CN105939818A - 驱入仪器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种驱入仪器，其具有：手持的壳体(1)，该壳体包括其中接纳的活塞器件(2)，用于传输能量给要驱入的紧固元件；可更换的推进装载物；以及在推进装载物和活塞器件(2)之间设置的燃烧室(3)，所述燃烧室优选围绕中心轴线(A)延伸；以及调整器件(104)，借助所述调整器件，从推进装载物传输到活塞器件(2)上的能量能够可调节地改变，其中与燃烧室(3)连接的排气通道(111)借助调整器件(104)的可运动的滑动件(105)可以释放，其中，活塞器件(2)的起动位置借助滑动件(105)能够可调节地改变。

Description

驱入仪器

技术领域

本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分的驱入仪器以及一种按照权利要求10的特征的用于将紧固元件驱入工件中的系统。

背景技术

由现有技术已知包括推进装载物的手持的驱入仪器，其中在烟火技术的装载的点火之后，造成的燃气在燃烧室中膨胀。由此活塞作为能量传输机构加速并且将紧固机构驱入到工件中。原则上在此希望装载物的尽可能优化的、无残留物的并且可重复的燃耗。在此要考虑，所述装载物通常具有颗粒例如粉粒、纤维或类似物，这些在点火之后首先在火焰前锋之前被驱动。

US 6,321,968 B1公开了一种包括推进装载物的驱入仪器，其中燃烧室借助打孔的盘分离成上面的部分室和下面的部分室。推进装载物的粉粒在此大于盘的孔。因此粉粒首先在中央的喷出区域中加速到分离盘的打孔的区域上，在那里其基于分离盘的孔的尺寸被抑制，从而粉粒的燃烧主要在上面的部分室中发生。在图10中示出一种变型，其中使用没有筒的推进装载物。在该变型中，与结构型式相关地，在上面的部分室中没有设置围绕中心轴线的喷出区域，所述喷出区域在推进装载物和分离盘的中央区域之间延伸。喷出区域在按照图10的示例中因此不围绕燃烧室的中心轴线，而是环形地围绕燃烧室的中央的冲模设置。在此无筒的装载物的点火在中央的冲模的上面的端部上进行。

US 6,321,968 B1示出此外死区体积的可调节性，以便可调节地改变仪器的驱入能量。为此可以将阀状的滑动件沿与驱入轴线垂直的方向调节。在此燃烧室也在滑动件的关闭的部位中具有死区，其作构成为燃烧室侧壁中的空隙。

发明内容

本发明的任务是，给出一种驱入仪器，其能够实现在给定的推进装载物时驱入能量的有效的调节。

该任务对于开头所述的驱入装置按照本发明利用权利要求1的特征部分的特征解决。通过将活塞器件的起动位置借助滑动件可调节地改变的可能性，可以附加于排气通道的作用实现驱入能量的减少。在此活塞器件通过操控排气通道的相同的滑动件相对于最后面的位置确定地前置。在这样前置的位置中，相对于活塞器件的最后面的位置，实现燃烧室的较大的初始体积。此外通过前置，缩短活塞器件的剩余的加速行程。

驱入能量在本发明的意义上理解为在给定的推进装载物时撞击到给定的紧固机构上的活塞器件的动能。在规定该边界条件时通过调整器件能够实现，将对于紧固机构造成的驱入能量可调节地改变。

活塞器件在本发明的意义上是每种如下机构，其通过装载物的点火以动能加载，其中，所述动能最后传输到紧固机构上。活塞器件经常实施为尤其是圆柱形的活塞。在活塞底中可以设置空隙或其他结构，其进一步有利于涡旋和燃气的均匀的膨胀。

紧固元件在本发明的意义上一般理解为每种可驱入的锚定物，例如钉、螺栓或螺纹件。

中心轴线在本发明的意义上是与紧固元件的运动至少平行的轴线，其尤其是延伸通过燃烧室的中心。

在本发明的一种一般优选的实施形式中，滑动件平行于轴线可运动，由此能够实现简单的和有效的机械的实现。在本发明的一种备选的实施形式中，滑动件横向于轴线、优选垂直于轴线可运动。

优选在此排气通道的排出横截面分别按照滑动件的部位可改变地可调节。排气通道在本发明的意义上理解为如下通道，借助所述通道，推进装载物的燃烧气体导出到环境或其他的大的容积、例如用于活塞引回的气体存储器中。由此能够按照排气通道的横截面实现燃烧室的特别大的和快速的压力损耗。

一般有利地，在此燃烧室的附加容积通过调节滑动件连续或逐步地可调节。燃烧室的附加容积理解为封闭的容积，其附加于燃烧室的最小的容积设置。附加容积在本发明的较严格的意义上在此为添加到燃烧室中的体积，所述体积通过相对于最后面的位置前置活塞器件产生。

在本发明的一种优选的实施形式中，已经随着滑动件从关闭的位置中的调节的开始一方面前置活塞器件并且另一方面释放排气通道的部分横截面。

在一种备选的实施形式中也可以设置，借助滑动件从关闭的位置出发的调节，首先调节燃烧室的增加的附加容积，并且在进一步调节滑动件时释放排气通道。由此可以在能量调节的特别大的宽度时实现特别有利的调节特性。尤其是也可以对于能量调节的大的范围实现滑动件的调节行程和驱入能量的减少之间的至少大致线性的关系。在另一种备选的实施形式中，首先释放排气通道并且在进一步调节滑动件时释放燃烧室的增加的附加容积。

在本发明的一般有利的实施形式中，燃烧室借助具有多个穿通部的分离器件分成邻接到推进装载物上第一部分室和至少一个邻接到活塞器件上的第二部分室，其中，在第一部分室中设置用于推进装载物的喷出区域，所述喷出区域在推进装载物和分离器件的中央区域之间延伸。喷出区域优选围绕中心轴线，也就是说，中心轴线延伸通过喷出区域。

特别优选地，在此喷出区域在分离器件的中央区域上通过分离器件的封闭的表面限定。通过在分离器件的中央区域中设置封闭的表面，装载物的在点火之后喷出到燃烧室中的颗粒首先不管其大小地反射或换向，然后其与其中一个所述穿通部接触。在所述改变的行程上，颗粒可以然后均匀地在上面的部分室中分布，同时所述颗粒由火焰前锋捕获并且同样点燃。

总体上由此确保推进装载物的良好的并且尽可能完全的燃烧。这尤其是在如下情况适用，即，驱入能量通过调整器件调整到小的值并且因此大的附加容积和/或排气开口作用于推进装载物的燃烧过程。

喷出区域在本发明的意义上是棱柱形的、通常圆柱形的空间区域，其横截面通过点火的装载物的指向到燃烧室中的表面限定并且其垂直于表面延伸。当以筒的形式提供推进装载物时，则装载物的表面在这里限定为打开的筒的出射面。在该情况中，喷出区域基本上圆柱形地成形。其直径对应于筒仓在其输出端活塞器件方向的内径。

中心轴线在本发明的意义上作为重心线延伸通过喷出区域。通常、但不必需的是，所述中心轴线与活塞器件的运动轴线重合。

分离器件在本发明的意义上是每种如下结构，通过所述结构燃烧室分成两个部分室。优选分离器件横向于中心轴线延伸。其可以例如构成为多重钻穿的盘。

分离器件的中央区域优选不穿通，从而首先喷出的颗粒的至少显著的部分在喷出区域内通过第一燃烧室向中央区域运动，而不首先通过分离器件进入第二部分室中。

优选中央区域的封闭的表面大于包括喷出区域的分离器件的截面。

在本发明的总体优选的实施形式中，分离器件的中央区域具有凹部。通过该凹部，可以在第一部分室中进行换向的颗粒的特别良好的反散射和燃气的涡旋。

在一种优选的进一步构成中，凹部在此构成为分离器件中的盆状成形的空隙。这有利于以特别的程度的散射和涡旋。

为了进一步改善散射和涡旋，在一种优选的实施例中，在空隙的中央的底部区域中构成突出的突出部。所述突出部可以例如是锥形的。

备选或补充地设置为，凹部具有向下减少的直径，这同样引起粉粒和燃气的良好的分布。

为了凹部对推进装载物的大部分的优化的作用优选设置为，凹部的最大的、垂直于中心轴线延伸的直径不少于推进装载物的开口的最大的垂直于轴线延伸的直径的80％。特别优选凹部的直径大于推进装载物的开口的直径。

同样为了改善凹部的涡旋的作用优选设置为，凹部的沿轴线方向测得的最大的深度不少于凹部的垂直于轴线测得的最大的直径的30％、特别优选不少于其50％。

总体有利地，在两个相邻的穿通部之间分别设置一个接片，其中推进装载物的燃气从喷出区域首先径向向外流动到接片之间，然后其在换向之后沿轴向方向流经穿通部。由此还进一步优化燃气的换向和涡旋，并且进一步减少大的粉粒到穿通部中的不希望的进入。

总体优选地可以设置为，分离器件的穿通部具有大于推进装载物的颗粒的最大的横截面的横截面。这阻止穿通部以燃烧残留物的添加。通过本发明的其他的特征，尽管存在相对大的穿通部，很大程度上避免大的粉粒进入第二部分室中。

为了简单的装配和维修，分离器件优选借助在其上构成的外螺纹拧入燃烧室中。

在本发明的一种总体优选的实施形式中设置为，在正常运行中在相同的推进装载物时借助调整器件可调节的最大的驱入能量至少对应于借助调整器件可调节的最小的驱入能量的两倍。优选最大的驱入能量为最小的驱入能量的至少2.5倍。在有利的细节构造中，最小的驱入能量不大于150焦耳并且最大的驱入能量不少于250焦耳。总体上由此可以允许驱入仪器的特别通用的使用，而无须分别按照使用情况准备多个具有不同的强度的推进装载物。

总体地，驱入能量的至少部分自动的调节可以借助电子的仪器控制进行。为此必需的预定、例如关于工件的类型和尺寸的预定可以在此通过操作人员进行。备选或补充地，可以使用传感的信息，例如关于放入的紧固机构的类型的信息。

本发明的任务对于用于将紧固元件驱入工件中的系统此外通过权利要求13的特征解决。在此按照本发明的驱入仪器的能够实现，以只一个推进装载物覆盖驱入能量的大的范围。对应地可以放弃提供其他用于运行仪器的推进装载物。

附图说明

本发明其他的特征和优点由实施例以及从属权利要求得出。接着说明并且借助附图进一步解释本发明的多个优选的实施例。

图1示出包括关闭的滑动件的按照本发明的驱入仪器的燃烧室的部分剖面图；

图1a示出包括完全打开的滑动件的图1的驱入仪器；

图2示出驱入仪器的第二实施例；

图3示出包括分离器件的驱入仪器的燃烧室的空间剖面图；

图4示出图3的燃烧室的空间细节视图；

图5示出图3的燃烧室的分离器件的空间视图；

图6示出包括第二实施例的分离器件的燃烧室的空间视图；

图7示出包括第三实施例的分离器件的燃烧室的空间视图；

图8示出包括第四实施例的分离器件的燃烧室的空间视图。

具体实施方式

按照本发明的驱入装置具有手持的壳体，在其中接纳活塞2形式的活塞器件。活塞2的表面2a界定燃烧室3，在所述燃烧室中，烟火技术的装载物的燃烧气体膨胀，以便加速活塞2。烟火技术的装载物是固态的，优选是粉末状。在未示出的实施例中，烟火技术的装载物是液态或气态。

这样以动能加载的活塞2以其活塞裙撞击到紧固元件上，所述紧固元件由此被驱入工件中。

装载物在这里接纳在金属板制成的筒中。筒具有触发信管并且在点火之前通过对应的装载机械装置嵌入筒仓4中。

筒和筒仓优选旋转对称地围绕中心轴线A构成。中心轴线A在本示例中同时是燃烧室3和活塞2的中轴线。

燃烧室3设置在筒仓4的圆形的开口4a和活塞2的表面2a之间。在可能的细节构造中，在活塞2中构成环形的凹腔2b，其有助于燃气的较好的涡旋并且构成燃烧室3的一部分。

燃烧室3在这里具有侧壁101，其作为围绕中心轴线A的平行线的旋转面、亦即作为内圆柱体构成。此外燃烧室3具有底面102，所述底面基本上垂直于轴线A延伸。

为了由活塞器件2在给定的推进装载物时接纳的动能的可调节的变化，并且因此为了紧固机构的驱入能量的可调节的变化的改变，设置调整器件104。调整器件104具有与燃烧室平行的空隙103，滑动件105在所述空隙103中引导。调整器件104此外具有用于调节滑动件105的位置的机械装置(未示出)。滑动件在图1至图2中为了较好的概览设有阴影线。

滑动件105接纳在包围燃烧室的壳体的空隙103中。在该空隙中，滑动件103平行于中心轴线A在其位置方面可调节。为此可以在滑动件105的后面的端部上例如成形外螺纹(未示出)。所述外螺纹可以然后在沿轴向方向支承的、可旋转地支撑的齿轮的内螺纹中运行。通过齿轮的驱动装置，滑动件105可以通过螺纹旋转沿轴向方向调节。调节滑动件105的机械装置的实施方式是任意的。

滑动件的调节可以分别按照要求手动、例如通过未示出的调节轮进行。但也可以是借助电的促动器的调节。在此可以借助电子的仪器控制进行驱入能量的至少部分自动的调节。为此必需的预定、例如关于工件的类型和尺寸的预定可以在此通过操作人员进行。备选或补充地，可以使用传感的信息、例如关于放入的紧固机构的类型的信息。

空隙103通过穿通部106与燃烧室3连接。沿驱入方向，通道107平行于燃烧室向前引导。

滑动件105填充空隙103并且以垂直于轴线A凸出的销108通过穿通部106突出到燃烧室3之中。销108此外突出超过活塞器件2的底部2a的边缘，从而活塞器件2在相反于驱入方向的运动中挡靠在滑动件105的销108上。由此活塞器件2的后面的位置或初始位置在驱入动过程之前通过滑动件105的位置以销108限定。

滑动件此外具有向前开口的、轴向延伸的孔109，所述孔包括侧向的开口110，所述开口朝穿通部106方向定向。

分别按照滑动件105的位置，侧向的开口110完全不、部分地或最大地以穿通部106覆盖。由此燃烧室3的容积可以通过可调节地可变的横截面与孔109和通道107连接。

开口110、孔109和通道107因此在滑动件的对应的位置时总体上形成排气通道111。在烟火技术的推进装载物的点火之后，膨胀的气体可以部分地分别按照其打开状态逸出到排气通道中。由此最后由活塞器件2接纳的动能或驱入能量减少。

排气通道111这里在活塞器件2的在燃烧室3前面的引导装置上的未示出的气体通道中通入。所述引导装置以已知的方式在存储空间中(未示出)结束。借助在存储空间中收集的燃烧气体，活塞器件2以已知的方式在驱入过程结束时往回运动到初始位置中。在备选的设计中，排气通道111也可以直接通入大气。

在完全关闭的滑动件105(参看图1)中，在活塞器件2的初始状态中，活塞器件2的底面2a贴靠在燃烧室3的底面102上。这表示活塞器件的最大的加速行程、在装载物点火的时刻燃烧室的最小的初始体积和完全关闭的排气通道111。总体上由此实现最大的驱入能量。

如果滑动件从关闭的位置出发进一步移动，则前置活塞器件2的初始位置。这导致较大的燃烧室容积和活塞器件2的较小的加速路程。此外在燃烧室3中的压力形成通过排气通道111的部分的打开减少。总体上由此减少活塞器件2的实现的驱入能量。

在按照图1a的滑动件105的完全打开的位置中，存在最大地打开的排气通道111和活塞器件2的最大的前置。

由此在推进装载物给定时取得驱入能量的最小可能的值。

在按照图1和图1a的示例中，滑动件这样设计，使得排气通道已经随着滑动件运动的开始打开。因此也为每种活塞前置配置有排气通道的开口。

在按照图2的第二实施例的情况中，只示出滑动件105的关闭的位置。在该示例中，滑动件105的开口110错开地设置。在此可以首先进行滑动件105以第一行程H的调节，其中，排气通道111保持关闭，但已经进行活塞器件2的前置。在超过该行程H时才开始排气通道111的连续的打开。由此可以总体上进行驱入能量的特别精细的调节。

在未示出的变型中也可以设置为，滑动件105首先打开排气通道并且在进一步的过程中才引起活塞前置。这可以通过销108的对应的空行程在达到最大地复位的活塞器件2之前实现。

后续的说明涉及借助分离器件对驱入仪器的燃烧室的优化的设计。尽管图3至图8的附图中没有示出用于改变驱入能量的调整器件，包括分离器件的燃烧室的设计可以分别按照要求与调整器件104的每个上述构造组合。

燃烧室3横向于中心轴线A通过分离器件5划分。燃烧室的第一部分室3a处于筒仓4那侧上，并且燃烧室3的第二部分室3b处于活塞2那侧上。

在图3至图8示出的示图中，活塞最大地返回，从而第二部分室3b在点火的时刻只具有凹腔2b和必要时在活塞2和分离器件5之间的窄的间隙。

分离器件5这里作为借助外螺纹7可拧入燃烧室3中的构件构成。但分离器件也可以一件式地与燃烧室的其余部分构成或以其他的方式作为单独的构件与燃烧室连接。

分离器件5具有多个穿通部6，所述穿通部这里作为孔实施，所述孔平行于轴线A延伸。穿通部6围绕分离器件5的中央区域8设置，所述中央区域具有封闭的并且未穿通的表面。与轴线A垂直的平面中的中央的、未穿通的区域8的最小的直径以大约35％大于在点火之后打开的筒的直径。这在这里例如对应于筒仓的燃烧室侧的开口的或烟火技术的装载物的指向燃烧室的表面的直径。

这里理想化地假定，燃气和连同其喷出的粉粒、装载物颗粒或类似物首先平行于中心轴线进入燃烧室中。至少直接在点火之后并且在一定的长度上，膨胀的装载物因此主要在棱柱形的喷出区域中沿中心轴线运动，所述喷出区域的周缘通过装载物的表面的轮廓限定。在本发明的本实施例中，分离器件的全部的穿通部6以分离器件的表面处于喷出区域的截面外。喷出区域对应于圆形的筒开口构成为圆柱体。

在分离器件5的中央区域8中此外构成凹部9。凹部9旋转对称地围绕中心轴线A延伸。其盆状成形并且具有平的底部9a。凹部9的直径从在其上面的边缘上的最大的直径d变细成在底部9a的高度上的最小的直径。凹部9的壁不仅具有倾斜的而且具有直的区段。凹部9的最大的深度在这里为最大的直径d的大约60％。

在凹部9的上面的边缘的平面中，中央区域8的封闭的表面延伸直至阶形部10。阶形部10从中央区域8的表面沿轴向方向升高直至燃烧室3的顶部。分离器件5在这里以阶形部10挤压向顶部。这通过对应地拧入分离器件5到燃烧室3中实现。

阶形部10在相邻的穿通部6之间分别构成接片11，所述接片径向向内指向。对应地，在接片11之间保留径向指向的通道12，通过所述通道，燃气和装载物颗粒从中央区域8首先径向向外流动并且然后换向到穿通部6中。

本发明现在关于分离器件如下起作用：

在筒点火之后，还未燃烧的颗粒在燃气形成的前面之前通过前面的筒开口甩出到第一部分室3a中。该部分地还未燃烧的装载物在短的路程之后撞击到分离器件5的封闭的中央区域8的盆状的凹部9中。在那里进行粉粒和燃气的散射和涡旋，其中，粉粒进一步点燃和燃烧。该反应的和膨胀的混合物沿主要径向的方向在接片11之间穿过并且换向到穿通部6中。

在流经穿通部6时，装载物的颗粒已经主要烧掉，从而既不在穿通部中也不在后续的第二部分室3b中存在较大的未燃烧的装载物残余。这阻止不利的沉积和/或穿通部6的堵塞。同时有利于在第二部分室中燃气的受控制的和均匀的膨胀，从而进行活塞2的优化的加速。

在分离器件的在图6中示出的第二实施例中，设置凹部9的另一个成型。如在第一示例中，所述凹部构成为盆状的空隙，但凹部的壁较厚并且连续地倾斜。

在分离器件的在图7中示出的实施例中，凹部9的成型主要如在按照图6的示例中。附加地，在凹部的底部上构成突出的、锥形的突出部13。通过所述锥形的突出部13，进行燃气的强烈的散射和涡旋。

在分离器件的在图8中示出的实施例中，凹部9不具有平的底部，而是具有总体上大致抛物线形的横截面。这样的成型特别良好地适合用于避免沉积物。

当然，本发明不限制于凹部9的示出的示例性的成型。

总体上通过上述驱入仪器结合推进装载物和紧固机构的选择，提供一种用于将紧固元件驱入工件中的系统。在此该系统具有多个不同的紧固机构，其中，为了覆盖驱入能量的全部的范围只需要一种类型的推进装载物。

传输到活塞器件上的驱入能量在使用相同的推进装载物时从最小的驱入能量90焦耳延伸至最大的驱入能量325焦耳。

Claims (13)

1.驱入仪器，所述驱入仪器具有：

手持的壳体，所述壳体包括其中接纳的活塞器件(2)，用于传输能量给要驱入的紧固元件；

尤其是可更换的推进装载物和

在推进装载物和活塞器件(2)之间设置的燃烧室(3)，所述燃烧室尤其是围绕中心轴线(A)延伸；

以及调整器件(104)，借助所述调整器件，从推进装载物传输到活塞器件(2)上的能量能够可调节地改变，其中，与燃烧室(3)连接的排气通道(111)能够借助调整器件(104)的可运动的滑动件(105)释放，

其特征在于，

活塞器件(2)的起动位置能够借助滑动件(105)可调节地改变。

2.按照权利要求1所述的驱入仪器，其特征在于，滑动件(105)平行于轴线(A)可运动，其中，尤其是排气通道(111)的排出横截面分别按照滑动件(105)的位置能够可改变地调节。

3.按照权利要求1所述的驱入仪器，其特征在于，滑动件(105)横向于、尤其是垂直于轴线(A)可运动，其中，尤其是排气通道(111)的排出横截面按照滑动件(105)的位置能够可改变地调节。

4.按照上述权利要求之一所述的驱入仪器，其特征在于，燃烧室(3)的附加容积通过调节滑动件(105)可调节。

5.按照权利要求1至4之一所述的驱入仪器，其特征在于，借助滑动件(105)从关闭的位置出发的调节，首先调节燃烧室的增加的附加容积，并且在进一步调节滑动件(105)时释放排气通道(111)。

6.按照权利要求1至4之一所述的驱入仪器，其特征在于，借助滑动件(105)从关闭的位置出发的调节，首先释放排气通道(111)，并且在进一步调节滑动件(105)时释放燃烧室(3)的增加的附加容积(112、113)。

7.按照权利要求1至4之一所述的驱入仪器，其特征在于，借助滑动件(105)从关闭的位置出发的调节，同时开始释放燃烧室(3)的增加的附加容积(112、113)和排气通道(111)。

8.按照上述权利要求之一所述的驱入仪器，其特征在于，燃烧室(3)借助具有多个穿通部(6)的分离器件(5)分成邻接到推进装载物上的第一部分室(3a)和至少一个邻接到活塞器件(2)上的第二部分室(3b)，

其中在第一部分室(3a)中设置尤其是围绕中心轴线(A)的用于推进装载物的喷出区域，所述喷出区域在推进装载物和分离器件(5)的中央区域(8)之间延伸。

9.按照权利要求8所述的驱入仪器，其特征在于，喷出区域在分离器件(5)的中央区域(8)上通过分离器件(5)的封闭的表面界定。

10.按照权利要求8或9之一所述的驱入仪器，其特征在于，分离器件(5)的中央区域(8)具有凹部(9)。

11.驱入仪器，尤其是按照上述权利要求之一所述的驱入仪器，其特征在于，在正常运行中在相同的推进装载物时，借助调整器件可调节的最大的驱入能量至少对应于借助调整器件可调节的最小的驱入能量的两倍。

12.按照上述权利要求之一所述的驱入仪器，其特征在于，最小的驱入能量不多于150焦耳并且最大的驱入能量不少于250焦耳。

13.用于将紧固元件驱入工件中的系统，所述系统具有按照上述权利要求之一所述的驱入仪器和多个不同的紧固机构，其中所述系统为了覆盖驱入能量的全部的范围只包括具有基本上相同的推进装载物能量的推进装载物。