CN1190919A - 发射工具燃烧室的弹性可膨胀环密封 - Google Patents

Abstract

一种用于驱动一钉子或其它紧固件的工具,该工具由一无壳发射药(62)驱动,由可燃材料制成的设置在一带(64)上的该无壳发射药被送入一燃烧室(44)。该发射药(62)通过以一斜角撞击该弹的敏化剂部分(90)被点燃。点燃构件(66)导致敏化剂材料(90)与该发射药(62)表面的氧化剂层(88)相混合,而引起该弹燃烧。发射药(62)被点燃时其受挤压地置于一孔板(74)和燃烧室的一可移动部分(80)之间。孔板(74)包括一个基座(78),该基座有一环形挤压表面,该表面将点燃区域的表面与发射药(62)的其它表面分隔开,确保点燃气体被强制穿过弹(62)。孔板(74)与燃烧室(44)的可移动部分(80)之间设置有一环状“C”形环(82)。当该弹(62)被点燃后,所产生的气体压力使环状“C”形环(82)弹性膨胀并促使该“C”形环的两轴端与燃烧室的相对可移动部件间形成密封。燃烧气体通过孔板(74)上的小孔(76)进入一气缸(40),在该气缸内,这些气体推动一驱动装置(42)运动,该驱动装置又撞击并驱动一紧固件如一钉子。驱动装置(42)可在气缸(40)内往复运动并被一气体弹簧回位气缸(17)推回到其预燃烧位置。气动回位气缸(17)与驱动装置(42)机械相连并内含一密封气态流体,该流体与燃烧室(44)内的流体相互隔离且彼此无任何关系。一用于降低驱动装置速度的机构(60)包括一系列间隔排列的、尺寸逐渐增加的金属杯状构件(110、112、114),这些杯状构件的质量、接触表面积和接触角逐渐增加。

Description

发射工具燃烧室的弹性可膨胀环密封

本发明总得来讲涉及驱动工具，更具体地说涉及利用发射药来驱动一紧固件或其它物体的发射药驱动工具。下面将结合一驱动工具具体公开本发明，该驱动工具点燃一无壳发射药，利用其所产生的燃烧气体来驱动一钉子。

目前所用的紧固件驱动工具，绝大多数为气动的。气动工具利用经一软管提供给该工具的压缩空气作为动力源。但是，气动工具的通用性受到严格的限制；他们必须通过一根软管与一压力空气源相连，所以限制了气动工具从空气源移动的距离。此外，一些偏远工作地，很难提供一较易接近且经济的空气源。设置电力设施向压缩空气源提供动力，或采用其它动力源(如以汽油为燃料的压缩机)提供压缩空气，会增加额外的费用，与气动工具通常所提供的效率和方便程度相比，降低了很多。因此，迄今许多努力都放在了提供气动工具使用不便的情况下替代气动工具的其它工具上。

已经研制出一种替代工具，该工具利用电力作为动力，发射具有常用气动工具所发射的紧固件的型式和尺寸的紧固件。多数此种工具采用一个电动马达来驱动一个或数个飞轮，这些飞轮依次储存足够能量驱动紧固件。在美国专利第4,042,036；4,121,745；4,204,622；4,298,072；4,323,127和4,964,558号中描述了这些工具的若干实施例。但是，这些工具仍存在气动工具同样的限制，即他们必须通过一电线与一电源相连。

近期研制出的第二种替代工具是完全不需要其它辅助设置的紧固件驱动工具，该工具由一种气态燃料-空气混合物的内部燃烧提供动力。此种工具的实施例可以在美国专利第2,898,893；3,042,008；3,213,608；3,850,359；4,075,850；4,200,213；4,218,888；4,403,722；4,415,110和4,739,915号中找到。尽管这些工具不必与一外部动力源相连而且具有很强的通用性，但是他们可能多少有些大、有些复杂、有些重，使用起来有些不便。此外，因所用燃料相对较贵，所以它们可能使用起来有些不太经济。

另一种通常被用作气动工具替换物的工具是火药或发射药驱动工具。火药或发射药驱动的紧固件驱动工具多用于将紧固件射入坚硬表面如水泥。此种工具的最一般形式通常是单紧固件、单发装置；也即一单个紧固件与一单个发射药一起由人工装入该工具的枪膛内。该紧固件发射后，还必须由人工将另一紧固件和发射药重新添装入该工具内以备下次发射。第4,830,254；4,598,851；4,577,793号美国专利中描述了此种工具的一些实施例。

在发射药驱动工具方面，存在有许多形式各异的子弹用作发射剂。例如，美国专利第3,372,643号给出了一种低爆无引爆药弹，其由基本上有弹性的纤维状硝化纤维颗粒组成，具有一点燃部分，辐板厚度小于颗粒的其它任何尺寸。美国专利第3,529,548号给出了一种火药弹，包括一个由两独立部分构成的弹壳，此两部分包括一个处于中央的点燃剂接收腔和一个环形的发射剂接收腔。美国专利第3,911,825号公开了一种发射药，该发射药具有一“H”形横截面，该发射药由一引爆剂和围绕其的环形发射火药弹构成。

目前，第二种火药驱动工具已被使用了。该工具也使用紧固件，所用紧固件仍是单个地装入该工具的发射腔内。但是，用来提供发射紧固件所需能量的发射药不是单独添装的而是设置在一可弯曲的带上，顺序设置在该带上的子弹一个接一个地被装入该工具的燃烧室内。此种形式工具的实施例在美国专利第4,687,126；4,655,380和4,804,127号中给出。在上述的采用了一个弹药带装置的工具中，可以采用各式各样的带。第3,611,870号美国专利涉及到一种塑料带，一些爆炸弹通过一压装配合固定在该带的凹槽内。美国专利第3,625,153号提供了一种用于火药驱动工具的弹药带，该带可绕一基本平行该带表面部分的轴绕成一滚筒形，该带上设置的发射药基本垂直该带表面部分。美国专利第3,625,154号给出了一种具有容纳发射药用的凹槽的柔性弹药带，其中该带的厚度与其内所含子弹的长度相同。美国专利第4,056,062号公开了一种用于携带一种无壳子弹的带，其中弹药放置在一凹槽和一塔形壁形成的空间内，放置后其外表面与弹药槽的环形内表面相接触。美国专利第4,819,562号描述了一种内含发射药的装置，该装置具有若干一端封闭的中空构件和若干封闭装置，这些封闭装置每一个都有一周边装入该内含发射药的装置的中空构件的开口端内。

最近，又出现了几种火药驱动工具，这些工具以一与常用气动工具类似的方式工作；也即，这些装置包括一个自动进给装置，该自动进给装置自动地将一些紧固件依次提供给该工具的发射腔，同时一弹药带上的发射药被依次提供给该工具以驱动这些紧固件。

美国专利第4,821,938号描述了此种工具的一个实施例。该专利给出一种工具，该工具是美国专利第4,655,380号所给工具的改进型，该美国专利4,821,938涉及到一种带有一改进的安全联锁装置的火药驱动工具，只有当一安全杆被强制插入枪膛和气缸装置中而且此时该枪膛与气缸装置已被强制向后进入到其后部位置时，该安全联锁装置才允许引爆一子弹。

在美国专利第4,858,811号中描述了另外一种此类形式的工具。该工具是美国专利第4,687,126所给工具的改进型，包括一个手柄、一个环形腔、一个柱塞和一个处于环形腔内的燃烧室，该燃烧室接收一子弹以备发射，当该子弹被引爆后推动柱塞向前运动以发射一钉子。在环形腔的前方设置有一紧固件盒，该紧固件盒用于在重复使用工具时引导一由自动进给装置夹持的紧固件带向上通过该工具。

以上提到的两种火药驱动工具，都是设计用于发射紧固件进入坚硬表面如水泥的。因此，需要一种发射药驱动工具作为常用气动工具的替代工具，它可以有效地将紧固件打入木材内。

因此本发明的一个目的就是要通过提供一种较轻的、较不复杂的、与常用气动工具非常类似的发射药驱动工具来克服本领域存在的缺陷。

本发明的另一个目的是提供一种可在通常使用气动工具的那些工作环境中比较容易且有效使用的工具。

本发明的另一个目的是提供一种不需其它辅助设备的紧固件驱动工具，与当前本领域公知且可用的工具相比，该工具工作起来更安全，费用更低。

在下面的描述中将进一步描述本发明的其它目的、优点和新特征，在阅读下文的基础上本领域技述人员会可以更清楚这些其它的目的、优点和新特征，或可以获知本发明之实用性。本发明之目的和优点可以通过在后附的权利要求书所特别指出的装置和结合来实现和获得。

为达到前述以及其它目的，按照本发明所公开之目的，提供了一个用于驱动一物体的发射工具。该工具包括一个限定一燃烧室的基体，该燃烧室至少部分是由可彼此相对运动并与一气缸流体相通的第一和第二构件构成。一环状环设置在燃烧室的第一和第二构件之间，以在二者间形成密封。该环可在燃烧室内产生的燃烧压力的作用下弹性膨胀，所以随着燃烧室内产生的压力增加，该环状环与燃烧室的第一和第二构件之间的密封压力也随之增加。在本发明的一个最佳方式中，该第一和第二构件可相对轴向运动。

根据本发明之另一方面，环状环具有至少一个径向延伸的腔，随着该径向延伸腔内流体压力的增加，在此径向延伸的腔内受到压缩的流体挤压该环状环的两轴端，促进两轴端分别与燃烧室的第一和第二部分之间的密封。该环状环最好具有一基本呈“C”形的横截面结构，最好由一种金属材料如不锈钢或钛制成。

根据本发明之另一方面，燃烧室与气缸之间置有一个孔板。该孔板具有至少一个贯穿该孔板的的小孔以提供燃烧室与气缸间的流体相通。该小孔最好加工成一定尺寸以基本限制一发射药的固体成分进入气缸。在本发明的一个最佳形式中，该小孔具有一从约.010英寸至约.070英寸的直径。

从下面的描述中，本领域技术人员还会进一步清楚本发明的其它目的。在下面的描述中，简要地通过说明一个设想的实施本发明的最佳模式示出并描述了本发明的一个最佳实施例。将会发现本发明可以包括其它不同的显面易见的方面，所有这些方面均不离开本发明。因此附图及说明实际上被认为是示意性的而不具有限制性。

和说明书相结合并构成其一部分的附图与用来解释本发明原理的说明共同阐述了本发明的几个方面。这些附图包括：

图1是按照本发明原理构造的用于发射钉子的发射工具的透视图；

图2是图1所示发射工具的主体的等角度透视图，图的部分被横剖开，该图示出了主体内的用于往复驱动一驱动装置的内部气缸和用于使该驱动装置回到一预定位置的气动回位气缸，图中气缸的横截面部分是沿图1中的2-2线剖开后得到的；

图3是图1所示发射工具的点燃腔的分解透视图，该图示出了点燃腔的各部件与一发射药带之间的关系；

图4是图3所示燃烧室沿图2中的4-4线剖开后得到的横剖图，该图示出了一受挤压地结合在点燃腔的两可相对运动部件之间的发射药；及

图5是图2所示驱动装置的停上机构的分解透视图。

下面将详细描述本发明当前最佳实施例，附图示出了其中之一实施例，在整个附图中同一图标代表同一构件。

现在参见附图，图1是一发射工具的透视图，按本发明之原理构造的该发射工具由图标10代表。发射工具10包括一个支承着一手柄14的主体12、一个导向体16和一个无柱塞气体弹簧回位装置17。如图所示，导向体16支承着一个紧固件自动进给器18，该自动进给器18又顺序支承着一些紧固件，这些紧固件均由图标20代表。在图1中具体示出的紧固件20是钉子，这些紧固件被添装入导向体16，在导向体16内他们与一个驱动装置(图1未示，见图2)接触并被驱动进入一需要紧固的结构(图中未示)内。

如图1所示，主体12由一个消声器22部分覆盖，以利用它来减小从一燃烧室(图1未示，见图4)传出的噪音。一对凸轮24、26绕主体12可转动设置，以控制腔体28相对主体12的运动。凸轮24、26中的每一个都是可转动地装在从主体12向外延伸的转销30(图1中仅示出其中一个)上。凸轮24、26中的每一个都有一内孔32，该内孔32限定了一个用于引导从腔体28向外延伸的转销36(图1中仅示出其中一个)的运动的凸轮表面34。两凸轮24、26通过一根凸轮连接杆38相互连接在一起。

图2示出了主体12，图中工具10的外部的各部件已被拆去。主体12有一内部气缸40，一大体呈圆柱结构的驱动装置42可在该气缸40内往复运动。驱动装置42在其一轴端(图2所示的上端)有一柱塞部分42a。该柱塞部分42a经一截体圆锥(frusco-concial)座部分42c与一柄体部分42b相连。柄体部分42b的轴端远离柱塞部分42a，延伸入导向体16内，并以一驱动端(图中未示)结束，该驱动端用于接触紧固件20并将其陆续驱动入一位于导向体16的远端附近的一结构(图中未示)内，在现有技术中这些都是较常用的。本领域技术人员可以很容易地理解到，驱动装置42的驱动作用是由驱动装置42在气缸40内的轴向运动取得的。在本发明的最佳形式中，驱动装置42可以在一如图2所示的最初缩回位置与一驱动装置42的驱动端伸到导向体16外的伸展位置之间往复运动。在此伸展位置，驱动装置42的座42c逐渐与一驱动装置停止机构接合，该停止机构由图标60代表。图5更详细地示出了该停止机构60。

驱动装置42，在部分位于腔体28与主体12之间的一燃烧室44(见图4)中形成的压力的推动下，在气缸40内从缩回位置移动到伸展位置。通过引燃一无壳发射药62，可在燃烧室44内有选择地形成压力。如图2-4所示，该无壳弹是经由一发射药进入通道63被装入燃烧室44内的。更具体地讲，在如图所示的实施例中，无壳弹62置于一由纸、塑料或其它合适材料制成的带64上，经进入通道63被送入。发射药在燃烧室44内由一可往复运动的点燃构件66以某种方式引燃，该方式将在下面详述。

驱动装置42在与其机械相连的气体弹簧回位装置17的作用下从伸展位置退回到缩回位置。更具体地说，一驱动头48从驱动装置42的柱塞部分42a向外径向延伸，穿过主体12上的一开口50直抵无柱塞气体弹簧回位装置17的一气体弹簧杆46。该气体弹簧杆46具有一圆柱结构(除置于驱动头48中的部分带有一小的锥度外)。气体弹簧杆46不与驱动头48相连的轴端延伸入一个两端封闭的内含密封可压缩流体的壳68内，该密封可压缩流体与内部气缸40内的用于驱动装置42的任何流体相互隔离彼此无任何关系。当发射药62在燃烧室44内被引燃后，由于气体弹簧杆46与驱动装置42间彼此机械相连，所以气体弹簧杆46也被强行轴向移动进入壳68。气体弹簧杆的这种插入壳68的运动压缩了壳68内的密封气态流体。当燃烧室44内的燃烧压力减小时，无柱塞气体弹簧回位装置17开始工作，由于驱动装置42向其伸展位置运动时，气体弹簧气缸内所产生的密封可压缩流体受到压缩、压力增加，所以当燃烧室44内压力减小时该增加的压力又将驱动装置42推回到其缩回位置(如图2所示)。

现在一同参见图3和4，图中更详细示出了燃烧室44的细节以及引燃发射药62的方法。置于带64上的发射药62被送入燃烧室44，在燃烧室44内通过将带64夹住，将发射药62保持在一预定位置，从而将发射药62固定在腔体28与主体12之间的一个合适位置中。燃烧室44部分地设置在主体12上形成的一凹槽70内。该凹槽70被加工成一定尺寸和结构以接收并支撑一孔板74，该孔板74被压装入凹槽70内。孔板74有一些小孔76(见图4)，这些小孔使得燃烧室44与用于驱动装置42的内部气缸40(见图2)之间的流体相通。一支座78处于孔板74中央并与之做成一体。该支座78从孔板74轴向向外朝腔体28延伸入燃烧室44。腔体28包括可轴向调节的腔盖80，该腔盖限定了燃烧室44与孔板74相对的轴端。腔盖80与支座78相配合以便将一发射药6 2受挤压地结合在二者间，这些还将在下面更全面地描述。

根据本发明的一方面，一环状“C”形环置于腔盖80与孔板74之间以提供二者间的密封，该环最好由一种金属如不锈钢或钛制成。该“C”形环，义如其文，具有一大体呈“C”形的横截面结构，该“C”形环限定了一个向外径向延伸到其轴端外的腔。该“C”形环可在燃烧室44内产生的燃烧压力的作用下弹性膨胀，从图4中或许可以很容易地看出。这种可膨胀性可使“C”形环保持与孔板74和腔盖80密封接触，因为这两部件在燃烧压力的作用下会产生相对轴向运动。因此，随着引燃发射药62后燃烧室内产生的燃烧压力，“C”形环可以有效地增加并提高孔板74和腔盖80间的密封压力。一由孔板74支撑的膨胀支撑环84围绕“C”形环82设置并用以将孔板保持在正确位置并用于夹持“C”形环。

如上所示，孔板74具有至少一个，在最佳实施例中为很多，小孔76，该小孔使得燃烧室44与气缸40间的流体相通。这些小孔最好加工成一定的尺寸以大体限制发射药62未引燃固体成分进入气缸40。最佳实施例的发射药62由硝化纤维制成，对穿过小孔76的固体成分的任选限制程度由发射药纤维的平均长度决定。已发现小孔最好加工成具有一约为三分之一发射药纤维平均长度的直径。在最佳实施例中，小孔76加工成直径在0.010到0.070英寸范围内以实现这种功能。

发射药62包括一由一种第一可燃材料如硝化纤维制成的弹体86。在最佳实施例中，用于制造该主要可燃烧材料86的纤维具有一约0.1英寸的平均长度。根据本发明的另一方面，发射药86的外表面涂敷有一氧化剂膜88，该膜88最好由一种可燃烧材料与富氧化剂材料组成的混合物形成。在最佳实施例中，该氧化剂膜88由一种重量上约占5％到60％的氯化钾和重量上约占5％到80％的硝化纤维组成的混合物形成。用于形成该涂敷膜88的硝化纤维可以是纤维形成的，如果是，这些纤维最好具有一基本比形成弹体86的硝化纤维的平均纤维长度短的平均长度。最好，涂料呈方块形或球形以改善涂敷性能。

如图3和4结合所示，发射药带64是由两层纸、塑料或其它合适材料形成，第一层64a和第二层64b，发射药62夹在这两层64a和64b之间。一种敏化剂材料90设置在层64b的发射药62另一侧的外表面上。该敏化剂材料90接近富氧化剂层88的至少一部分，但是带的材料层64b将二者隔开，该敏化剂材料90最好是含在一种粘合剂内的红磷。

发射药62被置于燃烧室44内合适的位置以使敏化剂材料90处于一点燃构件66的运动路径内，该点燃构件66可在一斜向延伸穿过孔板74的孔92内往复运动。点燃构件66的该运动导致该点燃构件66端部的一个发火针尖端96刺入并被驱动进入无壳发射药62内，该运动是通过以一本领域公知的方式搬动工具10上的一起动装置94(见图1)启动的。除了由于发火针尖端96与敏化剂材料90间磨擦产生的热外，该动作还迫使敏化剂材料90与氧化剂涂层88相混合。这种相互作用促使富氧化剂涂层88内的氧化剂成分分解产生热的氧气。进而点燃富氧化剂涂层88内的燃料组分，随后点燃可燃材料86。

从以上描述可以清楚，点燃构件66的发火针尖端96相对发射药62表面以一斜的角度撞击发射药62，并对该发射药62施加一剪切力。该点燃构件的运动的角度相对驱动装置42的运动方向以及腔体与主体12间的相对运动方向也是倾斜的。

孔板74的支座也通过引导点燃气体穿过发射药62而有力地保证了发射药62的完全燃烧。如图3和4所示，该支座78与发射药62的一个环形表面有压力地接合，并将此环形表面内的区域与发射药表面的从该环形表面向外径向设置的部分隔离。这是通过一个从支座78向上轴向延伸的环形压缩凸起98来达到的。如图4所示，点燃构件66的发火针尖端96在环形凸起98限定的区域内撞击发射药62。与发射药有压力地接合的该环形压缩凸起98，可以有效地限制环形凸起98内的发射药表面与环形凸起98外的发射药62的那些表面之间的气流。所以，通过点燃发射药62而在环形压缩凸起98内形成的点燃气体被径向向外引导穿过发射药62。图4中为了清楚起见，点燃构件66与孔92间的间隙被有意放大。实际上，该间隙非常小，如在.005英寸内，以尽量减少流过孔92的燃烧气体。从图中还可以看到，孔92与一发火针冲刷孔100相通，以便将部分燃烧完的发射药材料从孔92中冲刷出去以防止弄脏点燃构件66。

最后见图5，该图更加详细地示出了图2所示驱动装置停止机构60的一部分。在如图所示具体形式中，驱动装置停止机构60包括若干独立部件，这些部件绕驱动装置42的柄体部分42b同心布置，这些部件包括两个止动垫102和104、两个弹性“O”形圈106和108，及三个顺序布置、尺寸逐渐加大的、套装在一起的杯状金属停止构件110、112和114。

停止构件110具有两个锥形的接触表面，一个内接触表面110a和一个外接触表面110b。该停止构件110被加工成两接触表面110a和110b，每一个均相对于驱动装置42的纵轴111成一锐角，而且接触表面110b的角度要比接触表面110a的角度大一些。再有，接触表面110b的表面积比接触表面110a的表面积大。停止构件110绕驱动装置42设置并与其同轴，而且与截体圆锥部分42c相邻，以便在驱动装置42接近其驱动冲程末端时，使内接触表面110a与驱动装置的圆锥表面42c相接触。该停止构件的接触表面110a要加工成一定尺寸和形状并适于接收驱动装置42的圆锥表面42c。如图所示，接触表面110a具有一约40度的夹角，该夹角与驱动装置42的圆锥表面42c的夹角相匹配且大约相等。接触表面110a总体绕驱动装置42和工具的气缸40的纵轴对称布置，该纵轴在图5中由中心线111示出。

停止构件112置于与停止构件110相接触的位置，并具有一与停止构件110相类似的杯形结构。与停止构件110一样，停止构件112也具有一内圆锥接触表面和一外圆锥接触表面。内接触表面由图标112a表示，该表面的表面积约等于接触表面110b的表面积。停止构件112的外接触表面由图标112b表示，该表面具有一比内接触表面112a表面积大的表面积。当驱动装置42接近其冲程终点时，内接触表面112a可以接收接触表面110b，因此，该接触表面112a具有一与接触表面110b基本相等的角度。

停止构件114也具有两个接触表面，一个内圆锥接触表面114a和一个外圆锥接触表面114b。接触表面114a适于接收接触表面112b且具有一与接触表面112b相近的角度。接触表面114a的表面积与接触表面112b的表面积大致相等。与弹性止动垫102相接触的平面接触表面114b与轴111成一约90度的角度。接触表面114b的表面积也比接触表面114a的大。

驱动装置停止机构60用于在驱动装置42的驱动冲程结束时降低其速度。当驱动装置42完全抵达伸展位置时，驱动装置42的截体圆锥部分42c开始撞击并接触停止构件110。鉴于“O”形圈106提供的空隙，停止机构110起初与停止构件112和114分离。当停止构件110受到驱动装置42冲击后，会随着驱动装置42一同轴向移动，挤压“O”形圈106。弹性“O”形圈106受到压缩后，停止构件110的接触表面110b与停止构件112的接触表面112a结合，而后停止构件112发生轴向运动，压缩“O”形圈108。当停止构件112被接触时，其会轴向移动挤压“O”形圈108，从而导致停止构件112的接触表面112b与停止构件114的接触表面114a相接合。这种动作进而会驱动停止构件114轴向运动挤压相对较软的弹性止动垫102和相对较硬的止动垫104。如图2所示，止动垫104支撑在一个基座盘117上，该盘117通过螺纹紧固件119(图2中只示出其中一个)绕其周边将其固定在主体12的一轴端上。驱动装置42减速所剩下的所有残余能量均被基座盘117和螺纹紧固件119吸收，该基座盘在其中央部位有很小的弯曲。

根据驱动装置停止机构的一方面，驱动装置42与停止构件110间几乎所有的接触力都是由圆锥接触表面42c和110a传递的。同样，停止构件110与112间几乎所有的接触力都是由圆锥接触表面110b和112a传递的。与以上二者相类似，停止构件112和114间几乎所有的接触力都是由圆锥接触表面112b和114a传递的。这样，通过圆锥接合面处的大体全面的接合并通过由这些圆锥表面集中金属停止构件110、112和114间几乎所有接触力，能量被该驱动装置停止机构吸收了，不会产生一剪切面，也不会产生其它可能导致装置损坏的部位。

根据驱动装置停止机构60的另一方面，各金属构件间的接合角，从驱动装置接合面到弹性垫102的接合面，逐渐增大。如图5示意性示出，停止构件114与止动垫间的接合角A(约90度)(相对轴111测量)比停止构件112与114间的接合角B大。而角B又比停止构件110与112间的接合角C大，该接合角C又比驱动装置42与停止构件110间的接合角D(约20度)大。因此，在如图所示实施例中，传递接触力的接合角从驱动装置42与停止构件110间的一约20度接合角(约为接触表面110a夹角的一半)渐增至停止构件114与止动垫102间的一约90度接合角。

从附图中还可以总结出，停止构件114、112和110，质量依次减小。因此驱动装置42的有效质量以一非线性的增加率逐渐增加，从而降低了驱动装置42的速度。停止机构60导致驱动装置以几种不同方式减速。除了由于停止构件110、112和114所造成的驱动装置42有效质量逐渐增加而导致的减速外，“O”形圈106和108在受压过程中也从驱动装置42耗散一部分能量。此“O”形圈同时还用于在和驱动装置42接触以前使停止构件110、112和114间具有一预定间隙。这就使停止构件110、112和114的质量被有效隔离从而使上游停止构件的运动在其刚受到冲击时基本不受下游构件的影响。驱动部分42c和停止构件的几何尺寸可以使各停止构件110、112和114承受圆周应力，进而从驱动装置42耗散能量。驱动装置所剩能量全被圆柱形基座盘12a(见图2)消耗，该圆柱形基座盘通过一螺栓117固定在气缸上。“O”形圈106和108除具有吸收能量之特征外，其弹性特征可在停止构件110、112和114之间提供一预定间隔，当“O”形圈106和108未受压时，这些“O”形圈使这些停止构件相互隔开。所以，尽管在高的冲撞速度下，各部件的动力学相互关系会变得有些复杂，但如图所示停止机构60总体设计使得停止机构加在驱动装置42上的有效工作愦性质量增加，从而使驱动装置42的速度减小，而且，金属部件间的接触表面面积和冲击接合角逐渐增加。

出于示出和描述本发明的目的，前面描述了本发明的一个最佳实施例。但是，其目的不在于详尽举出本发明或将本发明限制于所公开的确定形式，所以在以上所述基础上可以做出许多修改和变更。选择并描述以上实施例是为了尽可能解释本发明之原理和其实际应用，从而使本领域技术人员能够尽可能好地利用本发明和各实施例，同时还可设想出适用于特殊用途的各种修改。应注意的是，本发明的保护范围由后附的权利要求书限定。

Claims (13)

1.一种用于驱动一物体的发射工具，包括：

一个基体，该基体限定了一个燃烧室和一个与该燃烧室流体相通的气缸，该燃烧室至少部分是由可彼此相对运动的第一和第二构件形成；及

一个置于所述燃烧室的所述第一和第二构件之间以在二者间形成密封的圆环，该环可在所述燃烧室内产生的燃烧压力的作用下弹性膨胀，以便随着所述燃烧室内压力的产生，提高所述圆环与所述燃烧室的第一和第二构件之间的密封压力。

2.如权利要求1所述的发射工具，其特征在于：所述第一和第二构件可以相对轴向移动。

3.如权利要求1所述的发射工具，其特征在于：所述圆环具有至少一个径向延伸的腔，随着所述径向延伸腔内的流体压力的变化，该径向延伸腔内的压缩流体压迫促使该圆环的两轴端分别与所述燃烧室的所述第一和第二部分形成密封。

4.如权利要求3所述的发射工具，其特征在于：所述圆环具有一个基本上呈“C”形的横剖面结构。

5.如权利要求1所述的发射工具，其特征在于：所述圆环由一种金属材料制成。

6.如权利要求5所述的发射工具，其特征在于：所述圆环由不锈钢制成。

7.如权利要求5所述的发射工具，其特征在于：所述圆环由钛制成。

8.如权利要求1所述的发射工具，其特征在于：所述第一和第二构件可以在所述燃烧室内产生的燃烧压力的作用下运动，所述圆环在燃烧压力作用下可以弹性膨胀以保持所述第一、第二构件间的密封。

9.如权利要求1所述的发射工具，还包括一个置于所述燃烧室与所述气缸之间的孔板，该孔板具有至少一个延伸穿过所述孔板以保证所述燃烧室与所述气缸间流体相通的小孔。

10.如权利要求9所述的发射工具，其特征在于：至少一个小孔被加工成一定尺寸以大体限制所述发射药的固体成分进入所述气缸。

11.如权利要求10所述发射工具，其特征在于：所述小孔具有一约.010英寸至.070英寸的直径。

12.如权利要求1所述的发射工具，还包括一个用于有选择地驱动一物体的驱动装置，该驱动装置可以在所述气缸内往复运动，该驱动装置响应于在所述燃烧室内产生的压力，可以在一第一方向上移动，该驱动装置当其沿第一方向运动时可以有效地驱动一物体。

13.如权利要求9所述的发射工具，还包括一个处于所述燃烧室内的发射药，该发射药由一种可燃材料制成，这种可燃材料含有具有一平均预定长度的纤维，其中所述至少一个小孔的直径约为发射药纤维平均长度的三分之一。

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