NO320701B1 - Opphengsmekanisme for en motor i en forbrenningskammervifte. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en opphengsmekanisme for en motor i en forbrenningskammervifte i et forbrenningsdrevet håndverktøy, ifølge kravinnledningen.

Transportable forbrenningsdrevne eller såkalte impulsverktøy, for å drive festeanordninger inn i arbeidsstykker, er kjent fra US 32 452, US 4 522 162, US 4 483 473, US 4 483 474, US 4 403 722, US 5 197 646 og US 5 263 439. Liknende forbrenningsdrevne spiker- og stiftdriwerktøy er tilgjengelige kommersielt fra ITW-Paslode av Vernon Hills, Illinois under navnet Impulse.

Slike verktøy omfatter generelt pistolformede verktøyhus som omgir en liten intern forbrenningsmotor. Motorene drevet av en beholder med trykkgass, også kalt en brenselcelle. En batteridrevet elektrisk kraftfordelingsenhet produserer en antenningsgnist, og en vifte plassert i forbrenningskammeret gir både en effektiv forbrenning inne i kammeret, og letter rengjøring, deriblant eksos av forbrenningsprodukter. Motoren omfatter et resiprokerende stempel med et langstrakt, stivt driveblad plassert inne i et sylinderlegeme.

En ventilhylse er aksialt resiprokerbar rundt sylinderen, og gjennom et ledd beveger den seg nær forbrenningskammeret når et arbeidskontakt element ved enden av linken blir presset mot arbeidstykket. Denne presseaksjonen trigger også en brensel-måleventil for å innføre et spesifikt volum av brensel inn i det lukkede forbrenningskammer.

Etter trykk på en triggerbryter som forårsaker antennelse av en ladning av gass i forbrenningskammeret i motoren, blir stempelet på drivebladet skutt forover for å slå an mot en plassert, festeanordning og å drive den inn i arbeidstykket. Stempelet returnerer således til sin opprinnelige eller "klar" posisjon, gjennom differensial gasstrykkene inne i sylinderen. Festeanordninger blir matet med et magasin inn i nesestykket, hvor det blir holdt i korrekt retningsposisjon for å motta anslaget av drivebladet.

Etter antennelse av den brennbare brensel/luftblanding forårsaker forbrenningen i kammeret akslerasjon av stempel/drivebladenheten, og inntrenging av festeanordningen i arbeidsstykket hvis festeanordningen er til stede. Denne kombinerte nedadgående bevegelse forårsaker en reaktiv kraft eller rekyl av verktøylegemet. Derfor blir viftemotoren, som er opphengt i verktøylegemet, utsatt for en akselerasjon motsatt kraftslaget av stempel/viftebladet og festeanordningen.

Deretter, innen noen millisekunder, blir bevegelsesmengden av stempel/drivebladenheten stoppet av støtdemperen på den motsatte ende av sylinderen, og verktøylegemet blir akselerert mot arbeidsstykket. Derfor, er motoren og skaftet utsatt for en akselerasjonskraft som er motsatt retningen av den første akselerasjon. Disse resiproke operasjoner forårsaker at motoren oscillerer i forhold til verktøyet. Mengden av akselerasjoner, hvis de ikke blir styrt, er skadelige for levetiden og påliteligheten av motoren.

Konvensjonelle forbrenningsdrevne verktøy av impulstypen krever spesielle konstruerte motorer for å motstå disse resiprokale akselerasjoner av skaftet og motoren, og den resulterende motor oscillasjoner. Blant andre ting, er motorene fortrinnsvis av jernfri kjernetype, og er utstyrt med intern sjokkabsorberende bøssinger, slag- og slitasjeoverflater, på total tungdriftskonstruksjon. Slike spesielle modifikasjoner resulterer i fortrinnsvis kostbare motorer, som øker produksjonskostnadene for verktøyene.

Det er således et behov for en motoropphengningsmekanisme for et forbrenningsdrevet verktøy som reduserer operasjonskravene på motoren, øker påliteligheten av motoren, og tillater bruk av en nærmere standardproduksjon viftemotorer for å redusere verktøyets produksjonskostnad, i et pågående forsøk på å redusere produksjonskostnadene, er det ønskelig å bruke en viftemotor med lavest mulig kostnad for denne anvendelse. På dette tidspunkt, er en slik motor en konvensjonell jernkjernemotor, også kjent som permanent magnet, børste-likestrømsmotor av en type som er produsert av Canon and Nidec, Japan, så vel som mange andre kjente motorprodusenter. Da jernkjernemotorer ble benyttet som forbrenningsverktøy i viftemotorer, fant man at det tradisjonelle oppheng resulterte i en underdempet tilstand, hvor motoren oscillerte for mye, og ute av takt i forhold til operasjonsoscillasjonene av forbrenningsverktøyet, som beskrevet ovenfor. Med andre ord, det er en mekanisk impedans-feiltilpasning mellom forbrenningsverktøyet og forbrenningskammerets viftemotor. Dette er i høy grad på grunn av den sterkt reduserte vekt av jernkjernemotorer sammenliknet med konvensjonelle motorer. Jernkjernemotoren veier bare omkring 1/3 så mye som en konvensjonell jernkjerneløs forbrenningskammerviftemotor. Jernkjernemotorene er mindre varige, og er ikke i stand til å motstå graden av 50g krefter eller høyere som blir generert gjennom forbrenning.

Som et resultat, i operasjonen til det konvensjonelle forbrenningsverktøy-motoroppheng underdemper jernkjernemotoren. Denne underdemping reduserer vesentlig effektiviteten av opphenget, og utsetter motoren for skadelige aksiale krefter. I stedet, er målet å oppnå kritisk demping, i hvilken det er bare tilstrekkelig demping til å motta forbrenningsgenerert bevegelse og hindre oscillasjon utover likevekt.

En måte for å oppnå kritisk demping mellom viftemotoren og forbrenningsverktøyet er å øke dets fleksibilitet, som ved å redusere massen av den elastiske opphengsdel som omgir og stikker radialt ut fra motoren og motorbeholderen for å feste disse komponentene til forbrenningshodet av verktøyet. Man har funnet at støpning av fleksibiliteten på denne måten, til en grad som vil gi en tilfresstillende oppheng av jernkjernemotoren, også resulterer i den utilfredsstillende situasjon hvor opphengsdelen mister sin elastisitet, og etter generering av krefter som genereres av forbrenningen, er ute av stand til å returnere motoren til den resignerte startposisjon.

En annen designparameter for forbrenningsverktøy er, mens kondensatorer er kjent for å redusere spenningstopper og transienter hvor børste-motorer, og det er fordelaktig å plassere kondensatorene nær kilden for spenningstopper og transienter, vil kondensatorer ikke være i stand til å overleve slagkrefter som blir generert i et forbrenningsverktøy ved viftemotoren. Slike støydempingskondensatorer måtte således monteres på et fjernere, og mindre effektivt sted på verktøyet.

Det er således et behov for forbrenningsverktøys viftemotoroppheng som kan ta vare på en jernkjernemotor og gi tilstrekkelig demping til å beskytte motoren mot forbrenningsgenererte slagkrefter. Det er også et behov for et forbrenningsverktøyviftemotor oppheng som tillater montering av støydempende kondensatorer på eller nær viftemotoren.

Det er følgelig et mål for den foreliggende oppfinnelse å frembringe et forbedret forbrenningsdrevet verktøy med en forbedret opphengsmekanisme for en jernkjerne-forbrenningskammerviftemotor, i hvilket opphenget reduserer operasjonsinduserte resiproke akselerasjoner av motoren og samtidig holder oscillasjonene av motoren innenfor et akseptabelt område. Dette oppnås med opphengsmekanismen ifølge foreliggende oppfinnelse slik den er definert med de i kravene anførte trekk.

Et annet mål er å frembringe et forbedret forbrenningsdrevet verktøy som fremviser en mekanisme for å dempe operasjonsinduserte oscillasjoner av forbrenningskammerets viftemotor, spesielt når motoren er av jernkjernetypen.

Et videre mål er å frembringe et forbedret forbrenningsdrevet verktøy som har et oppheng som er montert på verktøyet for å "flyte" i forhold til forbrenningskammeret, og således dempe forbrenningsinduserte vibrasjoner.

Enda et mål er å frembringe et forbedret forbrenningsdrevet verktøy som har en opphengsmekanisme for en forbrenningskammerviftemotor som øker levetiden for motoren.

Det er enda et mål å frembringe et forbedret forbrenningskammerverktøy som har en opphengsmekanisme for en forbrenningskammer-viftemotor som kan ta vare på monteringen av en støydemperkondensator på eller nær viftemotoren.

De ovenstående mål tilfredsstilles eller overgås av det foreliggende forbedrede forbrenningsdrevne verktøy på testanordninger, som viser en mekanisme for oppheng av en forbrenningskammer-viftemotor som reduserer virkningen av den resiproke aksiale akselerasjon av motoren, og den resulterende oscillasjonen av motoren, under operasjon av verktøyet. I den foretrukne utførelse, omfatter enheten en fleksibel gummiflate vulkanisert til en motor-holdering. Platen er også vulkanisert til ren sylinderhodemonteringsbrakett slik at bare platen sikrer ringen til braketten. I tillegg, er braketten montert via gjengede festeanordninger og bøssinger til sylinderhodet slik at det vil "flyte" i forhold til bevegelsen av forbrenningskammeret. For dette formål, viser braketten elastiske avstandsstykker plassert ved sylinderhodets monteringspunkter, som gir progressiv demping. Når motoren endrer posisjon, øker dempingen. Som sådan, gir den foreliggende motoropphengsmekanisme mer nøyaktig avstemt demping til jernkjerneviftemotorer, enn konvensjonelle oppheng. Et annet trekk ved det foreliggende motoroppheng er at det tillater montering av støydemperkondensatorer på viftemotoren.

Mer spesielt, den foreliggende oppfinnelse frembringer en opphengsmekanisme for en motor av en forbrenningskammervifte i et forbrenningsdrevet håndverktøy konstruert og anordnet for å drive et driveblad for å drive en festeanordning inn i et arbeidsstykke, hvor verktøyet genererer en oppadgående aksial akselerasjon av motoren etter forbrenning i kammeret, en etterfølgende resiprok aksial akselerasjon av motoren når stempelet bunner ut på en støtdemper, hvor minst én av akselerasjonene forårsaker at motoren oscillerer i forhold til verktøyet, og hvor opphengsmekanismen omfatter en opphengsdel utformet for å gi progressiv demping av motoren etter generering av de aksiale akselerasjoner.

I en annen utførelse, frembringer den foreliggende oppfinnelse en opphengsmekanisme for en motor av en forbrenningskammervifte i et forbrenningsdrevet håndverktøy konstruert og anordnet for å drive et driveblad for å drive en festeanordning inn i et arbeidsstykke, hvor opphengsmekanismen omfatter en motor-monteringsbrakett som etter festing på et sylinderhode av verktøyet, er utformet til å være bevegelig i forhold til sylinderhodet.

I enda en utførelse, frembringer den foreliggende oppfinnelse en opphengsmekanisme for en motor av en forbrenningskammervifte i et forbrenningsdrevet håndverktøy konstruert og anordnet for å drive et driveblad for å drive en festeanordning inn i et arbeidsstykke, hvor opphengsmekanismen omfatter en stiv motor-holdering som definerer en kopp for å motta motoren, hvor motoren har en armaturakselende, hvor motor-holderingen er utformet slik at motoren er festet til denne bare ved armaturakselens ende.

I tillegg frembringer den foreliggende oppfinnelse også et forbrenningsdrevet håndverktøy konstruert og anordnet for å drive et driveblad for å drive en festeanordning inn i et arbeidsstykke. Verktøyet omfatter et forbrenningskammer definert delvis av et sylinderhode, en forbrenningskammervifte, en motor forbundet med viften og en opphengsmekanisme for motoren utformet for å regulere den relative aksiale bevegelse av motoren i forhold til sylinderhodet. Opphengsmekanismen omfatter en opphengsdel utformet for å gi progressiv demping til motoren etter begynnelsen på en aksial akselerasjon av sylinderhodet.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningene, hvor figur 1 viser et delvis sideriss av et forbrenningsdrevet festeanordningsverktøy i henhold til den foreliggende oppfinnelse, hvor verktøyet er delvis kuttet ut, og i et vertikalt snitt for klarhets skyld, figur 2 viser et eksplosjonsriss i perspektiv av sylinderhodet på verktøyet på figur 1, med opphengsmekanismen og verktøykammerets viftemotor i henhold til den foreliggende oppfinnelse, figur 2a viser et snitt tatt langs linjen 2a på figur 2 og i den indikerte retning, figur 3 viser et tverrsnitt 3-3 på figur 2 og i den viste retning, av sylinderhodet på opphengsmekanismen ifølge den foreliggende oppfinnelse, figur 4 viser et grunnriss sett ovenfra av den foreliggende opphengsmekanisme, med deler utelatt for klarhet, figur 5 viser et forstørret utsnitt av mekanismen vist på figur 4, figur 6 viser et tverrsnitt 6-6 på figur 4 og i den retning som er generelt indikert, figur 7 viser et grunnriss sett ovenfra av et kretskort utformet for montering på den foreliggende forbrenningsviftemotor, figur 8 viser en graf som viser den operasjonsinduserte akselerasjon og oscillasjon av en konvensjonell opphengt forbrenningskammerjernkjerneviftemotor i et forbrenningsdrevet håndverktøy. X-aksen representerer tid i millisekunder, og Y-aksen representerer akselerasjonen i g, målt med et akselerometer, og figur 9 viser en graf av typen på figur 8, som viser ytelsen av en jernkjerneviftemotor i et forbrenningsdrevet håndverktøy utstyrt med det forbedrede motoroppheng ifølge den foreliggende oppfinnelse.

Det henvises nå til figur 1, hvor et forbrenningsdrevet verktøy av en type som er egnet for bruk med den foreliggende oppfinnelse er generelt betegnet 10. Verktøyet 10 har et hus 12 omfattende et hoved-kraftkilde kammer 14 dimensjonert til å omgi en egen intern forbrenningskraftkilde 16, brenselcellekammer 18 generelt parallelt med og tilstøtende hovedkammeret 14, og en håndtaksdel 20 som strekker seg fra en side av brenselcellekammeret og motsatt det andre kammeret.

I tillegg, er et festeanordning-magasin 22 plassert slik at det strekker seg generelt parallelt med håndtaksdelen 20 fra et kontaktpunkt med et nesestykke 26 hengende ned fra en nedre ende 28 av hovedkammeret 14. Et batteri (ikke vist) er anordnet for å gi elektrisk kraft til verktøyet 10, over utløsbart huset i et kammer (ikke vist) plassert på den motsatte side av huset 12 fra festeanordningsmagasinet 22. Motsatt den nedre ende 28 av hovedkammeret er det en øvre ende 30. En hette 32 dekker den øvre ende 30 og er utløsbar festet til huset 12 for å beskytte viftemotoren og tennpluggen. Som brukt her, er "nedre" og " øvre" brukt til å henvise til verktøyet 10 i sin operasjonsorientering som vist på figur 1. Det vil imidlertid bli forstått at denne oppfinnelsen kan brukes i mange forskjellige orienteringer, avhengig av anvendelsen.

En mekanisk forbundet brensel-måleventil (ikke vist) så som den som er vist i US 4 483 474 kan bli brukt. Alternativt, er en elektromagnetisk, solenoid type brenstoffmåleventil (ikke vist) eller en injektorventil av den type som er beskrevet i US 5 263 439 anordnet for å innføre brensel i forbrenningskammeret som det er kjent i teknikken. Et flytende hydrokarbon brensel under trykk, så som MAPP, finnes inne i brenselcellen plassert i brenselcellekammeret 18, og satt under trykk av et drivmiddel som er kjent i teknikken.

Det henvises nå til figur 1, 2 og 3, hvor et sylinderhode 34, plassert på den øvre ende 30 av hovedkammeret 14, definerer en øvre ende av et forbrenningskammer 36, og frembringer en tennpluggport (ikke vist) for tennpluggen 38 (bare på figur 4), en elektrisk viftemotor 40, og en tettende O-ring 41.1 den foreliggende oppfinnelse, er viftemotoren 40 en konvensjonell jernkjernemotor, også kjent som en permanent magnet, børste/likestrømsmotor av den type som er produsert av Nidec Copal, Tokyo, Japan, Canon, Japan, så vel som mange andre kjente motorprodusenter. Motoren 40 har en armaturakselende 42 med en armatur (ikke vist), en armaturaksel 43, og minst én monteringsåpning 44, som kan være gjenget, avhengig av anvendelsen.

Det henvises nå til figur 2, 2A og 3, hvor motoren 40 omfatter en børsteende 45 motsatt armatur akselenden 42. Som kjent i teknikken, er armaturakselen 43 (og armaturen, ikke vist) understøttet i motoren ved lageret. Et lager 46 ved børsteenden 45, og liknende ved armaturakselenden 42, understøtter aksialt armaturakselen 43 og armaturen. Et trekk ved den foreliggende motor 40 er at lageret 46 har en flens 47 som er plassert inne i et motorhus 48, i stedet for utenfor, som i mange konvensjonelle motorer. Denne plasseringen av lageret 46 og flensen 47 har vært funnet å hindre uønsket utløsning av konvensjonelle bøssinger etter at de er utsatt for gjentatte resiproke krefter av den typen som genereres ved forbrenningsverktøy, og som beskrevet ovenfor. Ved siden av de modifikasjoner som er nevnt ovenfor, er en konvensjonell jernkjernemotor fortrinnsvis forsterket for bedre å motstå det utfordrende miljø av et forbrenningsverktøy. For eksempel, er kommentatoren fortrinnsvis utstyrt med plastkiler for å hindre den fra å rotere i forhold til armaturakselen 43, ytterligere klebemidler er påført kommentatoren for å øke aksial og rotasjonsmessig belastningskapasitet, og trådendene på armaturviklingene er viklet rundt isolatoren flere ganger for å hindre avvikling.

Viftemotoren 40 er glidende opphengt ved en viftemotoropphengmekanisme, generelt betegnet 50, inne i et nedhengende hulrom 52 i sentrum av sylinderhodet 34 for å tillate langsgående bevegelser. Som best sett på figur 3, er motoren 40 fortrinnsvis holdt i hulrommet 52 slik at et luftrom 54 er skapt mellom den nedre armaturakselenden 42 på motoren (omgitt av en beskyttende hette, som skal beskrives nedenfor) og et gulv 56 i hulrommet 52. Funksjonen av luftrommet 54 er å gi operasjonsmessig dynamisk klaring, det vil si å gi klaring for motoren under oscillasjoner som oppstår under operasjoner.

Det henvises nå til figur 2, 3 og 6. I en foretrukket utførelse, omfatter mekanismen 50 en stiv sirkelrund motor/holdekopp 58 som har en ytre ringformet leppe 59, en generelt sylindrisk sidevegg 60 og et gulv 62. I den foretrukne utførelse, er motor/holdekoppen 58 laget ved å trekke en flat skive av metallplate eller tilsvarende materiale, som er dimensjonert til å ligge rundt og inneslutte motoren 40. Man kan imidlertid forstå at andre former for kopp 58 kan brukes i verktøy som har forskjellige forbrenningskammer/hovedfonner. En fordel med denne strukturen av koppen 58 er at den gir en varme- og støvbarriere for å beskytte motoren 40. Koppen 58 frembringer videre et festepunkt for motoren 40, siden gulvet 62 er utstyrt med en sentral armaturakselåpning 64 (figur 6) for å gi rom for armaturakselen 43, og åpningen 65 gjennom hvilke festeanordninger 66 sikrer armaturakselenden 42 til gulvet 62.

Et trekk ved den foreliggende oppheng 50 er således at motoren 40 er festet til koppen 50 bare ved armaturakselenden 42. Enda et annet trekk ved motor/holdekoppen 58 er at så snart motoren 40 er festet til den, tjener den som en lineær lagerjournal for aksial bevegelse av motoren i forhold til hulrommet 52 i sylinderhodet 34.

Opphengsmekanismen 50 omfatter også en monteringsbrakett 68 som er festet til sylinderhodet 34 med et antall, og fortrinnsvis 3, åpninger 70 gjennom hvilke det er ført gjengede festeanordninger 71. Som best ses på figurene 3 og 6, omfatter braketten 68 en indre radiusskulder 72 og en nedhengende sidevegg 74. Skulderen 72 og sideveggen 74 av braketten 68 er konsentriske med, og radialt atskilte fra, en radial leppe 76 av motor/holdekoppen 58. I den foretrukne utførelse, er motor/holdekoppen 58 utstyrt med en elastisk "C"-formet støtdemper 75 (figur 4) vulkanisert eller båndet til den ytre ringformede leppe 59 av koppen 58. Støtdemperen 75 hindrer at motor/holdekoppen 58 kommer i kontakt med et kretskort 116 hvis motoren blir droppet.

Mellom og integrert festet til den nedhengende sidevegg 74 og den radiale leppe 76, er det en elastisk plate 58 som har en indre del 80 festet til sideveggleppen 76, et midtre område 82, og et ytre område 84 festet til sideveggen 74 (best sett på figur 6). I den foretrukne utførelse, er platen 78 av neopren gummi med en durometerhardhet på 25-30, som er vulkanisert både til koppen 58 og braketten 68. Det er imidlertid påtenkt at andre materialer og bindingsmetoder som er kjent i teknikken gir de nødvendige fester-og fleksibilitetsegenskaper i likhet med de av gummi.

Som best sett på figur 6, er platen 78 festet til sideveggen 74 og leppen 76 slik at den øvre overflaten 86 av platen danner en ringformet skål/lignende spor eller forsenket område. Man vil se at platen 78 er den eneste struktur som er anordnet for å feste hodemonteringsbraketten 68 til motor/holdekoppen 58. I den foretrukne utførelse, har også den øvre overflate 86 fortrinnsvis et antall likt atskilte, nedadgående utboringer 88 som strekker seg i det minste delvis gjennom det midtre område 82. I den foretrukne utførelse, er utboringene 88 blinde, idet de ikke strekker seg helt gjennom det midtre område 82. Denne konstruksjon er å foretrekke som en produksjonsteknikk for å hindre at gummi/skjegg skapt ved støpning gjennom utboringer fra å utløses av platen 78 å falle ned i motoren. En nedre overflate 90 av platen 78 har et ringformet spor 92 som er' utformet slik at sporet ikke er i forbindelse med utboringen 88. Som vist på figur 4, er platen 78 nå en del av monteringsbraketten 68 avbrutt, og danner ikke fullstendige sirkler, for å tillate et rom for å installere tennpluggen 38.

Platen 78 frembringer sjokkabsorberende og isolerende system for å minimalisere operasjonsdynamikken av hovedkammeret 14 forårsaket ved forbrenningen i motoren, og også for å beskytte motoren mot aksial akselerasjon og store oscillasjoner. Skjønt den foretrukne utførelse omfatter utboringen 88 i den øvre overflate 86 og det ringformede spor 92 i den nedre overflate 90, er det tenkt at utboringene og sporet kunne være i en av overflatene 86, 90, og at dybden av sporet 92 kan variere. Dybden og orienteringen av utboringene 88 kan variere med anvendelsen. For eksempel, et annet sett av utboringer kan også anordnes i platen 78 slik at de åpner mot den nedre overflate 90. Også dybden av sporet 92 kan variere med anvendelsen. Videre, er det påtenkt at flere andre mønstre eller andre durometertall for gummien for platen 78 kunne gi liknende sjokkabsorberende karakteristikker. Derfor trenger ikke utboringene 88 og sporene 92 nødvendigvis å være tilstede, og hvis de er tilstede, trenger de ikke nødvendigvis å være runde, og heller ikke sporene eller de forsenkede områder 86, 92 trenger å være ringformede, og heller ikke alle utboringene trenger å være i den øvre overflate 86 karakterisert ved avrundede hjørner for å hindre riving. Det er påtenkt at en person med ordinære ferdigheter i teknikken vil være i stand til å variere antallet, mellomrommene, plasseringen og/eller konfigurasjonen av utboringene 88 og/eller sporet 92 for å passe til en spesiell anvendelse.

Det henvises nå til figur 4-6. Et viktig trekk ved den foreliggende opphengsmekanisme 50 er at den gir progressiv demping til motoren 40 etter generering av slagkrefter fra forbrenningen i verktøyet 10. I den foreliggende anvendelse, betyr "progressiv demping" at opphengsmekanismen 50 gir øket energi absorbsjon når motoren 40 beveger seg aksialt i forhold til sylinderhodet 34. Denne progressive demping reduserer operasjonsindusert akselerasjon og oscillasjon av motoren 40, og tillater bruken av mer konvensjonelle motorer til å drive viften.

Et aspekt ved den foreliggende opphengsmekanisme 50 som gir denne fordelen er at monteringsbraketten 68 er delvis frakoplet i forhold til sylinderhodet 34. Heller enn å være stivt festet til sylinderhodet 34, er monteringsbraketten 68 festet til sylinderhodet med et antall (fortrinnsvis tre) av gjengede festeanordninger 71 og et antall bøssinger som beskrevet nedenfor, men blir holdt i et aksialt atskilt forhold i forhold til sylinderhodet ved et likt antall elastiske avstandsdeler 94 på hvert festepunkt. Hvert avstandstykke 94 har en base 96, som i den foretrukne utførelse er i det vesentlige sirkulær, men andre former kan imidlertid tenkes. En sentral åpning 98 er anordnet for å gi rom for bøssingen og festeanordningen 71. I tillegg har hver avstandsdel 94 et antall, og fortrinnsvis tre, perifert atskilte gummi - eller andre elastiske avstandstykker 100 som stikker generelt aksialt ut fra basen 96.

Sett fra siden, er gummiavstandsstykkene 100 avsmalnende, og danner en generelt spiss øvre ende 102 når den strekker seg fra den nedre ende 104 forbundet med basen 96. Det er denne avsmalnende eller triangulære form som gir den progressive demping. Det kan også tenkes at antallet og den nøyaktig konfigurasjon av avstandstykkene 100 kan variere for å passe til anvendelsen. Det skal bemerkes at avstandstykkene 94 fortrinnsvis er laget av det samme gummiliknende materialet som danner den elastiske platen 98, og fortrinnsvis vulkanisert til monteringsbraketten 68 når platen 78 er formet.

Det henvises nå til figurene 2 og 6. Den oppgående bevegelse av monteringsbraketten 68 og avstandsdelene 94 er begrenset av en stiv monteringsbøssing 106 forbundet med hver avstandsdel. Hver av monteringsbøssingene 106 er utformet for tilpasset kontakt med den elastiske avstandsdel 94, og har radialt utstikkende leppe 108 for å danne en stopper av aksial bevegelse av hodemonteringsbraketten 68. Leppen 108 er utstyrt med en diameter tilstrekkelig til å engasjere avstandstykkene 100. I tillegg engasjerer bøssingen 106 sylinderhodet 34 ved deres nedre ender og er utstyrt med tilstrekkelig aksial lengde til å gi rom for vertikal bevegelse for monteringsbraketten 68 under operasjon. Ved deres øvre ende 110, har bøssingene 106 en nippel 112 dimensjonert for tilpasset kontakt med en tilsvarende åpning 114 i et kretskort 116 (figur 6). Ved hvert festepunkt, så snart festeanordningen 71, med hjelp av en låseskive 118, sikrer kretskortet 116 og bøssingen 106 til sylinderhodet 34, monteringsbraketten 68, og opphenget 50, i virkeligheten "flyter" eller er bevegelig uavhengig av og i forhold til sylinderhodet.

På grunn av konstruksjonen av avstandstykkene 100, når operasjonskretser forårsaker at opphenget 50 beveger seg oppover i forhold til sylinderhodet 34, avstandstykkene 100 komprimeres, og deres avsmalende konfigurasjon gir progressiv mer demping med økende aksial bevegelse av monteringsbraketten 68. Følgelig, med mer aksial bevegelse av monteringsbraketten 68, vil det være mer energi absorbert av de elastiske avstandsdeler 94 for å deselerere motoren 40. Dempingen er begrenset av den radiale leppe 108 og kretskortet 116. Om nødvendig, er ytterligere energi absorbert av den elastiske platen 78, som tillater motor/holdekoppen 58 å bevege seg i forhold til monteringsbraketten 68.

Det henvises nå til figurene 2 og 7. Et annet trekk ved det foreliggende verktøy 10 er at den økende effektivitet av opphengsmekanismen 50 tillater montering av en støydemperkondensator 120 direkte på motoren 40. Som indikert ovenfor, er støydemperkondensatorer kjent for det formål å redusere spenningstopper og transienter. I konvensjonelle forbrenningsverktøy av den typen som ble solgt under handelsnavnet IMPULSE, ville ikke de forholdsvis tunge jernfrikjernemotorer generere spenningstopper i den utstrekning hvor en støydemper kondensator var nødvendig. Det foreliggende verktøy 10 benytter imidlertid den typisk lettere jernkjernemotor 40 med hvilke slik støydemping er tilrådelig, spesielt for å beskytte den elektriske kontrollenhet (ECU) som genererer signaler for tennpluggen 38. Samtidig, vil ikke denne type kondensator normalt overleve de betydelige "g" krefter som genereres i et forbrenningsverktøy. Den foreliggende opphengsmekanisme 50 frembringer således en ytterligere fordel idet kondensatoren 120 kan monteres direkte på motoren 40, for øket dempingseffekt.

Mer spesielt, kondensatoren 120, som fortrinnsvis er av luf verdi, skjønt andre verdier er påtenkt avhengig av anvendelsen, er forbundet med et kretskort 122 som har en konvensjonell støydempingskrets 124, som er kjent i teknikken. Kretskortet 122 og kondensatoren 120 er montert nær børsteenden 45 på motoren 40. For å motstå de slag som møtes av motoren 40, er kretskortet 122 festet ved kjemisk klebemiddel til børsteenden 45 av motoren, i tillegg til loddepunktene 126. En beskyttende hette 128 dekker kretskortet 122 og er i sneppkontakt med kretskortet 122.

Det henvises nå til figurl. Det generelt sylindriske forbrenningskammer 36 åpnes og stenges ved glidende bevegelse av ventildelen 130 som blir beveget inne i hodekammeret 14 ved et arbeidstykke inneholdende element 132 på nesestykket 26 som bruker en link på en kjent måte. Ventildelen 130 tjener som en passkontrollanordning for forbrenningskammeret 36 og sideveggene av forbrenningskammeret er definert ved ventildelen 130, hvis øvre ende er i tettere kontakt med en O-ring 41 for å tette den øvre ende av forbrenningskammeret. Et nedre område 136 av ventildelen 130 omgir et generell sylinderlegeme eller sylinder 138. En øvre ende av sylinderlegemet 138 er utstyrt med en ytre O-ring (ikke vist) som engasjerer en tilsvarende del av ventildelen 130 for å tette en nedre ende av forbrenningskammeret 36.

Inne i sylinderlegemet 138 er det plassert et resiprokerende stempel 144 på hvilket er festet et stivt, langstrakt driveblad 146 brukt til å drive festeanordninger (ikke vist) passende plassert i nesestykket 26, inn i et arbeidstykke (ikke vist). En nedre ende av sylinderlegemet definerer et sete 148 for en støtdemper 150 som definerer den nedre bevegelsesgrense for stempelet 144. Ved den motsatte ende av sylinderlegemet 138, er en stempel/stoppring 152 festet for å begrense den oppadgående bevegelse av stempelet 144.

Plassert i håndtaksdelen 20 av huset 12 er kontroller for å operere verktøy 10. En avtrekkerbryterenhet 154 omfatter en avtrekkerbryter 156, en trigger 158 og en forspent trigger/returdel 160. Den elektriske kontrollenheten 162 under styring av avtrekkerbryteren 156 aktiverer tennpluggen 38.

Når triggeren 158 presses, blir et signal generert fra den elektriske kontrollenheten 160 for å forårsake en utladning ved gnistgapet på tennpluggen 38, som antenner brennstoffet som er injisert inn i forbrenningskammeret 136 og fordampet eller fragmentert ved en vifte 164. Viften 164 blir drevet av armaturakselen 43, og er plassert inne i forbrenningskammeret 36 for å forbedre forbrenningsprosessen og å lette avkjøling og rengjøring. Viftemotoren 40 er fortrinnsvis styrt av en hovedbryter og/eller avtrekkerbryter 156, som beskrevet i mer detalj i de tidligere patenter som er tatt inn her ved referanse.

Antenningen tvinger stempelet 144 og drivebladet 146 ned gjennom sylinderlegemet 138, til driveblader kommer i kontakt med en festeanordning og driver den inn i substratet, som er vel kjent i teknikken. Stempelet returnerer så til sin opprinnelige eller "klar"-posisjon gjennom forskjellige gasstrykk inne i sylinderen, som så blir opprettholdt delvis av den tettede tilstand av forbrenningskamre 36.

Viftemotoren 40 gjennomgår to primære akselerasjoner under denne syklus. For det første, når antennelsen av forbrenningsgassene i kammeret 36 tvinger stempelet 144 nedover mot arbeidstykket, og fortrinnsvis en festeanordning inn i arbeidstykket, gjennomgår verktøyet 10 en motsatt oppadgående kraft eller rekylkraft, i motsatt retning. Viftemotoren 40, som er opphengt av mekanismen 50 i verktøyet, blir akselerert oppover i retning av rekylen av verktøyet ved den kraft som overføres gjennom opphengsmekanismen. Videre, blir armaturakselen 43 akselerert i samme retning ved en begrenset bevegelse i forhold til motoren innenfor grenser for aksialt spillerom. Deretter, på mindre enn omkring 10 millisekunder, vil stempelet 144 bunne ut i sylinderen 138 mot støtdemperen 150. Denne handling hindrer akselerasjonen av verktøy 10 mot arbeidstykket. Derfor blir motoren og akselen nå akselerert i denne nye, motsatte retning.

Disse resiproke akselerasjoner er gjentakbare, og opphengsmekanismen 50 må være avstemt slik at motoren ikke oscillerer for mye i forhold til verktøyet, og enten bunner ut eller topper ut som diskutert tidligere. Ved "avstemt" er det ment at elastisiteten av opphengsmekanismen er justert til å hindre en spesiell motor fra for stor oscillasjon innenfor en fastlagt, anvendelsesbetinget grense, avhengig av forbrenningsindusert kraft generert av den spesielle kraftkilde 16. Den foreliggende avstemte opphengsmekanisme 50 forventer to motsatte akselerasjoner atskilt ved den forutbestemte repeterbare tid, og elastisk begrenser motoren innenfor grensene for hetten og gulvet av hulrommet for å minimalisere akselerasjonskreftene av "g"-verdier sett av motoren. Figurene 8 og 9 viser akselerasjon og oscillasjon som møtes av motoren under operasjonen av verktøyet. Resultatene vist på figur 8 er fra et verktøy som har et oppheng omfattende den elastiske platen 78 plassert mellom koppen 58 og braketten 68, og omfatter en jernkjernemotor 40, som er lettere enn den motor for hvilken opphenget var konstruert. Som vist, ved omkring 50 millisekunder etter antennelse (som skjer etter 5 millisekundpunkter på grafen), vist ved 170, merker motoren en akselerasjonskraft på omkring 40g fra akselerasjonen av verktøyet på grunn av rekylkraften som ble umiddelbart overført til motoren gjennom opphengsmekanismen. Ved omkring 9 millisekunder etter antennelse, vist ved 172, merker motoren en .akselerasjon i motsatt retning på omkring 175g som føles når stempelet 104 bunner ut i sylinderen 138 som igjen ble overført til motoren. Deretter merker motoren en oscillasjon på omkring to ytterligere akselerasjoner større, merket som 174 (40g) og 176 (25g) forårsaket med mangelen på avstemning av opphengsmekanismen. Bemerk at denne avstemning ikke hadde den foreliggende "flytende" monteringsbrakett 68 og avstandstykkene 100. Figur 9 viser den akselerasjon og oscillasjon som gjennomgås av motoren 40 i et verktøy 10 utstyrt med den foreliggende forbedrede viftemotor/opphengsmekanisme 50. Etter antennelse, går den første akselerasjon 170 av motoren 40 omkring 30g, og den resiproke akselerasjon 172 med bare omkring 35g. Deretter merker ikke motoren 40 noen akselerasjon over 30g. Den "flytende" progressive demping frembrakt av en den foreleggende opphengsmekanisme 50 forårsaker mindre umiddelbart overført akselerasjon, som heller ikke tillater noen stor amplitude av akselerasjonen slik at det ikke er noen utbunning eller uttopping.

Resultatet av den foreliggende oppfinnelse er at den forbedrede viftemotor/opphengsmekanisme 50 ikke bare reduserer akselerasjonen av motoren 40, men også reduserer den totale bevegelse eller forskyvning av motoren og mengden av oscillasjon av motoren. Som vist på figurene 8 og 9, på grunn av korrekt avstemning, vil den forbedrede motoropphengsmekanisme 50 redusere akselerasjonen og dempe oscillasjonen og operere dynamisk uten skadelig kontakt innenfor de positive begrensninger av verktøyet 10 (utbunning eller uttopping). En viktig fordel ved denne oppfinnelse er at motoren 40 kan være av en billigere, lettvekt jernkjernetype, som fremdeles kan ta vare på de store akselerasjonskretser som genereres av verktøyet 10.

Claims (13)

1. Opphengsmekanisme for en motor (40) i en forbrenningskammervifte (164) i et forbrenningsdrevet håndverktøy bygget og innrettet til å drive et driveblad (146) for å drive en festeanordning (71) inn i et arbeidstykke, hvor verktøyet genererer en oppadrettet aksial akselerasjon av motoren (40) etter en forbrenning i kammeret (36), en etterfølgende resiprok aksial akselerasjon av motoren (40) når stempelet (144) bunner ut på en støtdemper, hvor minst én av akselerasjonene forårsaker at motoren (40) oscillerer i forhold til verktøyet, karakterisert ved at en monteringsbrakett (68) med en monteringskopp (58) for motoren (40), er festet til verktøyets sylinderhode (34) med flere festeanordninger (71) som holder elastiske avstandsdeler (94) på monteringsbraketten (68) mot sylinderhodet (34), at avstandsdelene (94) har utad ragene lepper (108) som mottar de elastiske avstandsdelene (94), idet de eleastiske avstandsdelenes (94) anlegg mot leppene (108) er utformet for å gi økende demping av motorens (40) aksiale bevegelse slik at bevegelsen stopper mot leppene med demping.

2. Opphengsmekanisme ifølge krav 1, karakterisert ved at anordningen for oppheng av motoren (40) omfatter en hodemonteringsbrakett (68) elastisk festet til et sylinderhode på forbrenningskammeret.

3. Opphengsmekanisme ifølge krav 2, karakterisert ved at flere festepunkter er innrettet til å feste braketten (68) til sylinderhodet, idet hvert festepunkt har minst én elastisk avstandsdel.

4. Opphengsmekanisme ifølge krav 3, karakterisert ved at hver elastiske avstandsdel er utformet for å gi progressiv demping.

5. Opphengsmekanisme ifølge krav 4, karakterisert ved at hver elastiske avstandsdel har flere atskilte avstandstykker for å frembringe den progressive dempingen.

6. Opphengsmekanisme ifølge krav 5, karakterisert ved at hvert avstandstykke har en øvre ende og en nedre ende, og er avsmalnet fra den nedre ende til den øvre ende.

7. Opphengsmekanisme ifølge krav 6, karakterisert ved at det er tre avstandstykker for hvert monteringspunkt.

8. Opphengsmekanisme ifølge krav 4, karakterisert ved at en stiv monteringsbøssing (106) er utformet for å kontakte den elastiske avstandsdelen og for å danne en stopper mot aksial bevegelse av hodemonteringsbraketten (68).

9. Opphengsmekanisme ifølge krav 8, karakterisert ved at hver elastiske avstandsdel omfatter flere avsmalnende avstandstykker, og at monteringsbøssingen omfatter en radialt utragende leppe for å engasjere avstandstykkene.

10. Opphengsmekanisme ifølge krav 1, karakterisert ved at anordningen for oppheng av motoren (40) omfatter en stiv motor/holdekopp som avgrenser et rom for å motta motoren (40), en hodemonteringsbrakett (68) radialt atskilt fra ringen og utformet for feste på et sylinderhode av forbrenningskammeret, en fleksibel plate plassert mellom holderingen og monteringsbraketten (68) og flere festepunkter for å feste monteringsbraketten (68) til sylinderhodet, hvor hvert festepunkt har en elastisk avstandsdel utformet for å frembringe den progressive dempingen.

11. Opphengsmekanisme ifølge krav 10, karakterisert ved at de elastiske avstandsdelene har flere atskilte avstandstykker for å frembringe den progressive dempingen.

12. Opphengsmekanisme ifølge krav 11, karakterisert ved at hvert avstandstykke har en øvre og en nedre ende, og er avsmalnet fra den nedre enden til den øvre enden.

13. Opphengsmekanisme ifølge krav 1, karakterisert ved at dempingen ikke er lineær.