TW201843016A - 施加器具 - Google Patents

Abstract

本發明定義一種具有一驅動設備之施加器具，其具有：一條形插桿(5)，用於驅動一固定構件，一管形旋轉體(4)，至少一個彈簧元件(3)，第一捲繞繩(1)，其連接該彈簧元件(3)與該旋轉體(4)，且將該彈簧元件(3)之一線性移動轉換為該旋轉體(4)之一旋轉移動(B)，及第二捲繞繩(2)，其連接該旋轉體(4)與該插桿(5)，且將該旋轉體(4)在一旋轉移動(B)轉換為該插桿(5)之一線性移動(A)。

Description

施加器具

本發明係關於一種用於在尤其由混凝土製成之一基材中施加固定構件(尤其，釘子)之施加器具。

對於在基材中施加固定構件，諸如釘子或螺釘，已知使用在其中插桿在突然或急劇移動中被向前推動之施加器具，該插桿作用於該固定構件且驅動或推動其至基材中。為了插桿能夠傳輸足以敲入固定構件之衝擊，一方面其必須被加速至高速，且另一方面其必須具備或連接至較大質量。

為了達成高速，已知各種類型之驅動，例如點燃推進劑裝料之爆炸型驅動。舉例而言，如德國專利申請公開案(Offenlegungsschrift)DE 10 2009 021 727 A1中所描述的旋轉飛輪經由耦合件連接至插桿之器具亦係已知的。

藉由全部類型驅動，有必要將插桿再次移回其起始位置，以便隨後能夠開始新的施加操作。彼反向移動可藉助於彈簧實現，或在爆炸驅動器具情況下藉由分流一部分驅動氣體實現，或在半自動器具情況下亦人工地手動實現。

施加器具亦可被稱作釘子槍、銷釘驅動器具、銷釘施加器具或通常稱作用於驅動固定構件之裝置。

本發明之問題係定義用於施加器具之驅動方案，其可靠地工作且允許與高施加能量組合之連續操作。

根據本發明，由如請求項1所述之施加器具解決提出之問題。在附屬申請專利範圍中定義有利的開發。

本發明係基於一種施加器具，其具有一驅動設備，其中彈簧元件之彈簧行程經由中間佈置之繩/旋轉體運動系統被轉換為插桿之快速、線性移動，有可能以1：25之轉換比產生例如超過15N之衝擊。該轉換係由在旋轉體及該插桿上捲起及解繞之第一及第二捲繞繩實現。藉助於施加器具中之此驅動設備，有可能將諸如螺釘或釘子之固定構件驅動或甚至推動至硬性材料內，諸如，至混凝土內。

本發明主張一種用於藉由一驅動設備，在尤其由混凝土製成之一基材中施加固定構件，尤其釘子之施加器具，其具有一插桿，尤其一條形插桿，其可在縱向方向上移動以敲入一固定構件，一旋轉體，其可圍繞一旋轉軸線旋轉，至少一個彈簧元件，第一繞組繩，其連接該彈簧元件與該旋轉體，且其經配置且經建構以將該彈簧元件之一線性移動轉換為該旋轉體之一旋轉移動，及第二捲繞繩，其連接該旋轉體與該插桿，且其經配置且經建構以將該旋轉體圍繞該旋轉軸線之一旋轉移動轉換為該插桿在縱向方向上之一線性移動。

本發明提供可以最小精力安全、快速且可靠地施加固定構件之優勢。

該插桿可具有一或多個部分。術語「繩」亦包括單一繩，換言之，單個第一捲繞繩或單個第二捲繞繩，但尤其在第一捲繞繩之情況下，較佳 地提供複數個繩以對稱地傳輸較高力。

在第一較佳變體中，旋轉體之旋轉軸線實質上平行於插桿可沿其移動之縱向方向。在此變體中，第二捲繞繩經較佳組態以藉由旋轉體之旋轉移動解繞或捲起在插桿上之第二捲繞繩，其結果為插桿之線性移動發生。較佳地，插桿被佈置於旋轉體中，從而導致緊湊結構。「在旋轉體中(in the rotary body)」並不意謂該插桿必須被佈置為其完整長度在由該旋轉體限定之包封容積內部，而僅僅意謂其至少在由該旋轉體圍封之一些區中。

在第二較佳變體中，旋轉體之旋轉軸線實質上垂直於插桿可移動之縱向方向。換言之，旋轉體經佈置以便可垂直於插桿軸向方向旋轉。在此變體中，第二捲繞繩較佳經建構以藉由旋轉體之旋轉移動解繞或捲起旋轉體上之第二捲繞繩，結果為該插桿在軸向方向上之線性移動發生。

較佳地，在此第二變體中，該彈簧元件被佈置於該旋轉體中，因此導致緊湊結構。「在旋轉體中」並不意謂該彈簧元件必須被佈置為其完整長度在由該旋轉體限定之包封體積內部，而僅僅意謂其至少在由該旋轉體圍封之一些區中。

在第一或第二變體之開發中，旋轉體可具有以可旋轉方式同心地佈置於其上之內轉子及外轉子，該外轉子能夠藉助於作為驅動裝置的經佈置以可在外轉子之槽、凹槽或凹口中移動的內轉子之驅動器銷釘或驅動器突出部，與內轉子一起旋轉。所述驅動器裝置亦可相反地佈置在內轉子及外轉子上。

在第一或第二變體之開發中，驅動設備可具有佈置於旋轉體外部之電驅動單元，該驅動單元經建構以旋轉該旋轉體，結果為彈簧元件被延伸或壓縮，且因此受預應力。

在第二變體之開發中，驅動佈置具有至少一個返回繩，其將旋 轉體連接至插桿，且其將插桿自施加位置返回至起始位置，該返回繩被捲起至旋轉體上。

較佳地，彈簧元件可平行於旋轉軸線，尤其與其同軸地壓縮。「可壓縮(compressible)」意謂彈簧元件之壓縮，但此處亦尤其包括伸長。

較佳地，旋轉體被大致上沿其旋轉軸線剛性地佈置，其中「剛性地(rigidly)」涉及單部分或多部分外殼及/或涉及插桿之縱向軸線。

在另一個實施方式中，旋轉體可按使得彈簧力在旋轉體之兩個旋轉方向上作用於旋轉體的方式，尤其按使得旋轉體之旋轉移動引起彈簧元件壓縮的方式，藉助於第一捲繞繩連接至彈簧元件，結果為驅動設備受預應力。

較佳地，旋轉體係管形。結果，有可能達成緊湊結構，其中，舉例而言，插桿或彈簧元件被佈置於旋轉體中。此處「管形(tubular)」亦意謂環形，換言之，其沿旋轉軸線之伸展實質上不重要。

較佳地，該彈簧元件可為氣體彈簧。此彈簧在操作中穩固且可靠。

在一開發中，氣體彈簧具有底板及與其平行對準之頂板。

在另一個實施方式中，氣體彈簧具有至少一個可用氣體填充且佈置在該頂板與底板之間的金屬波紋管，金屬波紋管由碳纖維增強塑膠材料包覆尤其係可能的。

在另一個實施方式中，第一捲繞繩之一端緊固在頂板中，另一端緊固至旋轉體。

在另一個實施中，在氣體彈簧之氣體填充狀態中，金屬波紋管中之氣壓至少係50巴。

在另一個實施方式中，該佈置可使兩個氣體彈簧經佈置為彼此之鏡像，該兩個氣體彈簧之底板位置堆起來尤其係可能的。

在另一個實施方式中，可提供穿過該等底板之均衡孔，以便均衡兩個氣體彈簧之間的氣壓。

在開發中，驅動設備可具有至少一個固持隔膜，其支撐該插桿，且佈置在旋轉體外部，其中固持隔膜經建構以將插桿固定在適當位置中以便使其橫向及旋轉穩定。

在一開發中，驅動設備可具有至少一個佈置於旋轉體外部之軸承元件，其中軸承元件經建構以支撐旋轉體以使其縱向及橫向穩定。

在一開發中，驅動設備可具有佈置於旋轉體外部之電驅動單元，該驅動單元經建構以旋轉旋轉體，結果為，該彈簧元件被延伸或壓縮且因此受預應力。

在一開發中，驅動設備可具有佈置於電驅動單元與旋轉體之間的齒輪單元，該齒輪單元經建構以轉換電驅動單元之旋轉移動。

在一開發中，驅動設備可具有佈置於齒輪單元與旋轉體之間的一耦合單元，該耦合單元經建構以啟動插桿之線性移動。

為了針對由彈簧元件施加之力矩及針對無意觸發緊固地固持驅動設備，本發明提議一種觸發裝置，其具有第一齒冠輪，其具有與該旋轉體呈基於力連接之第一齒，一不可旋轉第二齒冠輪，其與該第一齒冠輪互補且可沿齒冠輪軸線相對於該第一齒冠輪移動，且可按使該旋轉體針對高達一最大力矩之旋轉移動固定之方式使其第二齒與該第一齒呈基於力接合，及一解鎖構件，其經建構以將該第二齒冠輪移出與該第一齒冠輪之接合。

根據定義，齒冠輪係齒形輪，其齒連接已被提供於圓形錐體或圓形圓柱體之端面上。其通常被用於傳輸彼此呈角度之桿身之間的旋轉移動。 該等齒冠輪可各自具有一或多個齒形輪緣。

此處「不可旋轉(non-rotatable)」意謂第二齒冠輪被固定至外殼或者剛性地連接至驅動器。

在一開發中，第一及第二齒之齒側面可以相對於齒冠輪軸線傾斜。結果，確保接合上所需之靜態摩擦力。

在另一個實施方式中，第二齒冠輪可部分自鐵磁性材料形成。

在另一個實施方式中，解鎖構件可具有至少一個電磁體，其經建構以在電流流過電磁體時，將第二齒冠輪釋放或移動出與第一齒冠輪之接合。

較佳地，施加器具具有佈置有驅動設備之單部分或多部分外殼。

在另一個實施方式中，施加器具具有觸發按鈕，其經建構以藉由控制電驅動單元及/或耦合單元啟動施加操作。

在一開發中，施加器具在外殼中具有施加開口，固定構件經配置以經由該開口被驅動出。

在另一個實施方式中，施加器具在外殼中具有把手部分，該把手部分經建構以使得施加器具可由使用者拿著。

1‧‧‧第一捲繞繩

2‧‧‧第二捲繞繩

3‧‧‧彈簧元件

4‧‧‧旋轉體

5‧‧‧插桿

6‧‧‧固持隔膜

7‧‧‧電驅動單元

8‧‧‧齒輪單元

9‧‧‧耦合單元

10‧‧‧軸承元件

11‧‧‧外殼

12‧‧‧把手部分

13‧‧‧觸發按鈕

14‧‧‧施加開口

15‧‧‧氣體彈簧

16‧‧‧金屬波紋管

17‧‧‧頂板

18‧‧‧底板

19‧‧‧均衡孔

20‧‧‧觸發裝置

21‧‧‧第一齒冠輪

22‧‧‧第一齒

23‧‧‧第二齒冠輪

24‧‧‧第二齒

25‧‧‧解鎖構件

26‧‧‧返回繩

27‧‧‧內轉子

28‧‧‧外轉子

29‧‧‧滑輪

30‧‧‧槽

31‧‧‧驅動器銷釘

32‧‧‧接收外殼

A‧‧‧線性移動方向

B‧‧‧旋轉方向

C‧‧‧插桿5之縱向軸線

K‧‧‧齒冠輪軸線

L‧‧‧縱向方向

R‧‧‧旋轉軸線

本發明之進一步特徵及優點將自參考圖解圖式之兩個例示性實施方式的如下解釋變得顯而易見，其中圖1：為第一例示性實施方式之驅動設備在起始位置中之三維圖，圖2：為驅動設備在施加位置中之三維圖，圖3：展示穿過具驅動設備之施加器具之橫截面， 圖4：為穿過作為佈置於驅動設備之旋轉體上之彈簧元件的氣體彈簧之剖視圖，圖5：為佈置於旋轉體上之氣體彈簧之平面圖，圖6：為佈置於旋轉體上之氣體彈簧之平面圖，旋轉體扭轉45度，圖7：為穿過兩個對稱地佈置在旋轉體上之氣體彈簧之剖視圖，圖8：為驅動設備之觸發裝置在鎖定位置中之三維圖，圖9：為同一觸發裝置在觸發位置中之三維圖，圖10：為第二例示性實施方式之驅動設備在起始位置中之側視圖，圖11：為驅動設備在施加位置中之側視圖，圖12：為具有作為彈簧元件之氣體彈簧的驅動設備之剖視圖，圖13：為兩部分旋轉體之側視圖，且圖14：為穿過具驅動設備之施加器具之橫截面。

第一例示性實施方式之詳細描述

作為第一例示性實施方式之施加器具之部分，圖1及圖2各自展示驅動設備在起始位置(圖1)中及在施加位置(圖2)中之三維圖。該驅動設備具有單部分或多部分插桿5，固定構件(圖中未示)經配置以藉由其一端被直接地或間接地驅動入基材(圖中未示)中。為產生必需衝擊，使用繩/旋轉往復機件運動系統，其由管形旋轉體4、第二捲繞繩2、彈簧元件3及第一捲繞繩1組成。

插桿5可以線性方式移動(換言之，平移)，該插桿沿其縱向軸線C(換言之，在縱向方向L上)經引導，但無法扭轉。管形旋轉體4同心地可旋轉地安裝在插桿5上，換言之，旋轉體4能夠相對於插桿5旋轉。旋轉軸線R平 行於縱向方向L。對於彼用途，旋轉體4中空，且條形插桿5穿過該旋轉體。插桿5因此被佈置於旋轉體4中。旋轉體4按以下方式(圖中未示)軸向安裝：旋轉體4之旋轉儘可能無摩擦且低耗損，且旋轉體沿旋轉軸線R剛性地佈置。

第一捲繞繩1將彈簧元件3連接至旋轉體4，使得在旋轉體4旋轉時彈簧元件3被拉緊，其中捲繞繩1至少部分地捲繞在旋轉體4周圍且相對於旋轉體4呈現傾斜位置。旋轉體4以使得彈簧力在旋轉體4之兩個旋轉方向上作用於旋轉體4的方式連接至第一捲繞繩1。

第二捲繞繩2將旋轉體4連接至插桿5；藉由旋轉體4在旋轉方向B上圍繞旋轉軸線R之旋轉，第二捲繞繩2纏繞插桿5，且作為藉此發生之「繩之顯而易見縮短(apparent shortening of the cord)」之結果，使其執行在方向A上(換言之，在縱向方向L上)之線性移動。

藉由旋轉體4之旋轉，旋轉往復機件受預應力，彈簧元件3經由第一捲繞繩1被拉緊或壓縮且因此儲存能量，該能量在旋轉體4被放開時突然轉變成旋轉體4之旋轉移動且因此變換成插桿5之線性移動。

藉由旋轉體4及插桿5之直徑之選擇，有可能設定彈簧元件3之彈簧行程轉換為插桿5之衝程的轉換比率。

圖3以極端簡化形式展示出第一例示性實施方式之施加器具，其在外殼11中具有根據圖1及圖2之驅動設備。外殼11具有一前端，其中佈置有一施加開口14用於施加固定構件，諸如，螺釘或釘子。外殼11具有把手部分12，使用者可藉由其握緊及拿著施加器具。在把手部分12上部末端處佈置有一觸發按鈕13，使用者可藉助其觸發且因此執行施加操作。可再充電電池、一次性電池或市電配接器可安裝於把手部分12中以用於為該施加器具供電。

驅動設備具有插桿5，其穿過施加開口14驅動出固定構件(圖中未示)。插桿5之線性、突然移動係由圖1及圖2中所描述之運動系統實現，其 中受預應力彈簧元件3經由第一捲繞繩1將其能量轉換成管形旋轉體4在旋轉方向B上之旋轉移動，其繼而經由第二捲繞繩2將其旋轉移動B轉換成插桿5在方向A上之線性移動。結果，較小彈簧行程可突然轉換為插桿5之較大線性移動。旋轉體4可旋轉地安裝在支撐元件10中，但在縱向方向上不可移位。結果，旋轉體4相對於外殼11沿旋轉軸線R剛性地佈置。

插桿5需要針對扭轉被緊固地安裝。對於彼目的，在插桿5遠離施加開口14之末端處使用防扭轉及橫向剛性固持隔膜6，但亦可替代地在另一端使用該隔膜。此確保插桿5排他地將旋轉體4之旋轉移動轉換為線性移動。

對於「充電(charging)」或「捲起(winding up)」施加器具，使用電驅動單元7，其經由齒輪單元8及耦合單元9設定旋轉體4旋轉且藉此使彈簧元件3受預應力。藉助於耦合單元9，旋轉體4亦可被固持在由觸發按鈕13釋放之拉緊位置中。替代地，電驅動單元7可在最大電荷狀態下斷開，且可藉此觸發施加操作而無需在此期間維持彈簧張力。

作為選定轉換比率之結果，且作為第二捲繞繩2之運動系統之結果，僅需要旋轉體4能夠執行穿過大致+/-45度之旋轉移動以便施加固定構件。

將氣體彈簧15用作彈簧元件3。圖4展示穿過氣體彈簧15之橫截面，該氣體彈簧由兩個同心地佈置之金屬波紋管16組成，該等金屬波紋管由共同底板18與頂板17閉合，形成用於氣體之氣密密封式容器。該容器可經由安裝於頂板17中之閥門(圖中未示)以氣體填充。兩個金屬波紋管16之有效半徑使得(例如}在底板17及頂板18上以50巴之氣壓生成約20kN之力。

如圖1中及圖2所展示之繩/旋轉往復機件運動系統的旋轉體4被佈置為經由氣體彈簧15同心地運行。第一捲繞繩1，其將預壓力傳輸至繩/旋轉往復機件運動系統，被安裝為一端在氣體彈簧15之頂板17上，且另一端在旋轉體4上。在氣體彈簧15之未加壓狀態中，第一捲繞繩1以使得在安裝後其處於拉 緊且受輕微預應力之狀態中的方式被安設。在其被安裝於氣體彈簧15之頂板17中及繩/旋轉往復機件運動系統之旋轉體4中之後，如圖5中可見，在頂板17上之平面圖中，第一捲繞繩1被徑向對準。

關於圖5及圖6之描述而言，應再次提及，藉助於合適的軸承，旋轉體4被阻止在縱向軸線C之方向上移動。相反地，旋轉體4能夠執行僅圍繞與旋轉軸線R同心之縱向軸線C的旋轉。當氣體彈簧15被氣體填充時，在縱向軸線C方向上作用於頂板17之壓力積累，且因此在第一捲繞繩1上施加拉力。

當藉助於適當構件(圖中未示，例如馬達)，旋轉體4經由一可預定義角度旋轉出其原始位置時，如圖6中所示，該經加壓氣體彈簧15在第一捲繞繩1上產生力，該力在第一捲繞繩1之安裝點處產生一力矩，該力矩對應於由第一捲繞繩1傳輸至旋轉體4之力的切向分量乘以旋轉體4上之安裝點之半徑。藉由第二捲繞繩2，可使位於旋轉體4內部中之插桿5根據圖1及圖2執行縱向移動。

在50巴之壓力下的一例示性佈置在旋轉體4圍繞縱向軸線C扭轉45度時傳遞300Nm之一起始力矩，該力矩經由旋轉體4作用於繩/旋轉往復機件運動系統上。由於繩長度在動態操作中並不改變，因此該扭轉使頂板17在底板18(圖4)之方向被朝下拉且因此將氣體彈簧15壓縮。作為旋轉體4之往復運動之結果，此導致氣壓之輕微調變。

在根據圖4之佈置中，一旦氣體彈簧15被充氣至其標稱壓力，則用於抑止旋轉體4在軸向方向上之移動的軸承將受到所得之相當大的力之作用。在實例中，標稱壓力為50巴，其在氣體彈簧15之指定幾何結構之情況下在軸承(圖中未示)上產生約20kN之力。

若實現如圖7中所示之對稱佈置，則此經受較高力之軸承可被完全避免。如自圖式可見，存在兩個氣體彈簧15，該等氣體彈簧之力在加壓時作 用於相反方向上，以及存在第一捲繞繩1之兩個對稱佈置，其在下文中被稱作「下部及上部捲繞繩佈置(lower and upper winding cord arrangements)」。若兩個氣體彈簧15具有相同尺寸且氣壓相同，則該兩個氣體彈簧15經由旋轉體4上之第一捲繞繩1施加在對應的頂板17上的力相反且相等，且因此彼此抵消掉。因此不再需要用於補償軸向力之軸承。相反地，下部及上部捲繞繩佈置之力矩作用在同一方向，亦即，它們被相加在一起。

為了均衡兩個氣體彈簧15中之壓力，可視情況提供均衡孔19，經由該均衡孔發生壓力均衡。為了抑止兩個氣體彈簧15之間的壓力振盪，均衡孔19可具有節流閥(圖中未示)。

如圖5及圖6中所示之第一捲繞繩1之數目不必要為四個。然而，用於防止金屬波紋管16彎曲之穩定的原因，應對於各氣體彈簧15以120°之角度間距使用三個第一捲繞繩1。另外，當然應記住合理設計，可使用任何數目n條繩，其彼此之間的角度間距由以下給出：φ=360°/n。

為了抑止金屬波紋管16之縱向或撓曲振盪，後者可以由碳纖維增強塑膠殼體包圍。憑藉纖維/合成樹脂灌注組分之性質，振盪經阻止。此外，此可提供針對在繩/旋轉往復機件運動系統之極端短暫切換時間期間在金屬波紋管16的材料中出現之較高動態負荷的保護。

由金屬波紋管16構成之氣體彈簧15相比於其他彈簧具有顯著優勢。由金屬波紋管16、底板18及頂板17形成之氣體彈簧15中之氣壓遵守針對理想氣體之已知關係：p*V=常數，(1)其中p係壓力，且V係體積。

舉例而言，如模擬計算及實驗已展示，金屬波紋管16之振盪對於氣體彈簧15的金屬波紋管16之體積V無可觀的影響，且因此對於作為經由第 一捲繞繩1作用於旋轉體4之力矩之原因的壓力亦無影響。因此，由不可避免之共振所引起之破壞經有效地解耦。

自氣體彈簧15圍繞旋轉體4之同心佈置產生另一個優勢。此允許此中心驅動單元具有緊湊結構。

為了針對在由針對彈簧元件3施加之最大力矩之拉緊狀態中的旋轉固定旋轉體4，根據圖8及圖9，觸發裝置20被用作耦合單元9。

圖8及圖9展示用於針對旋轉固定(圖8)旋轉體4及用於觸發(圖9)旋轉體之旋轉移動的觸發裝置20之三維圖。對於彼用途，觸發裝置20具有第一齒冠輪21，其端面剛性地連接至旋轉體4，且其第一齒22至少在一側上傾斜，換言之，齒側面相對於齒冠輪軸線K傾斜。齒冠輪軸線K與旋轉體4之旋轉軸線R一致。第一齒冠輪21亦可替代地佈置在旋轉體4之彎曲壁表面上之一位置處。

為在適當位置中固定第一齒冠輪21，使用不可旋轉之第二齒冠輪23，其經佈置為鏡像，且其第二齒24能夠以使得第一齒冠輪21針對旋轉緊固之方式接合第一齒22。藉由齒側面斜率之合適選擇，確保藉助於傾斜齒側面之間的靜態摩擦力，針對經由力矩作用之切向力分量施加足夠大的反力，使得第二齒冠輪23並不獨立地滑出接合。齒冠輪21、23較佳由鋼製成。

為釋放接合，使用解鎖構件25，其較佳為電磁體之形式，且當電流流過電磁體之該或該等線圈時，該構件在齒冠輪軸線K之方向上及在解鎖構件25之方向上施加一力，該力針對靜態摩擦力或動摩擦力，將第二齒冠輪23拉出與第一齒冠輪21之接合。因此，實現第一齒冠輪21(且因此旋轉體4)之旋轉移動。若電磁體經適當地設定尺寸及佈置，則此觸發可突然且在非常短暫之時間(幾毫秒)中發生。

第二齒冠輪23可藉助於任何所需的致動構件(圖中未示)返回 至與第一齒冠輪21之接合。

第二例示性實施方式之詳細描述

作為第二例示性實施方式之施加器具之部分，圖10及圖11各展示自在起始位置(圖10)中及在施加位置(圖11)中的驅動設備之側視圖。在對應組件之情況下，用於第二例示性實施方式之名稱及參考數字與用於第一例示性實施方式之名稱及參考數字相同。

驅動設備具有單部分或多部分插桿5，藉由其之一端，一固定構件(圖中未示)經配置以被直接地或間接地驅動至一基材(同樣圖中未示)中。為產生必要衝擊，使用繩/旋轉往復機件運動系統，其由管形旋轉體4、第二捲繞繩2、彈簧元件3及第一捲繞繩1組成。

插桿5可在線性移動方向A上線性(換言之，平移)移動，該插桿5經在縱向方向L上沿其縱向軸線C引導。在插桿5上方，管形旋轉體4經安裝使得可圍繞旋轉方向B旋轉，旋轉體4之旋轉軸線R(亦參見圖12)垂直於線性移動方向A(換言之，亦垂直於縱向方向L)對準。旋轉體4係中空的，且以(圖中未示)使得旋轉體4之旋轉儘可能無摩擦且低耗損之方式安裝。

第一捲繞繩1將佈置於旋轉體4內部中之彈簧元件3連接至旋轉體4，使得在旋轉體4旋轉時，彈簧元件3被拉緊，其中第一捲繞繩1相對於該旋轉體4改變其角度，換言之，呈現傾斜位置。

藉由旋轉體4之旋轉，第二捲繞繩2在旋轉體4上捲起。第二捲繞繩2將旋轉體4在外側連接至插桿5；藉由旋轉體4在旋轉方向B上之旋轉，第二捲繞繩2沿線性移動方向A移動插桿5。作為此「繩之顯而易見縮短」之結果，旋轉體4在旋轉方向B上之旋轉移動使該插桿5執行沿線性移動方向A之軸向移動。

藉由旋轉體4之旋轉，繩/旋轉體運動系統受預應力，彈簧元件3 係經由第一捲繞繩1被拉緊且因此儲存能量，該能量在旋轉體4被「放開」時驟然轉變成旋轉體4之旋轉移動且因此轉變成插桿5之線性移動。

藉由選擇旋轉體4之內部直徑及第一及第二捲繞繩1、2之懸吊點位置，有可能設定將彈簧元件3之彈簧行程轉換為插桿5衝程的轉換比率。插桿5可以藉助於返回繩26返回至其起始位置。返回繩26被固定至旋轉體4之外，且另一端固定至插桿5。藉助於滑輪29，返回繩26轉向至軸向方向A。

替代地，返回繩26之功能可與第二捲繞繩2交換。在彼情況下，插桿5之突然移動應在反方向(在圖10中之左側)上發生，換言之，圖10將展示該施加位置。

圖12展示具有作為彈簧元件3之氣體彈簧15的驅動設備之剖視圖。出於圖式中清晰之原因，第一捲繞繩1及第二捲繞繩2並未展示。在旋轉體4內部安放有氣體彈簧15，其可在旋轉體4旋轉時藉助於第一捲繞繩1被壓縮。第一捲繞繩1連接至氣體彈簧15端面及旋轉體4之內側。該圖展示插桿5以及用於返回繩26(圖中未示)之滑輪29旋轉體4連同氣體彈簧15位於接收外殼32中。

關於包括兩個氣體彈簧15之對稱佈置的結構及操作模式，參考關於第一例示性實施方式之註解。

當氣體彈簧15被鬆開時，如關於圖10及圖11描述，插桿5藉助於第二捲繞繩2藉由旋轉體4之旋轉平移移動。

圖13展示以兩部分形式實施之管形旋轉體4，其中內轉子27同心地安裝在外轉子28中，使得它們可相對於彼此扭轉。為了外轉子28能夠與內轉子27一起旋轉，且反之亦然，在外轉子28中，在彎曲壁面上形成槽30作為驅動裝置。佈置於內轉子27上之驅動器銷釘31接合在槽30中，且在停止時能夠「夾帶(entrain)」外轉子28。替代地，代替彎曲壁面上之槽30，例如，亦將可能 在端面上提供凹槽，佈置於內轉子27上之驅動器突出部接合在該凹槽(圖中未示)中，而非驅動器銷釘31。驅動器裝置相反地佈置在內轉子27及外轉子28(圖中未示)上亦係可能的。

憑藉此設計，例如，外轉子28可由於其慣性根據槽30之長度獨立於內轉子27旋轉，直至驅動器銷釘31撞擊槽30之另一端。因此，經由第二捲繞繩2連接至外轉子28之插桿5的衝擊可連續地減退。在達到停止點時，外轉子28由彈簧元件3(圖13中未展示)再次制動。因此，未被施加操作消耗之過剩能量可由彈簧元件3吸收。此在不存在待敲入之固定構件時尤其必要。

圖14以極端簡化形式展示在外殼11中具有根據圖10至圖13之驅動設備之施加器具。外殼11具有一前端，其中佈置有一施加開口14用於施加固定構件，諸如，螺釘或釘子(圖中未示)。外殼11具有一把手部分12，使用者可藉由其握緊及拿住施加器具。在把手部分12之上部末端處佈置有觸發按鈕13，使用者可藉助其觸發且因此執行施加操作。可再充電電池、一次性電池或市電配接器可安裝於該把手部分12中。

驅動設備具有插桿5，其經由施加開口14驅動出固定構件(圖中未示)。插桿5之線性、突然移動係由圖10至圖13中所描述之運動系統實現，其中受預應力氣體彈簧15經由第一捲繞繩1將其能量轉換為旋轉體4在方向B上之旋轉移動，其繼而經由第二捲繞繩2將其在方向B上之旋轉移動轉換為插桿5在方向A上之線性移動。結果，較小彈簧行程可突然轉換為插桿5之較大線性移動。插桿5可以藉助於返回繩26再次返回至其起始位置。

為了「充電(charging)」或「捲起(winding up)」施加器具，使用電驅動單元7，其設定旋轉體4處於旋轉，且藉此藉助於第一捲繞繩1使得氣體彈簧15受預應力。藉助於觸發按鈕13，實現施加操作，其中電驅動單元7經接通，設定旋轉體4處於旋轉，且電驅動單元7在最大電荷狀態時被斷 開，結果為，可觸發施加操作而無需在此期間維持彈簧張力。

此較佳由耦合元件實現，諸如關於第一例示性實施方式描述之耦合單元9，其在達到電荷狀態時釋放旋轉體4與驅動單元7之間的互鎖或基於力連接。舉例而言，如已參考第一例示性實施方式解釋，此可為嚙合佈置，其經由彈簧閉合嚙合配偶體，且在旋轉體4達到可預定義角度4時，經由成形元件(例如，彈簧)開放嚙合佈置。

作為選定轉換比率之結果，且作為第一捲繞繩1及第二捲繞繩2之運動系統之結果，旋轉體4僅需要能夠執行經由大致+/- 45度之旋轉移動以便施加固定構件。在具有內轉子27及外轉子28(圖13)之實施方式中，為了加速，內轉子27(例如)僅旋轉經由20度，外轉子28之其餘50度純粹為彈道式(槽30)，且在70度處，外轉子28連同內轉子27再次移動至彈簧元件3中，且因此經制動。

儘管已藉助於例示性實施方式詳細地說明及描述本發明，但本發明不受所揭示之實例限制，且在不脫離本發明之保護範圍之情況下，熟習此項技術者可自其導出其他變化。

Claims (19)

1. 一種用於藉由一驅動設備在尤其由混凝土製成之一基材中施加固定構件、尤其釘子之施加器具，其特徵在於：一插桿(5)，尤其一條形插桿，其可在縱向方向(L)上移動以敲入一固定構件，一旋轉體(4)，其可圍繞一旋轉軸線(R)旋轉，至少一個彈簧元件(3)，第一捲繞繩(1)，其連接該彈簧元件(3)與該旋轉體(4)，且其經配置且經建構以將該彈簧元件(3)之一線性移動轉換為該旋轉體(4)之一旋轉移動(B)，及第二捲繞繩(2)，其連接該旋轉體(4)與該插桿(5)，且其經配置且經建構以將該旋轉體(4)圍繞該旋轉軸線(R)之一旋轉移動(B)轉換為該插桿(5)在該縱向方向(L)上之一線性移動(A)。
2. 如請求項1所述之施加器具，其特徵在於該旋轉軸線(R)實質上平行於該縱向方向(L)。
3. 如請求項2所述之施加器具，其特徵在於該插桿(5)配置於該旋轉體(4)中。
4. 如請求項1所述之施加器具，其特徵在於該旋轉軸線(R)實質上垂直於該縱向方向(L)。
5. 如請求項4所述之施加器具，其特徵在於該彈簧元件(3)配置於該旋轉體(4)中。
6. 如請求項1至5中任一項所述之施加器具，其特徵在於該彈簧元件(3)可平行於該旋轉軸線(R)、尤其與其同軸地壓縮。
7. 如請求項1至6中任一項所述之施加器具，其特徵在於該旋轉體(4)實質上沿旋轉軸線(R)剛性地佈置。
8. 如請求項1至7中任一項所述之施加器具，其特徵在於該第二捲繞繩(2)經建構以藉由該旋轉體(4)之一旋轉移動(B)解繞或捲起該插桿(5)上或該旋轉體(4)上之該第二繞組繩(2)，其結果為該插桿(5)之該線性移動(A)發生。
9. 如請求項1至8中任一項所述之施加器具，其特徵在於該旋轉體(4)藉助於該第一捲繞繩(1)以使得一彈簧力在該旋轉體(4)之兩個旋轉方向(B)上作用於該旋轉體(4)之方式，尤其以使得該旋轉體(4)之一旋轉移動引起該彈簧元件(3)壓縮之方式連接至該彈簧元件(3)，結果為，該驅動設備受預應力。
10. 如請求項1至9中任一項所述之施加器具，其特徵在於該旋轉體(4)係管形。
11. 如請求項1至10中任一項所述之施加器具，其特徵在於該彈簧元件(3)具有一氣體彈簧(15)。
12. 根據請求項11所述所述之施加器具，其特徵在於該氣體彈簧(15)具有一底板(18)及與其平行對準之一頂板(17)，以及尤其，佈置於該頂板(17)與該底板(18)之間的一金屬波紋管(16)，且尤其，該金屬波紋管(16)由一碳纖維增強塑膠材料包覆。
13. 如請求項11或12所述之施加器具，其特徵在於該驅動設備具有兩個經佈置為彼此之鏡像之氣體彈簧(15)，該兩個氣體彈簧(15)之該等底板(18)尤其位置堆起來，且尤其，提供穿過該等底板(18)之均衡孔(19)以便均衡該兩個氣體彈簧(15)之間的氣壓。
14. 如請求項1至13中任一項所述之施加器具，其特徵在於： 至少一個固持隔膜(6)，其支撐該插桿(5)且配置於該旋轉體(4)之外，該固持隔膜經建構以將該插桿(5)固定於適當位置以便橫向及旋轉穩定。
15. 如請求項1至14中任一項所述之施加器具，其特徵在於：配置於該旋轉體(4)外之至少一個軸承元件(10)，該軸承元件經建構以支撐該旋轉體(4)以便縱向及橫向穩定。
16. 如請求項1至15中任一項所述之施加器具，其特徵在於：配置於該旋轉體(4)外之一電驅動單元(7)，該驅動單元經建構以旋轉該旋轉體(4)，結果為，該彈簧元件(3)經延伸或壓縮。
17. 如請求項16所述之施加器具，其特徵在於：佈置於該電驅動單元(7)與該旋轉體(4)之間的一齒輪單元(8)，該齒輪單元經建構以平移該電驅動單元(7)之該旋轉移動。
18. 如請求項17所述之施加器具，其特徵在於：佈置於該齒輪單元(8)與該旋轉體(4)之間的一耦合單元(9)，該耦合單元經建構以啟動該插桿(5)之一線性移動(A)。
19. 如請求項1至18中任一項所述之施加器具，其特徵在於該驅動設備包含用於針對該彈簧元件(3)施加之一力矩固持該旋轉體(4)之一觸發裝置(20)，其具有：一第一齒冠輪(21)，其具有與該旋轉體(4)呈基於力連接之第一齒(22)，一不可旋轉第二齒冠輪(23)，其與該第一齒冠輪(21)互補且可沿齒冠輪軸線(K)相對於該第一齒冠輪(21)移動，且可按使該旋轉體(4)針對高達一最大力矩之旋轉移動固定之方式使其第二齒(24)與該第一齒(22)呈基於力接合，及 一解鎖構件(25)，其經建構以將該第二齒冠輪(23)移出與該第一齒冠輪(21)之接合。