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Die Offenbarung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung und insbesondere auf eine Antriebsvorrichtung für eine elektrisch pneumatische Nagelpistole.
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Unter Bezugnahme auf 1 umfasst ein Antriebsmechanismus 1 für eine elektrisch pneumatische Nagelpistole (nicht dargestellt), die in der US-Patentveröffentlichung Nr. 20220063074 offenbart ist, einen Zylinder 11, einen Schlagkolben 12, der in dem Zylinder 11 angeordnet und beweglich ist, und einen Speicherkolben 13, der in dem Zylinder 11 angeordnet und beweglich ist und der von dem Schlagkolben 12 beabstandet ist, einen Schlagbolzen 15, der mit dem Schlagkolben 12 verbunden ist und der so konfiguriert ist, dass er einen Nagel (nicht gezeigt) schlägt, und ein Hubgetriebe 16, das lösbar mit dem Schlagbolzen 15 in Eingriff steht. Zwischen dem Zylinder 11 und dem Speicherkolben 13 befindet sich eine Luftkammer 10. Der Schlagkolben 12 wirkt mit dem Speicherkolben 13 zusammen, um eine Fluidkammer 14 dazwischen zu definieren, und die Fluidkammer 14 ist mit einem Schmieröl (nicht dargestellt) gefüllt. Das Hubgetriebe 16 treibt den Schlagbolzen 15 und den Schlagkolben 12 an, sich in Richtung des Speicherkolbens 13 zu bewegen, so dass die Luft in der Luftkammer 10 unter Druck gesetzt wird, um eine Vorspannkraft zu erzeugen. Wenn das Hubgetriebe 16 den Schlagbolzen 15 auskuppelt, treibt die Vorspannkraft den Speicherkolben 13 an, um den Schlagkolben 12 und den Schlagbolzen 15 zum Einschlagen eines Nagels zu bewegen.
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Das Schmieröl in der Fluidkammer 14 schmiert den Schlagkolben 12, der eine Hin- und Herbewegung ausführt, und den Speicherkolben 13 im Zylinder 11.
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Damit die Fluidkammer 14, in der das Schmieröl gespeichert ist, existieren kann, ist es jedoch notwendig, den Speicherkolben 13 in den Antriebsmechanismus 1 aufzunehmen, wie er in der US-Patentveröffentlichung Nr. 20220063074 offenbart ist, um die Bewegung des Schlagkolbens 12 im Zylinder 11 zu schmieren. Wenn das Hubgetriebe 16 den Schlagbolzen 15 auskuppelt, um die Vorspannkraft freizugeben, wird der Speicherkolben 13 zunächst von der Vorspannkraft gedrückt und schiebt dann den Schlagkolben 12 und den Schlagbolzen 15 in Bewegung. Dies führt zu einem Verlust an kinetischer Energie und beeinträchtigt die Effizienz des Einschlagens von Nägeln.
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Daher ist es ein Ziel der Offenbarung, eine Antriebsvorrichtung für eine elektrisch pneumatische Nagelpistole bereitzustellen, die mindestens einen der Nachteile des Standes der Technik beheben kann.
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Gemäß der Offenbarung wird eine Antriebsvorrichtung bereitgestellt, die zur Verwendung in einer elektrisch pneumatischen Nagelpistole geeignet ist. Die elektrisch pneumatische Nagelpistole umfasst einen Mündungssitz, der so angeordnet ist, dass er einen Nagel aufnehmen kann, einen Nagelschlagstift, der in dem Mündungssitz montiert und pneumatisch entlang einer Achse beweglich ist, um den Nagel in einer Schlagrichtung zu schlagen, und ein Hubgetriebe, das an dem Mündungssitz montiert und durch elektrische Energie drehbar ist, um mit dem Nagelschlagstift in Eingriff zu kommen und den Nagelschlagstift anzutreiben, damit er sich entlang der Achse in einer Druckerzeugungsrichtung entgegengesetzt zur Schlagrichtung bewegt. Die Antriebsvorrichtung umfasst eine Schlageinheit und eine Luftspeichereinheit. Die Schlageinheit umfasst einen Schlagzylinder und einen Kolben. Der Schlagzylinder kann mit dem Mündungssitz verbunden werden und hat eine Innenfläche, die die Achse umgibt und eine Zylinderkammer definiert. Die Zylinderkammer hat eine Öffnung, die so angepasst ist, dass sie dem Mündungssitz entlang der Achse gegenüber liegt. Der Kolben ist in dem Schlagzylinder angeordnet, steht in luftdichtem Kontakt mit der Innenfläche und ist mit dem Nagelschlagbolzen beweglich verbunden. Die Luftspeichereinheit umfasst einen Luftspeicherzylinder und ein Schmiermittel. Der Luftspeicherzylinder weist eine innere Wandfläche und mindestens einen Vorsprung auf. Die Innenwandfläche wirkt mit dem Schlagzylinder zusammen, um dazwischen eine Luftspeicherkammer zu bilden. Die Luftspeicherkammer steht über die Öffnung in Fluidverbindung mit der Zylinderkammer, so dass, wenn der Kolben zusammen mit dem Nagelschlagkolben in der Druckerzeugungsrichtung bewegt wird, die Luft in der Luftspeicherkammer unter Druck gesetzt wird, um den Kolben in die Schlagrichtung zu drücken und den Nagelschlagkolben zum Einschlagen des Nagels anzutreiben. Der Vorsprung ragt von der Innenwandfläche in Richtung der Öffnung vor. Das Schmiermittel befindet sich in der Zylinderkammer und der Luftspeicherkammer und fließt von der Innenwandfläche entlang des mindestens einen Vorsprungs über die Öffnung auf die Innenfläche, um die Bewegung des Kolbens zu schmieren.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Offenbarung werden in der folgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsform(en) unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlich. Es wird darauf hingewiesen, dass verschiedene Merkmale möglicherweise nicht maßstabsgetreu gezeichnet sind.
- 1 ist eine fragmentarische Schnittansicht eines Antriebsmechanismus für eine elektrisch pneumatische Nagelpistole, die in der US-Patentveröffentlichung Nr. 20220063074 offenbart ist.
- 2 ist eine Schnittansicht einer Antriebsvorrichtung einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung, die in einer elektrischen Druckluftnaglerpistole montiert ist.
- 3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in 2.
- 4 ist eine fragmentarische, teilweise vergrößerte Ansicht von 2.
- 5 ist eine Schnittansicht entlang der Linie V-V in 4.
- 6 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht ähnlich wie 4, die jedoch zeigt, dass die elektrische Druckluftnagelpistole auf den Kopf gestellt ist.
- 7 ist eine fragmentarische, teilweise vergrößerte Schnittansicht ähnlich wie 6, die jedoch eine Modifikation der Ausführungsform zeigt, die eine Vielzahl von Vorsprüngen aufweist.
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Es sollte hier angemerkt werden, dass aus Gründen der Klarheit der Beschreibung räumlich relative Begriffe wie „oben“, „unten“, „obere“, „untere”, „auf“, „drüber“, „über“, „nach unten“, „nach oben“ und dergleichen in der gesamten Offenbarung verwendet werden können, während auf die in den Zeichnungen dargestellten Merkmale Bezug genommen wird. Die Merkmale können anders ausgerichtet sein (z. B. um 90 Grad gedreht oder in anderen Ausrichtungen), und die hier verwendeten räumlich relativen Begriffe können entsprechend interpretiert werden.
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Unter Bezugnahme auf die 2, 3 und 4 ist eine Antriebsvorrichtung einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung zur Verwendung in einer elektrisch pneumatischen Nagelpistole 2 geeignet. Die elektrisch pneumatische Nagelpistole 2 umfasst einen Grundkörper 21, einen Mündungssitz 22, der mit dem Grundkörper 21 verbunden und so angeordnet ist, dass er einen Nagel (nicht dargestellt) darin aufnehmen kann, einen Griff 23, der mit dem Grundkörper 21 verbunden ist, um die elektrisch pneumatische Nagelpistole 2 zu halten, eine Betätigungseinheit 24, die an dem Griff 23 angeordnet und so betätigbar ist, dass sie einen Einschlagzyklus startet (der später noch näher beschrieben wird), einen Nagelschlagbolzen 25, der im Mündungssitz 22 montiert und pneumatisch entlang einer Achse (L) bewegbar ist, um den Nagel in einer Schlagrichtung (X1) zu schlagen, und ein Hubgetriebe 26, das drehbar am Mündungssitz 22 angeordnet ist und lösbar mit dem Nagelschlagbolzen 25 in Eingriff steht. Das Hubgetriebe 26 wird durch elektrische Energie angetrieben, z.B. durch einen Motor (nicht dargestellt), um den Nagelschlagstift 25 in eine Druckerzeugungsrichtung (X2) entgegengesetzt zur Nagelschlagrichtung (X1) zu bewegen.
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Die Antriebsvorrichtung umfasst eine Schlageinheit 3, die an dem Mündungssitz 22 angebracht ist, und eine Luftspeichereinheit 4, die die Schlageinheit 3 aufnimmt.
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Die Schlageinheit 3 umfasst einen Schlagzylinder 31, der mit dem Mündungssitz 22 verbunden werden kann, und einen Kolben 32, der in dem Schlagzylinder 31 angeordnet ist und der mit dem Nagelschlagbolzen 25 gemeinsam beweglich verbunden werden kann.
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Der Schlagzylinder 31 hat eine Innenfläche 312, die die Achse (L) umgibt und eine Zylinderkammer 311 definiert. Die Zylinderkammer 311 hat eine Öffnung 313, die so angepasst ist, dass sie dem Mündungssitz 22 entlang der Achse (L) gegenüber liegt.
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Der Kolben 32 steht in luftdichtem Kontakt mit der Innenfläche 312 und ist in der Zylinderkammer 311 entlang der Achse (L) beweglich, so dass die Zylinderkammer 311 durch den Kolben 32 in einen oberen Teil und einen unteren Teil unterteilt ist, deren Volumen je nach Position des Kolbens 32 variabel ist.
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Die Luftspeichereinheit 4 umfasst einen Luftspeicherzylinder 41 und ein Schmiermittel 42.
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Der Luftspeicherzylinder 41 weist eine innere Wandfläche 412 und einen Vorsprung 413 auf. Die Innenwandfläche 412 des Luftspeicherzylinders 41 wirkt mit dem Schlagzylinder 31 zusammen, um dazwischen eine Luftspeicherkammer 411 zu bilden. Der Vorsprung 413 ragt von der Innenwandfläche 412 in Richtung der Öffnung 313 vor. Die Luftspeicherkammer 411 steht über die Öffnung 313 in Fluidverbindung mit dem unteren Abschnitt der Zylinderkammer 311, so dass, wenn der Kolben 32 zusammen mit dem Nagelschlagstift 25 in der Druckerzeugungsrichtung (X2) bewegt wird, ein Volumen des unteren Abschnitts der Zylinderkammer 311 verringert wird und Luft im unteren Abschnitt der Zylinderkammer 311 und der Luftspeicherkammer 411 unter Druck gesetzt wird, um den Kolben 32 in die Schlagrichtung (X1) zu drücken und den Nagelschlagstift 25 zum Einschlagen des Nagels anzutreiben. Wie in 5 dargestellt, erstreckt sich der Vorsprung 413 entlang einer ringförmigen Bahn (C), die sich um die Achse (L) herum erstreckt. Der Vorsprung 413 hat einen wellenförmigen Querschnitt entlang der Achse (L) und umfasst einen Basisabschnitt 414, der von der Innenwandfläche 412 vorsteht, und einen Scheitelabschnitt 415, der sich vom Basisabschnitt 414 aus erstreckt und zur Öffnung 313 hin verjüngt. Der Scheitelabschnitt 415 hat eine kleinere Querschnittsfläche als der Basisabschnitt 414. Der ringförmige Pfad (C) hat einen maximalen Durchmesser (D2) in einer radialen Richtung senkrecht zur Achse (L), der kleiner ist als ein Kaliber (D1) der Öffnung 313 der Zylinderkammer 311 in der radialen Richtung. Ein erster Abstand (d1) in radialer Richtung zwischen der ringförmigen Bahn (C) und der Innenfläche 312 ist kleiner als ein zweiter Abstand (d2) in radialer Richtung zwischen der Achse (L) und der ringförmigen Bahn (C). In dieser Ausführungsform liegt das Verhältnis zwischen dem ersten Abstand (d1) und dem zweiten Abstand (d2) im Bereich von 1:5 bis 1:6.
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Es sollte beachtet werden, dass sich der oben angegebene Einschlagzyklus auf einen Zeitraum von dem Zeitpunkt an bezieht, an dem die Betätigungseinheit 24 die elektrische Energie (vom Motor) zum Antrieb des Hubgetriebes 26 freigibt, um den Nagel-Einschlagstift 25 in der Druckerzeugungsrichtung (X2) zu bewegen, bis zu dem Zeitpunkt, an dem der Nagel-Einschlagstift 25 den Nagel in der Einschlagrichtung (X1) einschlägt, um einen Nagel-Einschlagvorgang abzuschließen. Im Allgemeinen steht die Luftspeicherkammer 411 während des Einschlagzyklus nicht in Fluidverbindung mit der äußeren Umgebung. Nur wenn der Luftdruck in der Luftspeicherkammer 411 (und dem unteren Teil der Zylinderkammer 311) unter einen vorbestimmten Schwellenwert fällt, beginnt die Luftspeicherkammer 411, die mit einer externen Luftquelle (nicht dargestellt) verbunden ist, Luft in die Luftspeicherkammer 411 zu liefern, bis der Luftdruck darin gleich oder größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist.
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In dieser Ausführungsform ist das Schmiermittel 42 ein Schmieröl, das im unteren Teil der Zylinderkammer 311 und der Luftspeicherkammer 411 angeordnet ist und von der Innenwandfläche 412 entlang des Vorsprungs 413 über die Öffnung 313 auf die Innenfläche 312 fließt, um die Bewegung des Kolbens 32 zu schmieren.
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Es ist zu beachten, dass das Schmiermittel 42 im Voraus in die Luftspeicherkammer 411 eingespritzt wird und während der Wartung der Antriebsvorrichtung ergänzt werden kann. Beispielsweise beträgt eine Menge des Schmiermittels 42, die in die Luftspeicherkammer 411 eingespritzt werden sollte, etwa 4 cm3 pro Wartung.
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Wie in den 2 und 3 gezeigt, greift das Hubgetriebe 26 in den Nagelschlagstift 25 ein und bewegt den Nagelschlagstift 25 in der Druckerzeugungsrichtung (X2) in eine Nagelschlagposition, die von dem in 2 gezeigten Mündungssitz 22 entfernt ist, wenn die Betätigungseinheit 24 von einem Benutzer betätigt wird, um den Nagelschlagvorgang durchzuführen und einen Schlagzyklus zu starten. In dieser Position komprimiert der Kolben 32 die Luft in der Luftspeicherkammer411 und im unteren Teil der Zylinderkammer 311, um einen Luftdruck zu erzeugen, der gleich oder größer als der vorgegebene Schwellenwert ist. Wenn das Hubgetriebe 26 gedreht wird und sich von dem Nagelschlagstift 25 löst, wird der Kolben 32 durch den Luftdruck in die Nagelschlagrichtung (X1) gedrückt, und der Nagelschlagstift 25 ist mit ihm zusammen beweglich und wird direkt durch den Luftdruck angetrieben, um entlang des Mündungssitzes 22 zu gleiten, um den Nagel zu schlagen, so dass der Nagelschlagstift 25 in eine Position in der Nähe des Mündungssitzes 22 bewegt wird, wodurch der Nagelschlagvorgang abgeschlossen wird.
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Nach Beendigung des Nageleinschlagvorgangs kann das Hubgetriebe 26 durch die elektrische Energie gedreht werden und greift wieder in den Nageleinschlagstift 25 ein, um eine Bewegung des Nageleinschlagstifts 25 und des Kolbens 32 in der Druckerzeugungsrichtung (X2) in die in 2 gezeigte Nageleinschlagposition zu bewirken. In ähnlicher Weise wird das Volumen des unteren Teils der Zylinderkammer 311 und der Luftspeicherkammer 411 verringert und die darin gespeicherte Luft unter Druck gesetzt, um den Kolben 32 in die Einschlagrichtung (X1) zu drücken und den Nagelschlagstift 25 anzutreiben, um in einem nächsten Einschlagzyklus einen weiteren Nagel einzuschlagen. Durch Wiederholung des oben erwähnten Verfahrens kann die Funktion eines pneumatischen Nagelschlagvorgangs unter Verwendung von Druckluft bei gleichzeitiger Erzeugung von Druck mit elektrischer Energie erreicht werden.
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Während des Betriebs der elektrisch pneumatischen Nagelpistole 2 durch den Benutzer, wie in 2 gezeigt, wenn der Mündungssitz 22 nach oben gerichtet ist, um den Nagel einzuschlagen, sammelt sich das Schmiermittel 42 in der Luftspeicherkammer 411 an der inneren Wandoberfläche 412 an einer Position, die dem Schlagzylinder 31 entspricht. Andererseits, wie in 6 gezeigt, wenn der Mündungssitz 22 nach unten gedreht wird, neigt das Schmiermittel 42, das auf der inneren Wandoberfläche 412 angeordnet ist, aufgrund der Oberflächenspannung und des Coandä-Effekts dazu, von der inneren Wandoberfläche 412 entlang des Basisabschnitts 414 des Vorsprungs 413 zum Scheitelabschnitt 415 des Vorsprungs 413 zu fließen und durch die Öffnung 313 in die Zylinderkammer 311 zu fallen.
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Wie in 6 gezeigt, neigt das in die Zylinderkammer 311 fließende Schmiermittel 42 dazu, auf die Innenfläche 312 zu fließen, um die Bewegung des Kolbens 32 zu schmieren, der in luftdichtem Kontakt mit der Innenfläche 312 steht, da der Scheitelbereich 415 des Vorsprungs 413 in radialer Richtung an die Innenfläche 312 des Schlagzylinders 31 angrenzt. Auf diese Weise werden der Kolben 32 und die Innenfläche 312 geschmiert, um die Reibungskraft zwischen ihnen zu verringern. Insbesondere wenn sich der Kolben 32 in die Druckerzeugungsrichtung (X2) bewegt, um die Luft zu komprimieren, fließt das Schmiermittel 42 über einen Teil der Innenfläche 312, der sich im unteren Teil der Zylinderkammer 311 befindet, und schmiert ihn, so dass der Kolben 32 reibungslos in die Druckerzeugungsrichtung (X2) bewegt werden kann, um die Luft in der Luftspeicherkammer 411 unter Druck zu setzen.
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Es ist zu beachten, dass die Anzahl der Vorsprünge 413 nicht auf einen beschränkt ist. In 7 ist eine Modifikation der Antriebsvorrichtung der Ausführungsform dargestellt. Insbesondere sind bei dieser Modifikation mehrere Vorsprünge 413 entlang der ringförmigen Bahn (C) voneinander beabstandet. In ähnlicher Weise kann das Schmiermittel 42 auch durch den Scheitelabschnitt 415 jedes der Vorsprünge 413 geführt werden, um in die Zylinderkammer 311 und auf die Innenfläche 312 zu fließen und die Bewegung des Kolbens 32 zu schmieren.
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Anhand der obigen Beschreibung lassen sich die Vorteile der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wie folgt zusammenfassen:
- In der vorliegenden Offenbarung kann aufgrund des Vorsprungs 413, der das Schmiermittel 42 zum Fließen auf die Innenfläche 312 leitet, eine relativ gleichmäßige Bewegung des Kolbens 32 relativ zur Innenfläche 312 erreicht und der Verschleiß des Kolbens 32 und der Innenfläche 312 verringert werden, um dadurch die Lebensdauer der Antriebsvorrichtung der vorliegenden Offenbarung und der damit montierten elektrischen Nagelpistole zu verlängern. Darüber hinaus sind bei der gleichmäßigen Bewegung des Kolbens 32 zusätzliche Elemente wie ein in der US-Patentveröffentlichung Nr. 20220063074 offenbarter Speicherkolben oder eine Änderung der Konstruktion des Kolbens 32 nicht erforderlich. Da der Nagelschlagbolzen 25 direkt von der Druckluft angetrieben wird, kann ein relativ effizienter Nagelschlagbetrieb ohne kinetischen Energieverlust erreicht werden.
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In der obigen Beschreibung wurden zu Erklärungszwecken zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein umfassendes Verständnis der Ausführungsform(en) zu ermöglichen. Einem Fachmann wird es jedoch klar sein, dass eine oder mehrere andere Ausführungsformen ohne einige dieser spezifischen Details ausgeführt werden können. Es sollte auch verstanden werden, dass der Verweis auf „eine Ausführungsform“, „eine Ausführungsform“, eine Ausführungsform mit einer Ordnungszahl usw. in dieser Beschreibung bedeutet, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder eine bestimmte Eigenschaft in der Praxis der Offenbarung enthalten sein kann. In der Beschreibung werden verschiedene Merkmale manchmal in einer einzigen Ausführungsform, Figur oder Beschreibung zusammengefasst, um die Offenbarung zu straffen und das Verständnis verschiedener erfinderischer Aspekte zu erleichtern; dies bedeutet nicht, dass jedes dieser Merkmale mit dem Vorhandensein aller anderen Merkmale praktiziert werden muss. Mit anderen Worten, wenn die Umsetzung eines oder mehrerer Merkmale oder spezifischer Details die Umsetzung eines oder mehrerer anderer Merkmale oder spezifischer Details nicht beeinträchtigt, kann das eine oder die mehreren Merkmale herausgegriffen und allein ohne das andere oder die anderen Merkmale oder spezifischen Details umgesetzt werden. Es sollte weiterhin beachtet werden, dass ein oder mehrere Merkmale oder spezifische Details aus einer Ausführungsform zusammen mit einem oder mehreren Merkmalen oder spezifischen Details aus einer anderen Ausführungsform ausgeführt werden können, wo dies in der Praxis der Offenlegung angemessen ist.
