CN109843512A - 具有安全控制腔室的气动钉枪 - Google Patents

Abstract

一种气动钉枪，包括：工作活塞，该工作活塞与用于钉入固定器件的钉入冲杆连接并且在触发钉入过程时被压缩空气加载，触发装置，该触发装置具有可手动操纵的触发器以及接触传感器，其中通过共同操纵触发器和接触传感器对第一控制阀进行操控，并且在安全控制腔室中的压力高于预定的压力阈值的情况下触发钉入过程，以及第二控制阀，在操纵所述触发器时以与所述接触传感器的操纵无关的方式操控该第二控制阀，其中，所述安全控制腔室以与第二控制阀的位置无关的方式不断通过节流阀排气，并且在操控该第二控制阀时与处于压力下的壳体内腔隔开。

Description

具有安全控制腔室的气动钉枪

技术领域

本发明涉及关于一种气动钉枪，包含工作活塞，其与用于钉入固定器件的钉入冲杆连接并且在触发钉入过程时被压缩空气加载，还包含触发装置，其具有可手动操纵的触发器以及接触传感器，其中通过共同操纵触发器和接触传感器对第一控制阀进行操控，并且在安全控制腔室中的压力高于预定的压力阈值的情况下触发钉入过程，以及包含第二控制阀，在操纵触发器时以与接触传感器的操纵无关的方式操控该第二控制阀。

背景技术

接触传感器是一种机械构件，其通常通过弹簧保持在伸出气动钉枪的口部工具的位置中。若将气动钉枪抵靠至工件，则接触传感器以克服弹簧力的方式位移，直至口部工具贴靠或近乎贴靠在此工件上。仅在接触传感器被如此操纵的情况下方能触发钉入过程。因此，与无接触传感器的设备相比，已知的气动钉枪在防止意外触发方面的可靠性显著改善。

可在两个不同的工作模式下使用具有上述类型的触发装置的气动钉枪。在所谓的“单次触发”时，首先将气动钉枪抵靠至工件，从而操纵接触传感器。随后用手操纵触发器，从而触发一单次钉入过程。

在所谓的“接触触发”(亦称作“触摸”)时，使用者按住触发器，同时将气动钉枪抵靠至工件。在抵靠至工件的过程中，接触传感器被操纵，从而触发一钉入过程。可接连不断地重复抵靠气动钉枪，从而实现极快的工作，特别是在为实现充分固定而需要钉入许多定位精度要求较低的固定器件的情况下。

但在特定情形下，接触触发法导致受伤风险增大。例如，若不仅在需要将气动钉枪抵靠至与上一钉入的固定器件间隔数厘米的同一工件时，而亦在切换至另一远距离布置的工件时，使用者皆按住手动操纵的触发器，则会在物体或身体部位与接触传感器意外触碰的情况下触发钉入过程。例如，在使用者携带气动钉枪(在忽视重要安全规定的情况下)登上梯子，其中使用者按住触发器且不慎被接触传感器擦碰到腿部的情况下，可能会导致事故。

公开文本EP 2 767 365 A1所公开的气动钉枪具有如权利要求1项的前序部分的特征。此气动钉枪具有安全控制腔室，其压力影响闭锁紧活塞，并且在此锁紧活塞的特定位置中阻止钉入过程的触发。安全控制腔室通过第二控制阀及节流阀进行排气或进气。因此，在操纵触发器后，仅能在短时间内实现接触触发，即直至安全控制腔室中的压力超出预定的压力阈值。此后气动钉枪一直锁紧，直至触发器被松开且安全控制腔室中的压力重新到达其初始状态。

发明内容

以此为基础，本发明的目的在于提供一种具有经改进的安全机构的气动钉枪。

本发明用以达成上述目的的解决方案为一种具有权利要求1的特征的气动钉枪。有利设计方案参阅随后的从属权利要求。

所述气动钉枪包括：

工作活塞，该工作活塞与用于钉入固定器件的钉入冲杆连接并且在触发钉入过程时被压缩空气加载，

触发装置，该触发装置具有可手动操纵的触发器以及接触传感器，其中通过共同操纵触发器和接触传感器对第一控制阀进行操控，并且在安全控制腔室中的压力高于预定的压力阈值的情况下触发钉入过程，

以及第二控制阀，在操纵所述触发器时以与所述接触传感器的操纵无关的方式操控该第二控制阀，

其中，所述安全控制腔室以与第二控制阀的位置无关的方式不断通过节流阀排气，并且在操控该第二控制阀时与处于压力下的壳体内腔隔开。

该气动钉枪用于钉入固定器件，如钉子、销钉或夹子。为此，该气动钉枪可具有针对固定器件的匣仓，每次自该匣仓将一固定器件输送至气动钉枪的口部工具的容置口。

该气动钉枪的驱动及控制皆可完全以气动方式进行，故无需提供电能。“排气”始终是建立与无压力腔室，特别是与外界空气的连接。“进气”始终是建立与被压缩空气穿过的腔室的连接。

在触发钉入过程时，对该气动钉枪的工作活塞施加压缩空气。其中该工作活塞驱动与此工作活塞连接的钉入冲杆。该钉入冲杆到达位于口部工具的容置口中的固定器件的后端，并且将该固定器件钉入工件。

该触发装置具有可手动操纵的触发器，其形式例如为翻转开关或滑动开关，并且具有接触传感器。所述接触传感器可为机械组件，其伸出口部工具的前端并被一弹簧保持在此位置中，直至该气动钉枪被抵靠至工件。在此情形下，所述接触传感器以克服弹簧力的方向及反向于钉入方向的方式位移。若共同操纵接触传感器及触发器，则对第一控制阀进行操控，从而触发钉入过程。

在共同操纵触发器和接触传感器的情况下，对该第一控制阀进行操控。若仅操纵可手动操纵的触发器或接触传感器，则不对第一控制阀进行操控。就触发器与接触传感器的共同操纵而言，触发器与接触传感器在特定时间点上同时处于操纵状态下即可。可通过同时操纵实现此方案，但亦可以任意次序操纵。举例而言，可如就单次触发而言常见的那般，首先操纵接触传感器，随后再操纵可手动操纵的触发器。而在接触触发模式中，则可首先操纵可手动操纵的触发器，随后操纵接触传感器。

可通过该可手动操纵的触发器与所述接触传感器的机械耦合实现对该第一控制阀的操控。例如，在共同操纵触发器和接触传感器的情况下，第一控制阀的控制销方可发生位移，从而对第一控制阀进行操控。

若该安全控制腔室中的压力高于预定的压力阈值，则对第一控制阀的控制会触发钉入过程。否则在控制第一控制阀时不会触发钉入过程。

在操纵该可手动操纵的触发器时，以与接触传感器的操纵无关的方式对该第二控制阀进行操控。亦即，在每次操纵触发器时皆对第二控制阀进行操控。为此，例如可如此布置第二控制阀的控制销，使得该控制销在每次操纵触发器时皆自休止位置发生位移。

在本发明中，以与该第二控制阀的位置无关的方式不断地通过节流阀对该安全控制腔室进行排气，并且在第二控制阀的控制过程中将该安全控制腔室与处于压力下的壳体内腔隔开。在该气动钉枪的初始状态下，该安全控制腔室与处于压力下的壳体内腔连接。“初始状态”是一状态，其中气动钉枪连接至压缩空气供给装置，且接触传感器及触发器皆未经操纵。同时不断地通过节流阀对安全控制腔室进行排气。若安全控制腔室与处于压力下的壳体内腔之间的连接因对第二控制阀的操纵而断开，则通过节流阀逸出的气流不再被自壳体内腔后续流入安全控制腔室的空气补偿，且安全控制腔室中压力在一定时间内降至预定的压力阈值以下，进而无法再实施其他触发。

第一眼看去，通过节流阀实现的不断的空气损耗似为缺点，但实践证明此方案特别有利，因为就压缩空气消耗而言此空气损耗无关紧要，并且产生工作噪声。为此，特别是可如此布置将节流阀与外界空气连接的管路，以及如此设计通过节流阀逸出的气流，使得通过节流阀逸出的空气造成可为用户感知的工作噪声。

此工作噪声揭示该安全装置的正常运作以及设备的发射就绪状态：若存在故障，如在节流阀污染的情况下，则该工作噪声改变或消失。若该工作噪声在触发器经操纵的情况下因安全控制腔室中的压力损耗而消失，则向使用者揭示：在通过松开触发器恢复安全控制腔室中的压力后，方可触发其他钉入过程。

根据一设计方案，在未操纵触发器的情况下，该安全控制腔室通过该第二控制阀进气。为此，通过第二控制阀在安全控制腔室与处于压力下的壳体内腔之间建立直接连接，从而导致安全控制腔室的实时进气。因此，在松开触发器后，该气动钉枪在最短时间内重新处于发射就绪的初始状态下。

根据一设计方案，该节流阀连接至一管路，其将该第二控制阀与该安全控制腔室连接。原则上，该节流阀可处于在安全控制腔室与外界空气之间的任意连接中。该用于通过第二控制阀对安全控制腔室进行进气的管路上的布局实现特别简单、紧密的结构。

根据一设计方案，该第一控制阀、该第二控制阀及该节流阀整合在阀体中。此措施亦实现简单且紧密的结构。

根据一设计方案，该安全控制腔室中的压力作用于安全阀的安全阀活塞，该安全阀将控制第一控制阀时进气或排气的管路截止。亦即，根据安全控制腔室中的压力将用于触发钉入过程的管路截止。为此，该安全控制腔室可通过一管路与该安全阀的工作容积连接，或者构成此工作容积。该安全控制腔室中的压力能够特别是沿一与安全阀的开启位置对应的方向挤压安全阀活塞。

根据一设计方案，一弹簧以克服该安全控制腔室中的压力的方式将所述安全阀活塞预紧。因此，该安全阀的位置取决于弹力与由安全控制腔室中的压力施加至安全阀活塞的力的相互配合。因此，通过使弹簧与安全阀活塞的有效横截面匹配，能够精确预定：直至安全控制腔室中的何种压力为止，安全阀留在其开启位置中。

根据一设计方案，该气动钉枪具有一包含控制活塞的预调阀，其中该控制活塞与所述安全阀活塞沿一共同的纵轴线布置。该预调阀用于操控该气动钉枪的主阀，该主阀用于对工作活塞进行进气。控制活塞与安全阀活塞的上述布局实现气动钉枪的特别易于制造的紧密结构。

根据一设计方案，该控制活塞与所述安全阀活塞设于该工作缸的侧部。特定言的，控制活塞与安全阀活塞的共同的轴线可平行于该工作缸的纵轴线。所述特征亦有助于实现该气动钉枪的简易制造及紧密结构。

根据一设计方案，该节流阀的开口横截面尺寸确定为，使得在以对于气动钉枪规定的工作压力运行该气动钉枪时，在操控该第二控制阀后，该安全控制腔室中的压力在0.1s至10s的时间段内低于预定的压力阈值。特定地，在操控该第二控制阀后，例如在约4s后，可在1s至5s的时间段内低于该压力阈值。该节流阀的开口横截面可以是可调整的，从而能够对该时间段进行个性化调节。此调节较佳地仅由气动钉枪的制造商一次性实施，以及仅会因使用者的未经允许的操纵而改变。该气动钉枪总是及时锁紧，从而在许多典型应用情形下防止因接触传感器的意外操纵而造成的钉入过程。

根据一设计方案，该气动钉枪具有止回阀，通过该止回阀在触发钉入过程时对该安全控制腔室进行进气。藉此便在触发钉入过程时就安全控制腔室中的压力而言恢复初始状态。可非常快速地实现此方案。若在钉入过程后继续按住该触发器，则安全控制腔室中的压力以前述方式重新逼近压力阈值，其中在预定的时间段后会低于该压力阈值。直至那时为止，可随时通过操纵接触传感器实施另一触发，使得气动钉枪不受限地适用于接触触发法中快速相继的钉入过程。

附图说明

下面结合附图所示实施例对本发明进行详细说明。其中：

图1为本发明的气动钉枪的局部剖视图，

图2为图1的包含主阀及预调阀的截取部分的放大图，

图3至图6为选取的图1中的组件在不同工作状态下的放大图。

具体实施方式

首先结合图1以局部概览的方式示出气动钉枪10的最重要的组件。气动钉枪10具有手柄12，其固定在朝上被壳体罩盖142封闭的下壳体部件140上。

可手动操纵的触发器14以可围绕偏转轴16偏转的方式支承在气动钉枪10的壳体上并如此布置，使得通过手柄12握住气动钉枪10的使用者能够方便地用食指操纵该触发器。在此操纵中，设于触发器14的顶侧的按钮18与第二控制阀22的触销20抵靠，使触销20向上位移，进而对第二控制阀22进行操控。由于直接通过固定设于触发器14上的按钮18引起对第二控制阀22的控制，故此控制与接触传感器24的操纵无关。

接触传感器24向下伸出口部工具28的口部26数厘米。若将气动钉枪10抵靠至工件，则接触传感器24以克服未绘示弹簧的作用力的方式向上位移，直至所述接触传感器与口部26齐平或仅略微伸出口部26。接触传感器24与力传递组件30机械耦合，该力传递组件在接触传感器24的运动过程中向上跟随运动。力传递组件30以可在气动钉枪10的壳体上运动的方式受导引，并为此具有长形孔32，以供导销98穿过。

在接触传感器24的操纵过程中，力传递组件30自所示起始位置向上位移，并通过固定于力传递组件30上的止挡销34使杠杆36的自由端跟随运动，该杠杆的固定端以可在触发器14内部围绕偏转轴38偏转且靠近自由端的方式铰接。故杠杆36近乎平行于触发器14的纵向，且其顶侧充当按钮40，在共同操纵接触传感器24及触发器14的情况下，该按钮使第一控制阀44的触销42向上位移，进而对第一控制阀44进行操控。

口部工具28具有容置口46，其中每次将一固定器件自匣仓48送入该容置口。自处于容置口46内的此位置起，通过与气动钉枪10的工作活塞52连接的钉入冲杆50将该固定器件(例如钉子、销钉或夹子)钉入。为此，工作活塞52在工作缸54中受导引。在工作缸54上方以将此工作缸密封封闭的方式设有主阀56，其右侧设有对主阀56进行操控的预调阀58。下文将结合图2的局部放大图对所述组件的细节以及相关的设备功能进行详细说明。

自图2能够最清楚地识别出预调阀58。该预调阀具有控制活塞94，其在导套96中受导引。控制活塞94的下端通过下部O形圈100与导套96隔绝。在气动钉枪10的初始状态下，与预调阀58的工作容积连接的第一控制管路82经排气，且控制活塞94位于所示下部位置中。在此位置中，该控制活塞被弹簧102的作用力保持。

除下部O形圈100以外，控制活塞94还具有中部O形圈104及上部O形圈106。在控制活塞94的所示下部位置中，上部O形圈106将控制活塞94与导套96隔绝，并且将与未绘示的排气口的连接截止，该排气口与外界空气连接。中部O形圈104不处于密封状态，故主控制管路110通过导套96中的径向钻孔112以及介于控制活塞94与导套96之间的环形间隙70以在中部O形圈104旁经过的方式与壳体内腔64连接。主控制管路110通过一未绘示于所示剖面中的连接与腔室72连接，该腔室与径向钻孔112连通。在气动钉枪10的初始状态下，壳体内腔64经进气，即与未绘示的压缩空气接头连接并处于工作压力下。

主控制管路110与位于主阀56的主阀施控组件116上方的腔室114连接，故主阀施控组件116被施加一向下的作用力，且工作缸54的上缘进而通过O形圈118与壳体内腔64隔绝。此外，通过弹簧120对主阀施控组件116施加一朝向所示将工作缸54封闭的位置的作用力。

通过对第一控制管路82进行进气来触发钉入过程，具体方式为，使控制活塞94向上位移，进而使中部O形圈104进入密封状态，并且使上部O形圈106解除密封。藉此将主控制管路110与壳体内腔64的连接截止，并且在主控制管路110与未绘示的排气口之间建立连接。通过该排气口对位于主阀施控组件116上方的腔室114进行排气，且主阀施控组件116通过其下外环面122上的处于壳体内腔64中的压力以克服弹簧120的作用力的方式向上位移。藉此，压缩空气自壳体内腔64流入位于工作活塞52上方的工作缸54，并向下驱动工作活塞52。在此向下运动中，与工作活塞52连接的钉入冲杆50将固定器件钉入。

在图1中，在预调阀58下方设有包含安全阀活塞126的安全阀124，所述安全阀活塞与安全控制腔室62及节流阀60共同起作用。下文将结合图3至图6对所述组件的细节以及相关的设备功能进行详细说明。

自图3可良好地识别出可手动操纵的触发器14，包含支承于其中的杠杆36及按钮18。第二控制阀22的触销20在第二控制阀22的嵌入壳体并与壳体隔绝的套筒66中受导引。一未绘示于图示剖面中的第二控制管路将套筒66中的径向钻孔68与安全控制腔室62连接。第二控制阀22的上部O形圈74不处于密封状态，故径向钻孔68与壳体内腔64连接。因此，在图3所示初始状态下，安全控制腔室62进气。

此外，在未绘示的第二控制管路上连接有节流阀60，其将该第二控制管路，进而将安全控制腔室62与外界空气连接。在初始状态下，空气不断地通过节流阀60向外流动，进而产生可为用户感知的工作噪声。

安全控制腔室62中的压力作用于安全阀活塞126的底侧，并克服弹簧128的作用力将安全阀活塞126保持在所示上部位置中。安全阀活塞126在套筒80中受导引并具有上部O形圈138，其在所示位置中不处于密封状态。因此，第一控制管路82(在图3中在该第一控制管路内设有弹簧128)通过环形间隙130及套筒80中的径向钻孔132与斜置的第三控制管路134连接。

第一控制阀44的触销42在套筒76中受导引，该套筒具有一与第三控制管路134连接的径向钻孔78。阀销42上的上部O形圈90与套筒76隔绝；阀销42上的下部O形圈88不处于密封状态。因此，径向钻孔78及第三控制管路134通过环形间隙84排气。在所示起始位置中，壳体内腔64同时通过上部O形圈90与径向钻孔78隔开。

第一控制阀44、第二控制阀22及节流阀60整合在一共同的阀体148中。

图4示出图3中的布局在操纵触发器14后的状态。控制销20位于上部位置中，且第二控制阀22将壳体内腔64与未绘示的第二控制管路之间的连接截止，因为上部O形圈74与套筒66隔绝。藉此阻止空气流入安全控制腔室62，并通过节流阀60对安全控制腔室62进行缓慢排气。

作为附加安全措施，第二控制阀22具有另两个O形圈86，其在控制销20的两个末端位置中将控制销20与套筒66隔绝。处于该两个O形圈86外的腔室通过在控制销20内部延伸的旁通管路92相连。旁通管路92具有两个径向钻孔以及在所述径向钻孔之间延伸的轴向钻孔。此安全措施的作用为，在上部O形圈74不密封的情况下，在介于控制销20与套筒66之间的上部末端位置旁流过的空气不会通过径向钻孔68到达安全控制腔室62，而是通过旁通管路92向外排出。

若自图4所示状态出发对接触传感器24进行操纵，则产生图5所示位置。止挡销34跟随力传递组件30和接触传感器24的向上运动，使得按钮40操纵第一控制阀44的控制销42。藉此，上部O形圈90解除密封状态，且壳体内腔64中的压力通过径向钻孔78及第三控制管路134到达安全阀124。由于安全阀活塞126位于其上部位置中，即安全阀124位于开启位置中，故空气通过径向钻孔132及环形间隙130进一步流动至第一控制管路82。钉入过程被触发，如结合图2所述。

此外，第一控制管路82的进气亦具有以下作用：空气通过安全阀活塞126中的轴向钻孔136及径向钻孔144到达O形圈146的内侧，该O形圈嵌入在控制活塞126中的环绕式凹槽中并形成一导入安全控制腔室62的止回阀。该止回阀开启，使得安全控制腔室62因钉入操纵而进气。可供再次接触触发钉入操纵的时间区段重新开始计算。

图6示出气动钉枪10的锁紧状态，自图4所示状态(即在操纵触发器14的状态下)在一定无操作时间后(例如在约4s后)自动产生此锁紧状态。在此时间内，安全控制腔室62中的压力因通过节流阀60逸出的空气而降至预定的压力阈值以下，故安全阀活塞126通过弹簧128的作用力向下位移，即安全阀124位于锁紧位置中，其中第三控制管路134与第一控制管路82之间的连接被截止。若此时操纵接触传感器24并对第一控制阀44进行操控，则第三控制管路134的进气保持无结果。安全控制腔室62中的压力恢复时，方能重新触发钉入过程。可随时通过短暂松开触发器14实现此操作。

附图标记列表：

10：气动钉枪

12：手柄

14：触发器

16：偏转轴

18：按钮

20：触销

22：第二控制阀

24：接触传感器

26：口部

28：口部工具

30：力传递组件

32：长形孔

34：止挡销

36：杠杆

38：偏转轴

40：按钮

42：触销

44：第一控制阀

46：容置口

48：匣仓

50：钉入冲杆

52：工作活塞

54：工作缸

56：主阀

58：预调阀

60：节流阀

62：安全控制腔室

64：壳体内腔

66：套筒

68：径向钻孔

70：环形间隙

72：腔室

74：上部O形圈

76：套筒

78：径向钻孔

80：套筒

82：第一控制管路

84：环形间隙

86：附加O形圈

88：下部O形圈

90：上部O形圈

92：旁通管路

94：控制活塞

96：导套

98：导销

100：下部O形圈

102：弹簧

104：中部O形圈

106：上部O形圈

110：主控制管路

112：径向钻孔

114：腔室

116：主阀施控组件

118：O形圈

120：弹簧

122：环面

124：安全阀

126：安全阀活塞

128：弹簧

130：环形间隙

132：径向钻孔

134：第三控制管路

136：轴向钻孔

138：上部O形圈

140：下壳体部件

142：壳体罩盖

144：径向钻孔

146：O形圈

148：阀体

Claims (10)

1.一种气动钉枪(10)，包括：

工作活塞(52)，该工作活塞与用于钉入固定器件的钉入冲杆(50)连接并且在触发钉入过程时被压缩空气加载，

触发装置，该触发装置具有可手动操纵的触发器(14)以及接触传感器(24)，其中通过共同操纵触发器(14)和接触传感器(24)对第一控制阀(44)进行操控，并且在安全控制腔室(62)中的压力高于预定的压力阈值的情况下触发钉入过程，以及

第二控制阀(22)，在操纵所述触发器(14)时与是否操纵所述接触传感器(24)无关地操控该第二控制阀，

其特征在于，所述安全控制腔室(62)与第二控制阀(22)的位置无关地不断通过节流阀(60)排气，并且在操控第二控制阀(22)时与处于压力下的壳体内腔(64)隔开。

2.如权利要求1所述的气动钉枪(10)，其特征在于，在未操纵触发器(14)的情况下，所述安全控制腔室(62)通过第二控制阀(22)进气。

3.如权利要求1或2所述的气动钉枪(10)，其特征在于，所述节流阀(60)连接至一管路，该管路将第二控制阀(22)与安全控制腔室(62)连接。

4.如权利要求1至3中任一项所述的气动钉枪(10)，其特征在于，第一控制阀(44)、第二控制阀(22)以及节流阀(60)整合在一个阀体(148)中。

5.如权利要求1至4中任一项所述的气动钉枪(10)，其特征在于，所述安全控制腔室(62)中的压力作用于安全阀(124)的安全阀活塞(126)，该安全阀将在操控第一控制阀(44)时进气或排气的管路截止。

6.如权利要求5所述的气动钉枪(10)，其特征在于弹簧(128)，该弹簧以克服该安全控制腔室(62)中的压力的方式将所述安全阀活塞(124)预紧。

7.如权利要求6所述的气动钉枪(10)，其特征在于，该气动钉枪(10)具有包含控制活塞(94)的预调阀(58)，该控制活塞(94)与所述安全阀活塞(126)沿共同的纵轴线布置。

8.如权利要求7所述的气动钉枪(10)，其特征在于，所述控制活塞(94)以及所述安全阀活塞(126)设置在所述工作缸(54)的侧部。

9.如权利要求1至8中任一项所述的气动钉枪(10)，其特征在于，所述节流阀(60)的开口横截面尺寸确定为，使得在以对于气动钉枪运行规定的工作压力运行该气动钉枪(10)时，在操控第二控制阀(22)之后，安全控制腔室(62)中的压力在0.1s至10s的时间段内低于所述预定的压力阈值。

10.如权利要求1至9中任一项所述的气动钉枪(10)，其特征在于止回阀，通过该止回阀在触发钉入过程时对安全控制腔室(62)进行进气。