專利名稱：帶有燃燒室閉鎖裝置的燃燒動力推動的工具的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般地涉及手提式燃燒動力推動的扣件驅動工具的改進，特別是涉及燃燒室燃燒后延遲打開，使活塞正確地返回到其開始位置的改進。
燃燒動力推動的把扣件驅入工件的手提式燃燒推動的或所謂IMPULSE牌的工具，通常在授權于尼柯利克的美國再頒布專利32,452號，和美國專利4,522,162號；4,483,473號；4,483,474號；4,403,722號及5,263,439號中都有介紹，所有這些專利本文都引作參考。IMPULSE牌的類似的燃燒動力推動的釘子和卡釘驅動工具可從美國伊利諾斯州林肯郡的ITW-Paslode買到。
這類工具通常都采用內裝一個小型內燃機的手槍式外殼。內燃機由一個加壓燃燒氣體的金屬容器(也稱燃燒室)來推動。一個大功率電池供電的電力分配裝置產生點火用的火花，位于燃燒室內的一臺風扇保證燃燒室內的有效燃燒和便于除垢，包括燃燒產生的廢氣。內燃機有一個往復式活塞，它帶有一個裝在汽缸內的細長、剛性的驅動葉輪。
一個閥套可繞汽缸軸向往復運動，并通過一聯(lián)動裝置，在該聯(lián)動裝置端部的一個工件接觸元件壓住工件時，關閉燃燒室。這個緊壓工件的動作觸發(fā)燃料計量閥，把一定量的燃料引入該關閉的燃燒室。
按下觸發(fā)器，引起內燃機的燃燒室內的氣體充電點火，使活塞和驅動葉輪被射向下方，沖擊一被定位的扣件，并把它驅入工件。然后通過汽缸內的氣體差壓使活塞返回到其原來的或“準備”的位置。扣件從扣件匣送進管口，固定在扣件匣內被正確定位以接受驅動葉輪的沖擊。
常規(guī)燃燒動力工具的設計準則之一是在管口壓住工件以后才扣動觸發(fā)器。這一特點把點火推遲到燃燒室被關閉之后。美國專利4,483,474號公開了一種合適的觸發(fā)器閉鎖裝置，該專利被引作參考。在＇474號專利中，一個凸輪和拉桿裝置可防止在管口壓住工件之前，觸發(fā)器被按下，同時關閉燃燒室。松開觸發(fā)器之后，燃燒室才打開點火。
燃燒動力工具方面的最新發(fā)展是發(fā)明了高能驅動工具，這種工具能產生把扣件驅入工件需要的更大的力。在有些這樣的驅動工具中，通過延長活塞穿過的汽缸為活塞提供較長的沖程來獲得更大的力。在其他一些較高能量的設計中，則是加大燃燒室的體積。在這些設計中，燃燒室加大的表面積最大限度地限制在最小量，而汽缸的表面積保持不變。這樣可以產生更多的燃燒能量，但是沒有相應地增大冷卻表面積和產生使活塞返回到其開始位置的差壓。因次，活塞返回將更緩慢。
在長度較長的驅動工具中，由于汽缸的長度增加，活塞返回所需的時間也延長了。據(jù)悉，在有些近期開發(fā)的高能燃燒動力驅動工具中，活塞返回到其開始位置所需的時間大約是較短沖程的常規(guī)燃燒動力驅動工具中的兩倍。顯然，這種驅動工具應該在活塞完全返回到其開始位置時才點火。
在上述裝備的燃燒工具中，一旦觸發(fā)器被松開，驅動工具在活塞返回到其開始位置以前就從工件抬起。閥聯(lián)動裝置使燃燒室打開，從而破壞了幫助活塞向上返回的氣體差壓。為了使點火一致，燃燒室的尺寸必須總是一樣的。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種改進的燃燒動力推動的工具，延長燃燒室的密封狀態(tài)直到活塞返回到其燃燒之前的開始位置。
本發(fā)明的另一個目的是，提供一種改進的燃燒動力推動的工具，這種工具裝有一個在活塞返回到其開始位置之前保持燃燒室處于關閉狀態(tài)的裝置。
本發(fā)明的再一個目的是提供這樣一種改進的燃燒動力推動的工具，通過一個延遲松開觸發(fā)器裝置并與閉鎖裝置相接，使燃燒室在活塞返回之前一直關閉，從而最終推遲燃燒室打開。
本發(fā)明還有一個目的是提供一種改進的燃燒動力推動的工具，其上所裝的觸發(fā)器的扣壓或觸發(fā)比它返回到其初始的、非觸發(fā)位置更容易。
本發(fā)明的改進的燃燒動力推動的工具達到或超過了上述目的，它裝有一個延遲裝置，使燃燒室燃燒后在活塞返回到其開始位置之后才打開。在最佳實施例中，驅動工具裝有一個由觸發(fā)器操縱的燃燒室閉鎖裝置，此裝置可防止燃燒室在點火后觸發(fā)器被松開之前打開。該延遲裝置推遲觸發(fā)器從觸發(fā)位置到非觸發(fā)位置，從而為活塞返回到其開始位置提供了更多的時間。
更具體的說，本發(fā)明提供的一種燃燒動力推動的工具裝有一個自足式內燃動力源，其構造和安裝使所產生的燃燒，驅動一個驅動葉輪沖擊扣件并把它驅入工件。本發(fā)明的驅動工具包括一個外殼，內裝動力源，一個設置在外殼上端的燃燒室，一個設置在外殼內的汽缸，與燃燒室接通，一個活塞，其上裝有驅動葉輪，活塞在汽缸內從位于汽缸第一端的開始位置和位于汽缸第二端的驅動位置之間往復運動，一個氣體控制裝置，周期地向大氣打開燃燒室，以及一個延遲裝置，與氣體控制裝置連接，推遲燃燒室打開直到活塞驅動扣件之后返回到其開始位置。
圖1是本發(fā)明的燃燒動力推動的扣件驅動工具的部分側視圖，圖中的燃燒室是開著的，觸發(fā)器處在非觸發(fā)的位置，部分地被切開是為了看得清楚；
圖2是圖1中的燃燒動力推動的扣件驅動工具的部分側視圖，圖中的燃燒室是關著的，觸發(fā)器處在觸發(fā)的位置，部分地被切開是為了看得清楚；圖3是本發(fā)明處于非觸發(fā)位置的觸發(fā)器和氣動延遲閥放大的部分剖視圖；圖4是圖3中處于觸發(fā)位置的觸發(fā)器和氣動延遲閥放大的部分剖視圖；圖1和圖2示出適合于本發(fā)明使用的一類燃燒動力推動的工具，總的標示為10。驅動工具10有一個外殼12，外殼包括一個主動力源室14，一個自足式內燃動力源16；一個燃料室18，一般與主動力源室14平行并靠近它；以及一個手柄20，它從燃燒室一側伸出并與主動力源室相對。
此外，一個扣件匣22與從主動力源室14的第一端或下端28伸出的管口相接，并從連接處向外延伸與手柄20平行。裝有一個為驅動工具10提供電力的電池(圖中未示出)，電池裝在與扣件匣22相對的外殼12上的一個管形小室內(圖中未示出)。
這里所用的“下”和“上”是指圖1和圖2所描述的驅動工具10的操作方向；但應該知道，根據(jù)使用上的需要本發(fā)明可用于各個方向。在主動力源室下端28的對面是第二端或上端30，上端有許多進氣孔32。
在一種最佳實施例中，采用現(xiàn)有技術美國專利5,263,439號中所介紹的電磁、螺線管式燃料計量閥(圖中未示出)或這種類型的噴嘴閥，把燃料引入燃燒室。上面引用的美國專利5,263,439號供作參考。位于燃料室18中的燃料小室內裝有加壓液態(tài)碳氫化合物燃料，如MAPP，并用現(xiàn)有的一種推進劑加壓。
主動力源室14的上端30裝有一個汽缸頭34，它構成燃燒室36的上端，并為主開關38、火花塞40、電風扇馬達42和O-形密封環(huán)44提供安裝位置。
一個燃燒室風扇46連接在馬達42的轉子48上，并位于燃燒室內以加強燃燒過程和促進冷卻與清除廢氣。風扇馬達42由主開關38控制，在前文引用的專利中有詳細說明。
一個圓柱型的往復閥50通過管口26上的工件-接觸元件52用一個聯(lián)動裝置54以已知的方式在主動力源室14內運動。往復閥50在燃燒室36中起氣體控制裝置作用，它構成燃燒室的側壁，其上端密閉地與O-形密封環(huán)44相接，將燃燒室的上端密封(從圖2中可清楚地看到)。往復閥50的下部56構成通常呈圓筒形的汽缸58。汽缸58的上端裝有往復閥50相應部分62的一個外O-形環(huán)60(見圖2)，以密封燃燒室36的下端。
汽缸58內有一個往復式配置的活塞64，其上連接一根剛性、細長的驅動葉輪66。把適當?shù)匮b在管口26中的扣件(圖中未示出)驅入工件(圖中未示出)。汽缸下端有一個限定活塞64沖程下極限的緩沖器70的座68。在汽缸58的另一端，固定有一個活塞止動環(huán)72以限制活塞64的上沖程。
在外殼12的手柄20中裝有操縱驅動工具10用的一些控制部件。觸發(fā)開關裝置74包括一個觸發(fā)開關76、一個觸發(fā)器78和一個偏移返回彈簧80，在本最佳實施例中，返回彈簧是螺旋彈簧。在觸發(fā)開關控制下的一個電控器82觸發(fā)火花塞40。
觸發(fā)器78在非觸發(fā)位置(圖1)和觸發(fā)位置(圖2)之間的運作受一個凸輪聯(lián)鎖裝置或觸發(fā)閉鎖裝置84控制，此裝置在驅動工具10緊壓工件之前可防止觸發(fā)觸發(fā)器。這種壓力使管口壓下，同時使聯(lián)動裝置54把往復閥50向上運動關閉燃燒室36，使其與大氣封離。
更確切地說，在圖1-4中，閉鎖裝置84包括一個觸發(fā)器托臂86，其一端固定在觸發(fā)器78上，另一端有一個裝有橫向軸銷90的拐角臂88。
一個三角形釋放凸輪92連接在該軸銷90上，凸輪92有一個開口端槽94，其尺寸使凸輪滑動地連接在軸銷90上。另外，凸輪92還有一個與樞軸套98嚙合的直通孔96，和一個凸輪凸角100。圖1中，燃燒室向大氣敝開時，該凸輪凸角100頂住U-形棒102的一端，防止觸發(fā)器78被按下，從而防止點火。
參看圖2，由于U-形棒102與往復閥50連接，因此當該閥關閉燃燒室36時，U-形棒102隨往復閥50向上運動，從而為釋放凸輪92通過棒102的移動而形成一個間隙。使凸輪92自由運動，可把觸發(fā)器78按下以觸發(fā)點火。這種閉鎖裝置74(譯注原文如此)在通常所引用的美國專利4,483,474號中有更詳細介紹。
當扳動觸發(fā)器78時，從中心電分配和電控器82產生一個信號，在火花塞40的火花隙處引起放電，點燃已注入燃燒室36并被風扇46氣化或碎化的燃料。這種點火把活塞64和驅動葉輪66推向汽缸58下方，直到驅動葉輪接觸到一個扣件并把它驅入基底，如本領域已知的那樣。由于燃燒室的密封，在汽缸內殘留的部分氣體的壓力差使該活塞再返回到其原來的位置或“準備”的位置。如果燃燒室36在該活塞返回到其開始位置之前被打開，見圖1和圖2，那么這種氣體壓力差關系就會被破壞，從而影響活塞的返回。
人們發(fā)現(xiàn)，在汽缸58較長的或燃燒室較大的高能燃燒動力驅動工具中，活塞64返回到其開始位置需要更長的時間，見圖1和圖2。這些模式中，在觸發(fā)器78被松開時，燃燒室有可能會被過早地打開。從圖1和圖2可以看到，一旦觸發(fā)器78被按下，U-形棒102就不能向下移動使往復閥50離開其密封燃燒室的位置。但是，一旦觸發(fā)器78被放開，凸輪92就向圖1所示的位置移動，并使U-形棒102向下移動，從而打開燃燒室。
如上所述，在活塞返回到其開始位置之前燃燒室36不要打開是很重要的。因此，本發(fā)明的一個重要特點是提供一個延遲裝置來推遲打開燃燒室。在最佳實施例中，推遲打開燃燒室是通過直到活塞64完全返回到其開始位置之后，才將觸發(fā)器78從其按下或觸發(fā)位置松開來完成的。
在圖3和圖4中，本發(fā)明的延遲裝置通常是指104，在本最佳實施例中，其特征是裝有一個氣動單向閥，用來推遲使觸發(fā)器78返回到如圖3所示的松開或非觸發(fā)位置的偏移返回彈簧或螺旋彈簧80的動作。該氣動單向閥包括一個腔室106，它由觸發(fā)器78內的一般為圓柱形的內壁108形成。一個柱塞110，通過摩擦吻合螺紋扣件或其他已知固定技術，固定在外殼12內的支承架的底端112上。在其相對的一端或頂端114，柱塞110與腔室106吻合相接。
在最佳實施例中，柱塞110裝有一個密封件116，固定在頂端114附近的環(huán)形槽118內?？梢杂媚Σ廖呛虾?或化學粘合劑把密封件116固定在其位置上。密封件116最好是采用“U-杯”形密封，這種密封在柱塞110的縱軸的斜角處有一個凸出的外密封唇120，成一個倒鉤或箭頭構型。這樣，密封唇120摩擦接觸腔室106的內壁108，并產生抵銷偏移返回彈簧80動作的摩擦力，延遲觸發(fā)器78返回到非觸發(fā)位置。換句話說，密封件116是裝在柱塞110上，因此，觸發(fā)器容易扳到觸發(fā)位置(圖4)，但是其返回到非觸發(fā)位置(圖3)較慢。
當按下觸發(fā)器78時，該觸發(fā)器在柱塞110上的移動把大量殘留氣體從腔室106壓出來，在密封件116后面的腔室的區(qū)域122內形成相對真空。由于密封件116的固有缺陷(最好用丁腈橡膠或相當于此類橡膠制成)，這種真空是不完全的，而且由于偏移返回彈簧80施加的壓力，殘留空氣將緩慢地泄漏入?yún)^(qū)域122，這樣就使彈簧80推動觸發(fā)器78返回到非觸發(fā)位置。有經驗的專業(yè)人員懂得，決不能把密封件116做成產生全密封效果的密封件，因為那樣會產生阻止觸發(fā)器78返回到非觸發(fā)位置的真空狀態(tài)。在某些應用方面，密封唇120可以涂上潤滑脂使它容易在腔室106內滑動。
在最佳實施例中，柱塞110和腔室106的尺寸是這樣確定的，使區(qū)域122內產生的真空足以延遲觸發(fā)器78在活塞64返回到其開始位置之后才到達非觸發(fā)位置。現(xiàn)已得知，驅動工具10裝上這種延遲裝置104，使觸發(fā)器78返回到其非觸發(fā)位置所需的時間是常規(guī)燃燒的動力驅動工具的兩倍。裝上這種延遲裝置觸發(fā)器78，從觸發(fā)位置達到非觸發(fā)位置所需的時間大約是200毫秒。
由此可見，本發(fā)明的氣動閥式的延遲裝置充分地延遲了觸發(fā)器78移動到非觸發(fā)位置的時間，從而最終推遲了燃燒室36在活塞64達到其開始位置之前的打開時間。要知道，本領域的專業(yè)人員可以利用其他裝置來保持燃燒室在活塞達到其開始位置之前處于關閉狀態(tài)，但這些其它裝置仍居于本發(fā)明的范圍內。
本文展示和描述的本發(fā)明的燃燒動力驅動工具用的燃燒室閉鎖裝置的實施例，本技術領域專業(yè)人員可以不超出本發(fā)明的范圍做出一些變型和改型，特提出本權利要求。
權利要求
1.一種燃燒動力推動的工具，它有一個自足式內燃動力源，其構造和安裝使所產生的燃燒，驅動一個驅動葉輪沖擊扣件并把它驅入工件，它包括一個外殼，內裝動力源；一個燃燒室，設置在所述外殼的上端；一個汽缸，設置在所述外殼內，與所述的燃燒室接通；一個活塞，其上裝有驅動葉輪，活塞在汽缸內從位于汽缸第一端的開始位置和位于汽缸第二端的驅動位置之間往復運動；一個氣體控制裝置，周期地向大氣打開燃燒室；和一個延遲裝置，與氣體控制裝置連接，推遲燃燒室打開直到活塞驅動扣件之后返回到其開始位置。
2.根據(jù)權利要求1所述的工具，其特征在于它包括一個觸發(fā)開關裝置，該裝置的觸發(fā)器在觸發(fā)和非觸發(fā)位置之間運作，所述的延遲裝置在活塞返回到其開始位置之前，可推遲所述的觸發(fā)器從觸發(fā)位置移到非觸發(fā)位置。
3.根據(jù)權利要求2所述的工具，其特征在于所述的觸發(fā)開關裝置包括一個觸發(fā)器、一個觸發(fā)開關、一個偏移返回彈簧和一個推遲所述偏移返回彈簧動作的氣動單向閥。
4.根據(jù)權利要求3所述的工具，其特征在于所述的氣動單向閥，包括一個由觸發(fā)器內的內壁形成的腔室和一個固定在外殼上并與腔室吻合相接的柱塞，所述的柱塞有一個密封件，與腔室內壁摩擦相接，使所述的密封件與腔室接觸產生摩擦力，以抵銷偏移返回彈簧動作，從而推遲觸發(fā)器返回到非觸發(fā)位置。
5.根據(jù)權利要求4所述的工具，其特征在于所述的密封件有一個從柱塞的縱向軸的一角凸出的密封唇。
6.根據(jù)權利要求1所述的工具，其特征在于所述的氣體控制裝置是一個通過工件-接觸元件在外殼內移動的往復閥，所述的往復閥是為把所述的燃燒室與大氣安全隔離而制作和設置的，所述的工具包括一個觸發(fā)開關裝置，該裝置的觸發(fā)器在觸發(fā)和非觸發(fā)位置之間運作，和包括一個觸發(fā)器操縱的閉鎖裝置，所述的延遲裝置通過所述的閉鎖裝置推遲觸發(fā)器移向非觸發(fā)位置，從而推遲所述的往復閥的打開。
7.根據(jù)權利要求6所述的工具，其特征在于所述的觸發(fā)裝置裝有一個觸發(fā)器、一個觸發(fā)開關、一個偏移返回彈簧和一個推遲返回彈簧動作的氣動單向閥。
8.根據(jù)權利要求7所述的工具，其特征在于所述的氣動單向閥包括一個由觸發(fā)器內壁形成的腔室和一個固定在外殼上并與腔室吻合相接的柱塞，所述的柱塞有一個與內壁摩擦相接的密封件，使所述的密封件與腔室的接觸產生摩擦力，以抵銷偏移返回彈簧的動作，從而推遲觸發(fā)器返回到非觸發(fā)位置。
9.一種燃燒動力推動的工具，它有一個自足式內燃動力源，其構造和安裝使所產生的燃燒，驅動一個驅動葉輪沖擊扣件并把它驅入工件，它包括一個外殼，內裝動力源；一個燃燒室，設置在所述外殼上端；一個汽缸，設置在所述外殼內，與所述的燃燒室接通；一個活塞，其上裝有驅動葉輪，活塞在汽缸內從位于汽缸第一端的開始位置和位于汽缸第二端的驅動位置之間往復運動；一個觸發(fā)開關裝置，設置在外殼內并與動力源相連，用來觸發(fā)燃燒室燃燒，所述的觸發(fā)開關裝置包括一個在觸發(fā)和非觸發(fā)位置之間運作的觸發(fā)器；一個把燃燒室與大氣安全隔離的閥；延遲裝置，與觸發(fā)開關裝置連接，在活塞驅動扣件之后返回其開始位置之前推遲燃燒室打開，所述的延遲裝置裝有一個增加摩擦力的真空裝置，以推遲觸發(fā)器在活塞返回開始位置之前從觸發(fā)位置到非觸發(fā)位置的移動。
10.一種燃燒動力推動的扣件驅動工具，它有一個自足式內燃動力源，其構造和安裝使所產生的燃燒，驅動一個驅動葉輪沖擊扣件并把它驅入工件，它包括一個外殼，它有一個封裝動力源的主動力源室；一個燃燒室，設置在所述的主動力源室內；一個在主動力源室內的汽缸，和一個活塞，當活塞向汽缸的第二端運動時，汽缸內的活塞把驅動葉輪推向扣件，所述的活塞可以在汽缸內從位于汽缸第一端的開始位置和位于汽缸第二端的驅動位置之間往復運動；一個觸發(fā)開關裝置，設置在外殼內并與所述的動力源相接，用來觸發(fā)燃燒室燃燒，所述的觸發(fā)開關裝置包括一個在觸發(fā)位置和非觸發(fā)位置之間運作的觸發(fā)器；一個閥，把燃燒室與大氣安全隔離；一個閉鎖裝置，與所述的觸發(fā)開關裝置和所述的閥相連，用于防止在觸發(fā)器從觸發(fā)位置松開之前燃燒室向大氣打開；一個延遲裝置，與所述的觸發(fā)開關裝置連接，用于在活塞驅動扣件以后返回到其開始位置之前推遲燃燒室打開。
11.根據(jù)權利要求10所述的工具，其特征在于所述的延遲裝置是為推遲所述的觸發(fā)器返回到其非觸發(fā)位置而設置的。
12.根據(jù)權利要求10所述的工具，其特征在于所述的觸發(fā)開關裝置包括一個觸發(fā)器和一個偏移返回彈簧，所述的延遲裝置包括一個氣動單向閥，該閥包括一個由觸發(fā)器內壁形成的腔室和一個固定在外殼上并與腔室吻合相接的柱塞，所述的柱塞有一個與內壁摩擦相接的密封件，使所述的密封件與腔室接觸產生的真空增大摩擦力，以抵銷偏移返回彈簧動作，從而推遲觸發(fā)器返回到非觸發(fā)位置。
全文摘要
一種燃燒動力推動的工具,它有自足式內燃動力源,其構造和安裝使所產生的燃燒,驅動一個驅動葉輪沖擊扣件并把它驅入工件,它包括:為封閉動力源而設置的外殼、置于外殼上端的燃燒室、置于外殼內與燃燒室接通的氣缸、裝有驅動葉輪的活塞,在氣缸內從位于氣缸第一端的開始位置和位于氣缸第二端的驅動位置之間往復運動、氣體控制裝置周期地向大氣打開燃燒室、以及與氣體控制裝置相連的延遲裝置,推遲燃燒室打開直到活塞驅動扣件之后返回開始位置。
文檔編號B25C1/08GK1217967SQ9812045
公開日1999年6月2日 申請日期1998年10月20日 優(yōu)先權日1997年10月31日
發(fā)明者尤里·什科利尼科夫, 托尼·戴埃索 申請人:伊利諾斯工具工程有限公司