最佳示例是压电喷射器，其具有构成机电转换器的一堆压电石英盘。

此处使用的用于紧固构件的紧固工具是一种直接或者间接的紧固工具。直接紧固工具包括打钉器和订书机(stapler)，而间接紧固工具包括锚固或者固定树脂喷射枪。

本发明工具的益处非常多。

由于加压，从喷射器出来的燃料为非常细的喷雾，这使得燃料更有效。与使用能够用作油箱的能量源的非加压液体例如醇(如甲醇)一样，本发明的紧固工具使用液化气体和加压气体都能很好地工作。压电喷射器的响应时间非常短、精确并且稳定。从而燃烧室中的燃料用量可以非常精确。根据这种喷射器的速度，可通过若干操作将一些燃料喷射进入燃烧室。甚至可以这样打算：先用一些预热用量，接着是主用量，最后使用清除用量用于烧掉残余物。压电喷射器工具显然更少被污染。最后本发明的工具小而且轻。

优选地，提供了电路，其设置为在开关的控制下在至少一个预定的时间间隔内开启喷射器，以便允许燃料从所述源流进燃烧室。

通过以下对根据本发明的工具的优选实施例的描述并参考所附的图，本发明将被更好地理解，其中：

图1是根据本发明的紧固工具的透视图；

图2是本发明的工具沿图1中2-2线的部分纵向剖面图，和

图3是图2中工具的喷射器的放大的部分纵向剖面图。

如图1和2所示，内燃式紧固构件紧固工具10包括电池12和点火系统，该点火系统除其它构件之外包括主要开关或继续器14和触发开关16。优选的是，燃料供应系统与所述点火系统合作从而在所述主要开关14被启动后，燃料能在预定时间间隔内流进所述工具10的燃烧室C。根据其它可能性，所述燃料供应系统与所述点火系统合作以在所述触发开关16被触发后使所述燃料在预定的时间间隔内流进所述燃烧室C。

优选地是，所述点火系统与专利号为5,133,329的美国专利中描述的点火系统类似。所述主要开关14通常是开启的并被设置为，当已知类型的感应器的接头构件20邻接适于接收所述紧固构件的支架时，能够如已知的那样通过已知类型的移动构件18(如图2所示)被关闭。当传感器20位于邻接位置时，移动构件18关闭燃烧室C，其中已知类型的风扇22可以被致动。优选地，所述主要开关14是光电开关。

如专利号5,133,329的美国专利所描述的触发或者点火，当所述首要开关14被关闭时，开关16也应该被关闭，从而引起所述点火系统点燃所述燃烧室C中的燃料。手动扳机24被提供用于关闭所述触发开关16。

在所述工具10中，此处的燃料是从已知类型的加压筒30以液体状态出来的碳氢化合物。所述筒30有一个出口喷嘴32，其应当被按压以便允许所述燃料通过所述出口喷嘴32流出所述筒30.

所述工具10被设置为当所述筒30被插入到所述工具10时使得所述出口喷嘴32被按压。从而，所述工具包括外壳40，筒30被插入外壳40中，且外壳40具有腔体46，腔体46的形状允许容纳燃料喷射器60，其将在下面被描述。外壳40包括一套通道管42、44，通过出口喷嘴32流出筒30的燃料碳氢化合物流动通过这些通道管。当筒30被插入工具10中时，出口喷嘴32通向通道管42。通道管44实际上将外壳40的通道管42延伸到喷射器60。

所述喷射器60包括保持室48，其进入口通向通道管44，室48的末端具有喷嘴50，喷嘴50中插有或者不插针51，如以下将描述的，喷嘴50构成排出口。

所述喷嘴50与所述燃烧室C相连通。

所述燃料供应系统包括容纳在腔体46中的所述燃料喷射器60。如之后将被描述的，所述燃料喷射器60被设置为在预定的时间间隔内向燃烧室C喷射燃料，从而控制所喷射的燃料量。所述时间间隔随室温和室压而变化。

在图3中以特定实施例示出的压电喷射器60包括入口管道44、出口喷嘴50和保持室48，其中所述管道44通向室52并与其连通，室52将喷射器的针或冲杆(punch)51的顶端与活塞53的顶部分隔开，所述活塞设置在坐落于基座56上的压电盘(石英)55的堆的中央井54中。环状垫圈57围绕所述活塞53设置。分别连接到电池12和地面的电线58、59允许纵向电势同时被应用于堆55的轴两端。所述堆在电压下沿纵向(轴向)扩展。具有环形凸缘62的衬垫61被提供在所述堆55的顶部并且与所述堆一起运动。所述活塞53包括设置在所述凸缘衬垫61和第二拱形弹簧衬垫64之间的头部63，第二拱形弹簧衬垫64固定在工具的外壳40上。第三衬垫65设置在第二拱形衬垫64和第四碟形(Belleville)衬垫66之间，第四蝶形衬垫66的作用是在没有电压跨接在压电堆55上时将所述冲杆51带回到喷嘴50中。

拱形弹簧衬垫64朝蝶形衬垫66凹陷。当拱形弹簧衬垫64被所述活塞53朝蝶形衬垫推回时，拱形弹簧衬垫64在其朝向活塞53的凸面与活塞碰触，拱形弹簧衬垫64上的不稳定点和拱同时倒置，以变成朝活塞凹陷。

拱形衬垫64设置为使得其中心位置的可能运动与冲杆51将在所述喷嘴50的堵塞位置和打开位置之间移动的距离大致相等或稍大。在喷射器60内提供了控制螺钉67，以用于控制蝶形衬垫66的电压。

当电压被跨越压电堆55而施加时，压电堆55受到小的扩展，并且活塞53通过其头部63朝向蝶形衬垫66的边缘(图3中为右边)被驱动。活塞53的这种运动引起室52内的压力下降，从而在冲杆51上产生压差，由此，冲杆51沿与活塞53相同的方向运动进入喷嘴50的打开位置。这样的结果是燃料在压力下喷射并且在所述燃烧室C中成为微小粒子。

由于活塞53靠近冲杆51的部分比冲杆要大，冲杆移动的距离比压电堆55的扩展长度和活塞53的运动距离要大。

当跨接在压电堆55上的电压被切断时，压电堆55收缩并且拱形弹簧衬垫64被倒置以便具有朝活塞的凸面，并且冲杆回到喷嘴50的堵塞位置。

前面描述了一种具体的压电喷射器。显然，任何其它压电喷射器是同等完全适用的。

有利的是燃料以时间控制方式加入所述燃烧室，而不是以量控制方式加入。此外，对不同燃料、不同室温条件或者不同海拔而言，一些部件并非是必须的。燃料的供应不需要机械力。系统还可以包括响应于室温的变化而改变时间间隔的装置。所述系统可以进一步包括响应于室压的变化而改变时间间隔的装置。

Claims (3)

1.一种用于紧固构件的紧固工具(10)，其具有内燃机以及用于控制燃料输入所述工具的燃烧室(C)的系统，所述工具进一步包括燃料源(30)和用于点燃所述燃烧室(C)中的燃料的装置，所述系统包括具有通常关闭的阀的一装置，阀具有设置为与所述燃料源(30)连通的进入口(44)和设置为与所述燃烧室(C)连通的排出口(50)，其特征在于，所述阀为燃料喷射器，其设置为使其出口处的燃料加压并且由此使燃料成为微小粒子，其中所述燃料喷射器是压电喷射器，所述压电喷射器包括压电堆，并且其中所述压电喷射器构造成使得压电堆的致动行程长度比冲杆的行程长度小，所述冲杆在压电堆致动时打开阀的排出口以相应地喷射燃料，以及在压电堆不致动时阻塞阀的排出口以相应地中止燃料喷射。

2.根据权利要求1所述的工具，其中提供了设置用于在开关的控制下在至少一个预定时间间隔内打开所述压电喷射器的电路，由此允许所述燃料从所述燃料源(30)流进所述燃烧室(C)。

3.根据权利要求1所述的工具，所述工具为选自钉钉机、订书机、锚固树脂喷射枪所构成的组中的一种工具，并且其中所述冲杆的运动方向与所述压电堆的变化方向相同。