CN220762512U - 气弹簧动力式紧固件驱动器 - Google Patents

Abstract

一种气弹簧动力式紧固件驱动器包括：外气缸，该外气缸被配置成在外气缸中容纳加压气体；内气缸，该内气缸设置在外气缸内；活塞，该活塞设置在内气缸内并且能够沿着内气缸移动；驱动叶片，该驱动叶片附接到活塞并且能够与活塞一起在上止点(TDC)位置与下止点(BDC)位置之间移动，驱动叶片被配置成当从TDC位置朝向BDC位置移动时驱动紧固件；以及二通阀，该二通阀联接到外气缸。二通阀被配置成选择性地允许第一气体流进入外气缸中并且选择性地允许第二气体流从外气缸流出。

Description

气弹簧动力式紧固件驱动器

相关申请的交叉引用

本申请要求于2022年5月9日提交的美国临时专利申请号63/339,734的优先权，该专利申请的全部内容通过援引并入本文。

技术领域

本实用新型涉及动力式紧固件驱动器，更具体地涉及气弹簧动力式紧固件驱动器。

背景技术

本领域已知有各种紧固件驱动器，用于将紧固件(例如，钉子、大头钉、订书钉等)驱动到工件中。这些紧固件驱动器利用本领域已知的各种手段(比如通过压缩空气)进行操作。

实用新型内容

在一个方面中，本实用新型提供一种气弹簧动力式紧固件驱动器，该气弹簧动力式紧固件驱动器包括：外气缸，该外气缸被配置成在外气缸中容纳加压气体；内气缸，该内气缸设置在外气缸内；活塞，该活塞设置在内气缸内并且能够沿着内气缸移动；驱动叶片，该驱动叶片附接到活塞并且能够与活塞一起在上止点(TDC)位置与下止点(BDC)位置之间移动，驱动叶片被配置成当从TDC位置朝向BDC位置移动时驱动紧固件；以及二通阀，该二通阀联接到外气缸。二通阀被配置成选择性地允许第一气体流进入外气缸中并且选择性地允许第二气体流从外气缸流出。

优选地，该二通阀包括内端、外端和设置在该内端与该外端之间的密封区域，该内端设置在该外气缸内并且与该外气缸内容纳的气体处于流体连通，该外端设置在该外气缸的外部。

优选地，该密封区域包括被配置成选择性地允许该第一气体流的入口密封件，并且其中，该密封区域包括被配置成选择性地允许该第二气体流的出口密封件。

优选地，该二通阀包括被配置成将该入口密封件朝向密封位置偏置的第一偏置构件，以及被配置成将该出口密封件朝向密封位置偏置的第二偏置构件。

在另一方面中，本实用新型提供一种气弹簧动力式紧固件驱动器，该气弹簧动力式紧固件驱动器包括：外气缸，该外气缸被配置成在外气缸中容纳加压气体；内气缸，该内气缸设置在外气缸内；活塞，该活塞设置在内气缸内并且能够沿着内气缸移动；驱动叶片，该驱动叶片附接到活塞并且能够与活塞一起在上止点(TDC)位置与下止点(BDC)位置之间移动，驱动叶片被配置成当从TDC位置朝向BDC位置移动时驱动紧固件；以及阀，该阀联接到外气缸。该阀包括被配置成选择性地允许第一气体流进入外气缸的第一密封件以及被配置成选择性地允许第二气体流从外气缸流出的第二密封件。

优选地，该第一密封件是球形的。

在又一方面中，本实用新型提供一种气弹簧动力式紧固件驱动器，该气弹簧动力式紧固件驱动器包括：外气缸，该外气缸被配置成在外气缸中容纳加压气体；内气缸，该内气缸设置在外气缸内；活塞，该活塞设置在内气缸内并且能够沿着内气缸移动；驱动叶片，该驱动叶片附接到活塞并且能够与活塞一起在上止点(TDC)位置与下止点(BDC)位置之间移动，驱动叶片被配置成当从TDC位置朝向BDC位置移动时驱动紧固件；以及阀，该阀联接到外气缸。该阀包括柱塞，该柱塞能够在密封位置、填充位置以及排气位置之间移动，在填充位置，第一气体流被允许进入外气缸，并且在排气位置，第二气体流被允许从外气缸流出。

优选地，该阀包括被配置成将该柱塞朝向该密封位置偏置的偏置构件。

优选地，该偏置构件是弹簧，并且其中，该弹簧被配置成当该柱塞处于该填充位置时在该柱塞上施加第一偏置力，并且当该柱塞处于该排气位置时在该柱塞上施加第二偏置力，该第二偏置力在与该第一偏置力相反的方向上取向。

优选地，该阀包括圆柱形阀体，并且其中，该柱塞包括密封盘和围绕该密封盘设置的密封环，该密封环被配置成接合该圆柱形阀体的内表面。

通过考虑以下具体实施方式和附图，本实用新型的其他特征和方面将变得清楚。

附图说明

图1是根据本实用新型的实施例的气弹簧动力式紧固件驱动器的立体图。

图2是图1的气弹簧动力式紧固件驱动器的局部截面视图。

图3是根据本披露内容的一个实施例的集成式填充和压力释放阀的截面视图。

图4展示了图3的阀处于填充位置。

图5展示了图3的阀处于排气位置，其中为了清楚起见而隐藏了某些部件。

图6是图3的阀的分解立体图。

图7是根据本披露内容的另一个实施例的集成式填充和压力释放阀的截面视图。

图8展示了图7的阀处于填充位置。

图9展示了图7的阀处于排气位置。

图10是根据本披露内容的又一个实施例的集成式填充和压力释放阀的截面视图。

图11展示了图10的阀处于填充位置。

图12展示了图10的阀处于排气位置。

图13是根据本披露内容的又一个实施例的集成式填充和压力释放阀的截面视图。

图14展示了图13的阀处于填充位置。

图15展示了图13的阀处于排气位置。

图16是根据本披露内容的又一个实施例的集成式填充和压力释放阀的截面视图。

图17展示了图16的阀处于填充位置。

图18展示了图16的阀处于排气位置。

图19是图16的阀的分解立体图。

在详细解释本实用新型的任何实施例之前，应理解，本实用新型的应用不限于在以下描述中阐述的或在以下附图中展示的构造细节和部件布置。本实用新型能够具有其他实施例并且能够以各种方式来实践或执行。此外，应理解，本文所使用的措辞和术语是为了描述的目的而不应当视为限制性的。

具体实施方式

参考图1和图2，气弹簧动力式紧固件驱动器10可操作以将保持在匣盒14内的紧固件(例如，钉子、大头钉、订书钉等)驱动到工件中。紧固件驱动器10包括壳体12，该壳体具有气缸支撑部分13，内气缸18设置在该气缸支撑部分中。活塞22定位在内气缸18(图2)内并且可沿着气缸18移动。紧固件驱动器10进一步包括驱动叶片26，该驱动叶片附接到活塞22并可随其移动。紧固件驱动器10不需要外部空气压力源，而是包括与气缸18处于流体连通的加压气体的外气缸或储存室气缸30。在所展示的实施例中，气缸18和可移动活塞22定位在储存室气缸30内。在一些实施例中，气缸18可以定位成与储存室气缸30相邻并且与储存室气缸30处于流体连通。参考图2，驱动器10进一步包括联接到储存室气缸30的阀34。如本文将更详细描述的，阀34调节储存室气缸30内的气体的压力。并且，当与压缩气体源连接时，阀34还允许在之前发生任何泄漏的情况下将储存室气缸30重新填充以压缩气体。相应地，选择性地允许压缩气体的双向流通过阀34，使阀34可作为气体入口阀和压力调节阀两者操作。

气缸18和驱动叶片26一起限定驱动轴线。在驱动循环期间，驱动叶片26和活塞22可沿着驱动轴线在上止点(TDC)位置与驱动位置或下止点(BDC)位置之间移动。紧固件驱动器10进一步包括升降组件(未示出)，该升降组件可操作以使驱动叶片26从驱动位置朝向TDC位置移动。

在操作中，升降组件将活塞22和驱动叶片26朝向TDC位置驱动。随着将活塞22和驱动叶片26朝向TDC位置驱动，活塞22上方以及储存室气缸30内的气体被压缩。在到达TDC位置之前，活塞22和驱动叶片26保持在位于TDC位置与BDC位置或驱动位置之间的就绪位置，直到通过使用者启动扳机48(图1)而被释放。当被释放时，活塞22上方以及储存室气缸30内的压缩气体将活塞22和驱动叶片26驱动到驱动位置，从而将紧固件驱动到工件中。因此，所展示的紧固件驱动器10利用升降组件和活塞22以气弹簧原理操作来重复地压缩气缸18和储存室气缸30内的气体，以进行连续的紧固件驱动操作。

参考图2，储存室气缸30与气缸18同心。气缸18具有环形内壁50，该环形内壁被配置成沿着驱动轴线引导活塞22和驱动叶片26以压缩气缸18和储存室气缸30中的气体。储存室气缸30具有环形外壁54，该环形外壁沿周向围绕内壁50。气缸18具有连接区段58。储存室气缸30在储存室气缸30的下端60具有对应的连接区段，使得气缸18的下端60联接到储存室气缸30。在所展示的实施例中，连接区段58是固定环。在其他实施例中，连接区段58是螺纹连接。这样，气缸18被配置成轴向地固定到储存室气缸30。螺纹联接可以有助于并简化驱动器10的组装。

气弹簧动力式紧固件驱动器(比如本文所描述的那些)必须能够适应过压和/或高温条件。过压情况是当储存室气缸30中的压力超过表示操作范围的上限的阈值时。传统上，储存室气缸30被设计成在气缸30中的压力超过阈值的情况下作为受控的失效而破裂。破裂允许加压空气逸出，这使得传统的气弹簧动力式紧固件驱动器在过压情况之后不可用。在本文所披露的气弹簧动力式紧固件驱动器10中，在由于过压条件通过阀34排出气体之后，可以重新填充储存室气缸30。如下面将更详细描述的，本披露内容的阀34是二通阀。在高于阈值时，该二通阀允许压缩空气在第一方向上通过阀34排出，并且允许压缩空气在第二方向上流过阀34，以用压缩空气重新填充储存室气缸30。

图3至图6展示了根据本披露内容的一个实施例的阀34。阀34包括具有内端104和外端108的圆柱形阀体100。内端104设置在储存室气缸30内，而外端108延伸超出储存室气缸30(图2)。内端104包括至少一个孔口112，该至少一个孔口允许限定在气缸18、30之间的储存室52与阀体100的内部之间进行流体连通。在所展示的实施例中，内端104包括两个相对的孔口112。然而，内端104可以包括更多或更少的孔口112。外端108包括在阀体100的轴向端面116中的开口114，该开口允许阀体100的内部与大气之间进行流体连通。

阀体100的内部沿着阀体100的长度延伸并且包括经密封部分120和大气部分124。经密封部分120对应于内端104并且经由孔口112与储存室52流体连通。大气部分124对应于外端108并且经由开口114与大气流体连通。密封区域128将经密封部分120与大气部分124分开。在所展示的实施例中，经密封部分120的直径小于大气部分124的直径。因此，在密封区域128处形成锥形壁132，以在经密封部分120与大气部分124之间过渡。入口密封件136和出口密封件140设置在密封区域128内。入口密封件136选择性地允许压缩气体通过阀34流入储存室52，并且出口密封件140选择性地允许压缩气体通过阀34流出储存室52。在所展示的实施例中，出口密封件140是环形的并且包括可与锥形壁132接合的锥形径向外边缘144。出口密封件140与壁132之间的接合形成第一密封表面。在一些实施例中，外部密封构件148(比如O形环)设置在出口密封件140的锥形径向外边缘144或锥形壁132上，以有助于将出口密封件140和壁132密封。

在所展示的实施例中，入口密封件136包括杆152，杆152的一端处具有突出部156。杆152延伸穿过环形出口密封件140中的中心孔口160，并且突出部156成形为接合出口密封件140以选择性地密封中心孔口160。突出部156与出口密封件140之间的接合形成第二密封表面。在一些实施例中，内部密封构件164(比如O形环)设置在突出部156或出口密封件140上，以有助于在出口密封件140的中心孔口160与突出部156之间进行密封。

阀34进一步包括设置在经密封部分120内的经密封部分偏置构件168以及设置在大气部分124内的大气部分偏置构件172。所展示的实施例的经密封部分偏置构件168是安置在阀体100与入口密封件136的突出部156之间的压缩弹簧。经密封部分偏置构件168在维持突出部156与出口密封件140的中心孔口160之间的密封的方向上在入口密封件136上施加偏置力F1。所展示的实施例的大气部分偏置构件172也是压缩弹簧。大气部分偏置构件172的一端安置到阀体100、靠近轴向端面116中的开口114，并且另一端安置到出口密封件140。大气部分偏置构件172在维持出口密封件140与锥形壁132之间的密封的方向上在出口密封件140上施加偏置力F2。经密封部分偏置构件168和大气部分偏置构件172在相反方向上施加偏置力。

为了填充储存室52，通过使入口密封件136克服经密封部分偏置构件168的偏置力F1移动而允许压缩气体流过阀34，从而打破突出部156与出口密封件140之间的密封(图4)。当已填充时，入口密封件136通过经密封部分偏置构件168移回到与出口密封件140密封接合。在过压情况下，经密封部分120内的压缩气体在出口密封件140上施加的力克服大气部分偏置构件172的偏置力F2，从而打破出口密封件140与锥形壁132之间的密封，并且允许加压气体通过阀34从储存室52逸出，由此降低储存室52内的压力(图5)。当压力降低到低于阈值的点(例如，不再处于过压)时，来自大气部分偏置构件172的偏置力F2使出口密封件140与锥形壁132重新接合。上述实施例的阀34是能够独立地控制进气流和排气流的双弹簧、双作用阀。

图7至图9展示了根据本披露内容的另一个实施例的阀34b，其中相同的部件具有相同的附图标记加上其上附加的字母“b”，并且下面解释以下差异。阀34b是球座阀。因此，入口密封件136b形成为球体或球176，而不是杆和突出部。球176的尺寸设计成将出口密封件140b内的中心孔口160b密封，并且球176由于储存室52b中的压缩气体的压力而保持在位。换言之，入口密封件136b由于系统内的气体压力而朝向密封位置偏置，并且阀34b不包括经密封部分偏置构件。此外，经密封部分120b和大气部分124b具有相似的直径。阀34b包括径向向内延伸的周向突出部180而不是形成过渡部的锥形壁以接合出口密封件140b。如双弹簧双作用阀34那样，当储存室52b中的压力超过阈值时，出口密封件140b和球176克服大气部分偏置构件172b的偏置力而一致地移动，以允许排出加压气体(图9)。

图10至图12展示了根据本披露内容的又一个实施例的阀34c，其中相同的部件具有相同的附图标记加上其上附加的字母“c”，并且下面解释以下差异。经密封部分偏置构件168c是作用在出口密封件140c上的拉伸弹簧。如球座阀34b那样，入口密封件136c由于储存室52c中的压力而保持在位。阀34c不包括大气部分偏置构件。与球座阀34b不同，入口密封件136c如双弹簧双作用阀34那样包括杆152c和突出部156c。

图13至图15展示了根据本披露内容的又一个实施例的阀34d，其中相同的部件具有相同的附图标记加上其上附加的字母“d”，并且下面解释以下差异。阀34d包括可在阀体100d内移动的单个柱塞186，以控制气体流入储存室52d并且控制气体流出储存室52d。柱塞186可在密封位置(图13)、填充位置(图14)以及排气位置(图15)之间移动。柱塞186的内端联接到偏置构件190，该偏置构件被展示为弹簧。柱塞186包括密封活塞或盘194，以密封地接合阀体100d的内壁并且将经密封部分120d与大气部分124d分开。在一些实施例中，密封盘194包括设置在径向外边缘上的密封件200，比如O形环。阀34d的内端104d包括允许储存室52d与阀体100d的内部之间进行流体连通的至少一个孔口112d。类似地，外端108d包括允许大气与阀体100d的内部之间进行流体连通的至少一个孔口204。

当柱塞186位于内端孔口112d与外端孔口204之间时，阀34d被密封。为了用加压气体填充储存室气缸30d，柱塞186朝向内端104d移动，直到该柱塞经过内端孔口112d的至少一部分(图14)。然后，储存室气缸30d与大气流体连通。在过压情况下，压缩气体的压力使柱塞186克服弹簧190的力移动到超出外端108d的孔口204的位置(图15)，从而使储存室52d与大气流体连通，以将过量的压缩气体排出到大气。

当阀34d被密封时(图13)，弹簧190大致处于其自然长度。因此，为了填充储存室气缸30，压缩气体必须克服弹簧190在第一方向上的偏置力F3。类似地，为了从储存室气缸30排出气体，压缩气体必须克服弹簧190在与第一方向相反的第二方向上的偏置力F3。

图16至图19展示了根据本披露内容的又一个实施例的阀34e，其中相同的部件具有相同的附图标记加上其上附加的字母“e”，并且下面解释以下差异。阀体100e包括与储存室52e流体连通的孔口112e。外端108e包括开口114e，该开口允许阀体100e的内部与大气之间进行流体连通。柱塞186e包括密封盘194e和引导盘208。密封盘194e是实心的并且密封地接合阀体100e的内壁。引导盘208设置在经密封部分120e内，并且包括孔口212以允许气体穿过引导盘208(图19)。偏置构件190e位于引导盘208与阀体100e之间。

为了填充储存室气缸30，柱塞186e被压下，使得密封盘194e暴露孔口112e的至少一部分(图17)。为了从气缸30排出压缩气体，柱塞186e朝向外端108e移动，使得密封盘194e与内壁脱离(图18)。换句话说，当柱塞186e处于排气位置时，密封盘194e定位在阀体100e的外部。引导盘208保持在阀体100e内以相对于阀体100e支撑柱塞186e。排出的压缩气体通过引导盘208中的孔口212流出阀34e。

尽管已经参考某些优选实施例详细描述了本实用新型，但是在所描述的本实用新型的一个或多个独立方面的范围和精神内存在变化和修改。

在所附权利要求中阐述了本实用新型的多种不同特征。

Claims (20)

1.一种气弹簧动力式紧固件驱动器，其特征是，包括：

外气缸，该外气缸被配置成在该外气缸中容纳加压气体；

内气缸，该内气缸设置在该外气缸内；

活塞，该活塞设置在该内气缸内并且能够沿着该内气缸移动；

驱动叶片，该驱动叶片附接到该活塞并且能够与该活塞一起在上止点（TDC）位置与下止点（BDC）位置之间移动，该驱动叶片被配置成当从该TDC位置朝向该BDC位置移动时驱动紧固件；以及

二通阀，该二通阀联接到该外气缸，该二通阀被配置成选择性地允许第一气体流进入该外气缸中并且选择性地允许第二气体流从该外气缸流出。

2.如权利要求1所述的气弹簧动力式紧固件驱动器，其中，该二通阀包括内端、外端和设置在该内端与该外端之间的密封区域，该内端设置在该外气缸内并且与该外气缸内容纳的气体处于流体连通，该外端设置在该外气缸的外部。

3.如权利要求2所述的气弹簧动力式紧固件驱动器，其中，该密封区域包括被配置成选择性地允许该第一气体流的入口密封件，并且其中，该密封区域包括被配置成选择性地允许该第二气体流的出口密封件。

4.如权利要求3所述的气弹簧动力式紧固件驱动器，其中，该二通阀包括阀体，并且其中，该出口密封件选择性地接合该阀体的一部分。

5.如权利要求3所述的气弹簧动力式紧固件驱动器，其中，该出口密封件包括中心孔口，并且其中，该入口密封件被配置成选择性地接合该出口密封件以防止该第一气体流穿过该中心孔口。

6.如权利要求3所述的气弹簧动力式紧固件驱动器，其中，该二通阀包括

被配置成将该入口密封件朝向密封位置偏置的第一偏置构件，以及

被配置成将该出口密封件朝向密封位置偏置的第二偏置构件。

7.一种气弹簧动力式紧固件驱动器，其特征是，包括：

外气缸，该外气缸被配置成在该外气缸中容纳加压气体；

内气缸，该内气缸设置在该外气缸内；

活塞，该活塞设置在该内气缸内并且能够沿着该内气缸移动；

驱动叶片，该驱动叶片附接到该活塞并且能够与该活塞一起在上止点（TDC）位置与下止点（BDC）位置之间移动，该驱动叶片被配置成当从该TDC位置朝向该BDC位置移动时驱动紧固件；以及

阀，该阀联接到该外气缸，该阀包括

被配置成选择性地允许第一气体流进入该外气缸的第一密封件，以及

被配置成选择性地允许第二气体流从该外气缸流出的第二密封件。

8.如权利要求7所述的气弹簧动力式紧固件驱动器，其中，该第一密封件通过该外气缸内的加压气体而朝向密封位置偏置。

9.如权利要求8所述的气弹簧动力式紧固件驱动器，其中，该第二密封件通过偏置构件而朝向密封位置偏置。

10.如权利要求9所述的气弹簧动力式紧固件驱动器，其中，该偏置构件是压缩弹簧。

11.如权利要求10所述的气弹簧动力式紧固件驱动器，其中，该阀包括阀体，其中，该第二密封件是环形的，并且其中，当该第二密封件处于该密封位置时，该环形的第二密封件的径向外边缘与该阀体接合。

12.如权利要求11所述的气弹簧动力式紧固件驱动器，其中，当该第一密封件处于该密封位置时，该第一密封件与该第二密封件接合。

13.如权利要求12所述的气弹簧动力式紧固件驱动器，其中，该第一密封件是球形的。

14.一种气弹簧动力式紧固件驱动器，其特征是，包括：

外气缸，该外气缸被配置成在该外气缸中容纳加压气体；

内气缸，该内气缸设置在该外气缸内；

活塞，该活塞设置在该内气缸内并且能够沿着该内气缸移动；

驱动叶片，该驱动叶片附接到该活塞并且能够与该活塞一起在上止点（TDC）位置与下止点（BDC）位置之间移动，该驱动叶片被配置成当从该TDC位置朝向该BDC位置移动时驱动紧固件；以及

阀，该阀联接到该外气缸，该阀包括柱塞，该柱塞能够在密封位置、填充位置以及排气位置之间移动，在该填充位置，第一气体流被允许进入该外气缸，在该排气位置，第二气体流被允许从该外气缸流出。

15.如权利要求14所述的气弹簧动力式紧固件驱动器，其中，该阀包括内端和外端，该内端具有与容纳在该外气缸内的加压气体处于流体连通的至少一个孔口，该外端具有与大气处于流体连通的至少一个孔口，并且其中，该柱塞当处于该密封位置时设置在该内端与该外端之间。

16.如权利要求14所述的气弹簧动力式紧固件驱动器，其中，该阀包括被配置成将该柱塞朝向该密封位置偏置的偏置构件。

17.如权利要求16所述的气弹簧动力式紧固件驱动器，其中，该偏置构件是弹簧，并且其中，该弹簧被配置成当该柱塞处于该填充位置时在该柱塞上施加第一偏置力，并且当该柱塞处于该排气位置时在该柱塞上施加第二偏置力，该第二偏置力在与该第一偏置力相反的方向上取向。

18.如权利要求14所述的气弹簧动力式紧固件驱动器，其中，该阀包括圆柱形阀体，并且其中，该柱塞包括密封盘和围绕该密封盘设置的密封环，该密封环被配置成接合该圆柱形阀体的内表面。

19.如权利要求18所述的气弹簧动力式紧固件驱动器，其中，该阀体包括与容纳在该外气缸内的加压气体处于流体连通的孔口，其中，该阀体在该阀体的轴向端面中包括开口，该开口被配置成与大气处于流体连通，并且其中，该柱塞当处于该密封位置时设置在该孔口与该开口之间。

20.如权利要求19所述的气弹簧动力式紧固件驱动器，其中，当该柱塞处于排气位置时，该密封盘定位在该阀体的外部，并且其中，该柱塞包括引导盘，当该柱塞处于该排气位置时，该引导盘被配置成保持在该阀体内以相对于该阀体支撑该柱塞。