SE513758C2

SE513758C2 - Gas powered tool

Info

Publication number: SE513758C2
Application number: SE9901169A
Authority: SE
Inventors: Sten Sundberg; Goeran Olofsson
Original assignee: Bofors Carl Gustaf Ab
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2000-10-30
Also published as: SE9901169L; WO2000058047A1; SE9901169D0; AU4157100A

Abstract

The present invention relates to an improved type of gas-powered cutting tool of the general type whose tool section with its cutting blade (24) operates against a bucker (2a) that consitutes a fixed part of a body (1) in which a piston-cylinder arrangement for powering the cutting blade (24) of the tool against the bucker (2a) is integrated. The present invention more exactly constitutes a re-design of previous cutting tool designs that when implemented means that such cutting tools in the future will better withstand the overloads caused by being fired when empty or when the quantity of material to be cut is significantly less than that for which the cutting tool was designed. The distinguishing feature of the present invention is that the rear piston (12) which powers the cutting blade (24) has been provided with an internal damper (16) that prevents the cutting tool from becoming overloaded.

Description

i ”It irrﬁif "_I 513 758 verktygsdelen, sticker med sin mot mothållet vända ytterända utanför cylindem och vid denna ytterända är verktygets klippegg infást. I cylinderns motstående ända ﬁnns vidare ett tillopp för tillförsel av de vid den gasavgivande laddningens förbränning bildade förbränningsgaserna. Dessa kommer sedan i sin tur att med stor kraft driva kolv, kolvstång och verktygets klippegg mot mothållet varvid klippeggen genom samverkan med mothållet kommer att klippa igenom allt material som då verktyget aktiverades befann sig mellan klippeggen och mothållet. Detta givetvis förutsatt att mängden och hårdheten av det material som skall klippas igenom inte övergår verktygets maximala kapacitet. Rent generellt gäller dock att verktyg av denna typ har en hög kapacitet. Det har därför hittills har varit vanligare att verktygen skadats genom överbelastning då det avfyras tomt eller med mycket lite gods som skall klippas igenom än att de skadats av att man försökt klippa igenom mer material än de förmått att ta sig igenom. 513 758 the tool part protrudes with its opposite end facing the outside of the cylinder and at this outer end the cutting edge of the tool is attached. At the opposite end of the cylinder there is also an inlet for supplying the combustion gases formed during the combustion of the gas-emitting charge. then in turn to drive the piston, piston rod and the cutting edge of the tool against the abutment with great force, whereby the cutting edge through cooperation with the abutment will cut through all material which when the tool was activated was between the cutting edge and the abutment. In general, however, tools of this type have a high capacity, so it has hitherto been more common for the tools to be damaged by overload when it is fired empty or with very little goods to be cut through than that they were damaged by trying to cut through more ma terial than they were able to get through.

Klippverktyg av ovan i all korthet beskrivna typ har visat sig vara mycket användbara då det gäller att befria olycksoffer vid trafikolyckor där tidsfaktom är väsentlig och där det ofta kan finnas utspillt drivmedel som omöjliggör användningen av gnistbildande verktyg såsom kapklingor mm. Ett annat användningsområde för dessa verktyg är vidare kapningen av kablar av olika slag där det även i nödfall kan gå att kapa strömförande kablar eftersom verktyget kan gillras upp och fjärrutlösas.Cutting tools of the type briefly described above have proven to be very useful when it comes to relieving accident victims in traffic accidents where the time factor is significant and where there may often be spilled fuel that makes it impossible to use spark-forming tools such as cutting blades etc. Another area of use for these tools is also the cutting of cables of various kinds, where it is also possible to cut live cables in an emergency, as the tool can be unlocked and remotely triggered.

Som tidigare antytts har man haﬁ en hel del problem med att verktyg av detta slag överbelastats och skadats då de avfyrats utan klippgods mellan klippeggen och mothållet eller då den bearbetade godsmängden varit allt för liten. Ett allvarligt försök att lösa denna problematik ﬁnns beskrivet i USA patentet 5465490 (EP 0686077) i forrn av ett dylikt verktyg försett med dels en kompressionskammare, som är anordnad på den mot klippeggen drivande kolvens motsatta sida jämfört med den förbränningsgasdrivna sidan av kolven och i denna kompressionskamrnare kommer en viss luﬁvolym att komprimeras samtidigt med att kolven driver klippeggen mot mothållet och denna luftkomprimering bromsar kolven åtminstone till en viss grad. Samtidigt fungerar den mot kompressionskammaren vända sidan av kolven som bottenanslag, som då den slår i cylindems botten överför åtminstone en del av sin kinetiska energi till cylindem. Denna är i sin tur i kolvens slagriktning inom vissa gränser rörligt anordnad i stommen med en mellan en egen ansats och stommen inspänd i" »rfw _I 5133758 retardationsfjäder, vilken i sin tur kan ta upp ytterligare en del av den överskottsrörelseenergi som kolven har kvar eftersom den ej förbrukats vid bearbetningen av klipp godset.As previously indicated, there have been a lot of problems with tools of this kind being overloaded and damaged when they were fired without cutting material between the cutting edge and the abutment or when the amount of processed material was too small. A serious attempt to solve this problem is described in the United States patent 5465490 (EP 0686077) in the form of such a tool provided with a compression chamber, which is arranged on the opposite side of the cutting edge driving piston compared to the combustion gas driven side of the piston and in this compression chamber, a certain volume of air will be compressed at the same time as the piston drives the cutting edge towards the abutment and this air compression brakes the piston at least to a certain degree. At the same time, the side of the piston facing the compression chamber acts as a bottom stop, which when it strikes the bottom of the cylinder transfers at least a part of its kinetic energy to the cylinder. This is in turn in the direction of stroke of the piston within certain limits movably arranged in the body with a deceleration spring clamped between its own shoulder and the body, which in turn can absorb an additional part of the excess kinetic energy that the piston has left because it was not consumed in the processing of the cut goods.

Teoretiskt verkar denna konstruktion vara tillfredsställande eftersom storleken av den rörelseenergi som kommer att finnas kvarpfter det att klippgodset genombrutits, dels kommer att förbrukas vid komprimeiingen av luften inne komprimeringskammaren, dels kommer att överföras till rörelseenergi i det kompletta kolv-cylinderarrangemanget och slutligen i så hög grad som retardationsfjädern förmår absorbera den upptas i den senare.Theoretically, this construction seems to be satisfactory because the amount of kinetic energy that will be present after the cut has been broken through, will be consumed in the compression of the air inside the compression chamber, and will be transferred to kinetic energy in the complete piston-cylinder arrangement and finally to such an extent as the deceleration spring is able to absorb it is absorbed in the latter.

Praktiken har emellertid visat att inte heller dessa förbättringar har gjort det möjligt att tillverka gasdrivna klippverktyg med rimliga materialdimmensioner, vilka utan att skadas klarar såväl småklipp som blindavfyringar. Man måste emellertid inse att verktyg måste tåla att man övar med dem och att de kan användas direkt utan att man närmare behöver fundera över om den godsmängd man vill bearbeta är i minsta laget eller ej. De vanligaste skadoma som hittills brukat uppträda även vid klippverktyg försedda med den ovan nämnda luftkompressionsbromskamrnaren och med den likaledes omnämnda retardationsﬁädern är brott på kolvaxeln, deformation av de gängor som håller samman verktygets olika delar samt svällning av den krutgaspâverkade delen av cylindem.However, practice has shown that these improvements have also not made it possible to manufacture gas-powered cutting tools with reasonable material dimensions, which without damage can handle both small cuts and blind firings. However, one must realize that tools must withstand being practiced with them and that they can be used directly without having to think further about whether the amount of goods you want to process is the smallest or not. The most common injuries that have hitherto occurred even with cutting tools equipped with the above-mentioned air compression brake chamber and with the also mentioned deceleration spring are breakage of the piston shaft, deformation of the threads that hold the various parts of the tool together and swelling of the powder gas-affected part of the cylinder.

Föreliggande uppfinning har nu till ändamål att erbjuda sådana förbättringar av den nu aktuella generella typen av gasdrivna klippverktyg att dessa i framtiden skall klara även flera blindavfyringar i rad utan att skadas. j Den typ av gasdrivet klippverktyg som här avses innefattar en stomme med ett dän' ingående mothåll, ett i stommen mitt emot moïlët infást till viss del i riktning mot mothållet mot en fjäderverkan axiellt förskjutbart kolv-cylinderaggregat, i vilket det i sin tur ingår en mot mothållet axiellt forskjutbar kolv med tillhörande kolvstång vid vars ytterända en klippegg, för genomförande av den önskade klippfunktionen är infäst samt slutligen en mindre laddning av ett vid den egna förbränningen gasavgivande substans med tillhörande tändfunktion vars vid tändfunktionens i1_1_i_t_iering bildade förbrånningsgaser tillförs ett utrymme bakom kolven inne i kolv-cylinderaggregatet för att driva kolven i riktning mot mothållet så att klippeggen i samverkan med mothållet kan genomföra den önskade 512; gas 4 . l|ii .ri-m 'l klippﬁinktionen. I kolv- cylinderaggregatet ingår vidare ett framför den förskjutbara kolven omkring kolvstångens ursprungsläge anordnat luftkompressionsutryrnme i vilket en viss del av den utrymmet ursprungligen utfyllande mängden luñ kommer att komprimeras då kolven förskjutes i riktning mot detta utryrnmes avslutning och där kolven vid fullt utslag kommer att slå i botten. Enligt föreliggande uppfinning kompletteras nu kolv-cylinderaggregatets kolv med en dubbelfunktionerande inbyggd dämpare med uppgift att dels öka friktionen mot cylindems innervägg i samband med kolvens islag i cylindembotten dels dämpa kolvens islag mot cylinderbotten. Denna dubbelﬁinktion har åstadkommits genom att kolven utformats med en fast bakre av förbränningsgasema påverkad kolvdel och en i riktning mot denna fasta kolvdel axiellt rörlig främre kolvdel sarnt en mittre mellan den bakre och den främre kolvdelen anordnad dämpdel i form av ett elastiskt deformerbait material med god förmåga att återta sin ursprungliga form och varvid denna därnpdel har ett ursprungsmått som ej överstiger cylinderns innermått. Då kolvens främre rörliga del belastas i islaget kommer dämpdelen att utsättas för ett i kolvstångens riktning komprimerande tryck varvid dämpdelens sidor vid materialets elastiska deformation kommer att tryckas ut mot cylindems sidovägg och där först utfylla eventuellt spel mellan dämpdelens utsida och cylindems insida.. Därvid kommer alltså kolvens friktion mot cylindems insida att öka vilket ger en bromsande efferkt.The present invention now has for its object to offer such improvements of the present general type of gas-powered cutting tools that in the future these will also be able to withstand several blind firings in a row without being damaged. The type of gas-powered cutting tool referred to herein comprises a body with an abutment then included, a piston-axially displaceable piston-cylinder assembly mounted in the body opposite the mold to some extent in the direction of the spring against a spring action, which in turn includes a axially displaceable piston with associated piston rod at the outer end of which a cutting edge is attached, for carrying out the desired cutting function, and finally a small charge of a gas-emitting substance with its own combustion function which at the combustion function of the ignition in the piston-cylinder assembly for driving the piston in the direction of the abutment so that the cutting edge in cooperation with the abutment can carry out the desired 512; gas 4. l | ii .ri-m 'l the cut function. The piston-cylinder assembly further includes an air compression space arranged in front of the displaceable piston around the original position of the piston rod in which a certain part of the space originally filling the space will be compressed as the piston is displaced towards the end of this space and where the piston bottom. According to the present invention, the piston of the piston-cylinder assembly is now supplemented with a double-functioning built-in damper with the task of increasing the friction against the inner wall of the cylinder in connection with the piston impact in the cylinder bottom and damping the piston impact against the cylinder bottom. This double function has been achieved by the piston being formed with a fixed rear part of the flue gases actuated by a piston part and a front piston part axially movable in the direction of this fixed piston part and a damping part arranged in the middle between the rear and front piston parts in the form of an elastically deformable material. to regain its original shape and wherein this part has an original dimension which does not exceed the inner dimension of the cylinder. When the front movable part of the piston is loaded in the impact, the damping part will be subjected to a pressure compressing in the direction of the piston rod, whereby the sides of the damping part during the elastic deformation of the material will be pressed against the side wall of the cylinder and first fill any play between the outside of the damping part and the inside of the cylinder. the friction of the piston against the inside of the cylinder to increase which gives a braking effect.

Då kolven slutligen bottnar i cylindem kommer materialet i dämpdelen att genom sina elastiska egenskaper begränsa anslagets hårdhet mot cylindems botten. Den främre dämparen, anordnad mellan cylindem och stommen, är avsedd att ta upp en del av kolvrörelsen då kolven bottnar i cylindem och vi har funnit att ett elastiskt dämparmaterial av samma typ som i cylindem är lämpligt. I denna utveckling av vår konstruktion får vi alltså en samverkan mellan kolvdärnparen och den främre dämparen, vilket ytterligare minskar påkäiiningariia på hela verktyget då detta blindavfyras eller utnyttjas för klippning av mindre godsmängder.When the piston finally bottoms in the cylinder, the material in the damping part will, due to its elastic properties, limit the hardness of the stop against the bottom of the cylinder. The front damper, arranged between the cylinder and the body, is intended to absorb part of the piston movement when the piston is bottomed in the cylinder and we have found that an elastic damper material of the same type as in the cylinder is suitable. In this development of our construction, we thus get a cooperation between the piston mandrel pair and the front damper, which further reduces the load on the entire tool as this is blind-fired or used for cutting smaller quantities of goods.

Anordningen enligt vår uppfinning finns närmare definierad i de efterföljande patentkraven och den skall nu något ytterligare beskrivas i samband med bifogade figur, som visar ett längdsnitt av en föredragen utföringsform av denna.The device according to our invention is further defined in the following claims and it will now be described somewhat further in connection with the appended figure, which shows a longitudinal section of a preferred embodiment thereof.

Det gasdrivna verktyget enligt uppfinningen innefattar sålunda en företrädesvis helsmidd i ett stycke framställd verktygsstomme 1, vilken innefattar en mothållsarm 2 med däri inbyggt mothåll 2a, en i huvudsak därmed parallellt anordnad hållararm 3, som är anordnad på ett av [I 515 gss ¿ -. 11-1 191-117 den önskade klipplängden A beroende avstånd från motståndsarmen 2 samt en motståndsarmen 2 och hållararmen 3 förenande mellandel 4. I hållararmen 3 är anordnad en genomgående öppning 5 i vilken en cylinder 6 är infäst. Cylindem 6 uppvisar en smalare del 7 som från hållardelens utsida sträcker sig genom öppningen 5 och är spärrad på dennas insida av en påskruvad mutter 8. Mellan en stoppﬂäns 9 på cylindem och hållardelen 3 är vidare en av polyuretangummi frarnställd frärnre dämpare 10 anordnad. I cylindem 6 är verktygets aktiva del, en forskjutbar kolv 11, anordnad. Kolven ll är uppdelad i en rörelseriktningen bakre kolvdel 12 med en tätning 14, som är fast anordnad på en med kolven samverkande kolvstång 13, en främre på kolvstången _13 i riktning mot den bakre kolvdelen 12 axiellt förskjutbar andra främre kolvdel 15 samt en mellan dessa bägge delar anordnad dämpare 16.The gas-powered tool according to the invention thus comprises a preferably one-piece forged tool body 1, which comprises an abutment arm 2 with abutment 2a built into it, a holding arm 3 arranged substantially parallel thereto, which is arranged on one of [I 515 gss ¿-. 11-1 191-117 the desired cutting length A depends on the distance between the resistance arm 2 and an intermediate part 4 connecting the resistance arm 2 and the holder arm 3. A through-opening 5 is arranged in the holder arm 3 in which a cylinder 6 is fastened. The cylinder 6 has a narrower part 7 which extends from the outside of the holder part through the opening 5 and is locked on the inside thereof by a screwed nut 8. Between a stop ﬂ end 9 on the cylinder and the holder part 3 a further damper 10 made of polyurethane rubber is further arranged. In the cylinder 6 the active part of the tool, a displaceable piston 11, is arranged. The piston 11 is divided in a rear direction piston part 12 with a direction of movement, which is fixedly arranged on a piston rod 13 cooperating with the piston, a second front piston part 15 axially displaceable on the piston rod 13 in the direction of the rear piston part 12 and a parts arranged damper 16.

Denna senare är framställd av ett förhållandevis hårt polyuretangumrni med god elasticitet och ett mycket gott fonnminne. Framoml finns i kolvens på figuren visade utgångsläge ett slutet utrymme 17 som begränsas av cylindems 6 insida 18, kolvstångens 13 utsida 19 samt cyliderutrymmets 17 botten 20 och den främre kolvdelens 15 framsida 21. Cylindern 6 avslutas bakåt av en pågängad topp 22 i vilken det finns ett patronläge 23 i vilket en gasavgivande drivpatron kan anslutas. Kolvstången 13 avslutas vidare framåt i riktningen mot mothållet 2 av en klippegg 24.The latter is made of a relatively hard polyurethane rubber with good elasticity and a very good shape memory. In the starting position of the piston shown in the figure, there is a closed space 17 which is delimited by the inside 18 of the cylinder 6, the outside 19 of the piston rod 13 and the bottom 20 of the cylinder space 17 and the front 21 of the front piston part 15. The cylinder 6 is terminated at the back by a cartridge position 23 in which a gas-emitting drive cartridge can be connected. The piston rod 13 is further terminated forwards in the direction of the abutment 2 by a cutting edge 24.

Då den i patronläget 23 anordnade patronen avfyras kommer kolven 11, kolvstången 13 och klippeggen 24 att drivas i riktning mot mothållet 2a. Den hastighet dessa rörliga delar därvid får blir då till viss del beroende av vilken mängd och hårdhet av klippgods som ﬁnns inom klipplängden A. Då kolven ll drivs framåt genom cylinderutryrnmet 17 komprimeras den däri befintliga luﬁen. När sedan kolvensfrärnre del 15 bottnar i cylindem 6 och slår emot cylinderutrymmets botten 20 komprimeraswdärnparen 16 varvid friktionen mot cylinderns innervägg 18 ökar samtidigt som kompressionen av gummimaterialet bromsar kolven 11 och kolvstången 13 och därmed även kolïêns främre dels 15 islag mot cylinderutryrnmets botten 20. Samtidigt med denna dämpning i därnparen 16 sker en ytterligare dämpning i den yttre dämparen 9. _ Samverkan mellan dessa bägge dämpare har alltså visat sig ge en så god sarnrnantagen dämpning att livslängden for verktyg av den aktuella typen därigenom har kunnat förlängas mångfaldi gt. 'iWhen the cartridge arranged in the cartridge position 23 is fired, the piston 11, the piston rod 13 and the cutting edge 24 will be driven in the direction of the abutment 2a. The speed at which these movable parts thereby become then depends to some extent on the amount and hardness of the cut material which is within the cutting length A. When the piston 11 is driven forward through the cylinder space 17, the lug therein is compressed. When the lower part 15 of the piston then bottoms in the cylinder 6 and strikes the bottom 20 of the cylinder space, the pair of pivots 16 are compressed, the friction against the inner wall 18 of the cylinder increasing at the same time as the compression of the rubber material brakes the piston 11 and the piston rod 13. this damping in the pair of dampers 16 takes place a further damping in the outer damper 9. The interaction between these two dampers has thus been shown to give such a good combined damping that the service life of tools of the type in question has thereby been able to be extended manifold. 'in

Claims

1111 .rrm 5136758 .ä Patent claim

A gas-powered cutting tool of the type whose active tool part consists of a movable cutting edge (24), which in the cutting direction of the tool is driven by a displaceable piston (11) to which it is connected by means of a piston rod (13) and wherein the piston (11) in its is driven by the combustion gases formed during the combustion of a gas-emitting charge and the piston drives the cutting edge (24) in the direction of an abutment (2a) opposite to its original position, which is part of a tool holding body (1) in which also a cylinder (6 ) in which the piston (11) is slidably mounted and wherein at the cylinder in the direction of movement of the piston seen behind it there is an inlet (23) for the combustion gases while in front of the piston in its original position around the piston rod (13) between its outside (19), the upper edge (21) of the piston (12), the inside (18) of the cylinder (6) and the bottom (20) of the cylinder (6) there is a delimited closed space (17) in which the displacement of the piston (1 1) in the direction of the abutment (2a) a compression of lu ﬁ volume enclosed therein takes place with an associated partial braking of the piston (1 1), characterized in that the piston (1 1) comprises a rear, fixedly fixed to the piston rod (13), first part (directly) affected by the combustion gases ( 12) and a front second part (15) facing the closed space (17), which is axially movable along the piston rod (13) in the direction of the first part (12) but whose movement in this direction is limited by a between the first ( 12) and the second (15) piston part arranged all this space filling middle damping part (16) of an elastically deformable material with good shape memory.

Gas-powered tool according to Claim 1, characterized in that the central damping part (16) of the piston is made of a polyurethane mold.

Gas-powered tool according to Claim 1 or 2, characterized in that the central damping part (16) of the piston has an original outer diaphragm in an unloaded condition which does not exceed the inner diameter of the cylinder (6). 11-1 Tru: 545 758

Gas-powered tool according to Claim 1, 2 or 3, characterized in that the cylinder (6) in which the piston (11) is rotatable is in turn arranged axially displaceably in the body (1) in the same direction as the piston (11) and that to counteract this movement there is a damper (10) of the same material as the damping part (16) of the piston (11) arranged between a ﬂ end edge (9) on the cylinder (6) and the body (1).