專利名稱：爆炸致動的工具的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種爆炸致動的工具，用于將諸如銷釘的緊固件驅動進入例如混凝土或鋼質材料的基底中。
背景技術：
用于將諸如銷釘的緊固件驅動進入例如混凝土或鋼質材料的堅硬的基底中的爆炸致動的工具普遍使用并由炸藥的爆炸起動。在大多數現有的這種類型的工具中，炸藥的爆炸驅動該工具的筒中的活塞，該活塞又驅動在發射之前放置在該工具前端的緊固件。這種類型的工具通常具有手槍式的握把，并且該工具由與該握把相連的扳機的操作驅動。
這種工具的一種形式已經發展成遠離操作者將緊固件驅動到基底中，例如為了將緊固件驅動進天花板，而操作者仍然站在天花板下面的地板上，或為了將緊固件驅動進遠處的墻壁中。這種形式的工具構造成安裝在由操作者握住的長手柄或長桿的一端。這種形式的工具通常稱之為“長桿工具”。這種長桿工具公開在美國專利第5,465,893號中。在這種前面提出的長桿工具中，裝有緊固件驅動活塞的筒可滑動地安裝在該工具的外殼內。該筒被偏置到前部位置并且當該筒的前端被壓靠在基底上時，該筒退回進入外殼中，從而形成在該筒后端的炸藥室裝填炸藥。這通過操作者操縱該長桿以便將該筒的前端壓靠在基底上進行。該長桿本身安裝在該工具的撞針機構上，并且經由該長桿施加的進一步壓縮運動使得該撞針機構加載，當達到預定的載荷時，釋放該撞針以引爆炸藥。
公開在美國專利第5,465,893號中的長桿工具的特征在于具有一個球鎖安全裝置，用于當該工具向下取向時防止該工具發射。雖然該安全裝置能夠適當地作用以防止在這種取向時發射，但是沒有構造成當大體上水平取向或剛剛取向在水平位置之下時起作用以防止該工具發射。
發明內容
本申請確定希望這種類型的鎖緊裝置在該工具的整個取向范圍內是有效的，并且特別是當該工具取向成很可能發生偶然事故或非故意的致動的最可能取向的大致水平位置時。
根據本發明，提供一種爆炸致動的工具，用于將緊固件驅動進入基底中，所述工具具有筒，緊固件通過炸藥的點火從該筒中發射；發射機構，通過連接于該工具后端的長桿狀把手的向前運動能夠致動該發射機構以允許從遠處操縱和致動該工具；以及安全鎖定裝置，用于當該工具大致水平取向或從水平向下取向時，阻止該發射機構致動，所述鎖定裝置包括一個鎖緊球，它根據該工具的取向在重力作用下能夠運動進入一個阻止發射機構運行的位置。
在本發明的優選實施例中，發射機構包括撞針和撞針彈簧，該彈簧由結構的向前運動加載，該結構通過把手相對于該工具外殼向前移動而移動，并且，當該工具大致水平取向或從水平向下取向時，該鎖緊裝置的球通過運動進入一個防止所述結構向前運動到足以產生發射的位置而阻止發射。
在本發明的實際的實施例中，所述結構包括該長桿狀把手與其連接的聯接件，并且該聯接件可滑動地安裝在該工具外殼后端的腔內，而球位于形成在該聯接件和該腔的后端面之間的空間，使得在該球的阻止發射位置，該球將貼靠在所述后面，以防止該聯接件向前移動到鄰近所述后面的位置，在此位置，能夠發射，該聯接件的前面提供一室，該工具在預定的取向該球能夠運動進入該室，從而允許該聯接件移動進入鄰近所述后面的位置，在此位置能夠發射。
特別有利的是，該聯接件的前端面構造成提供引向該室的表面，并且當該工具向上垂直取向或在與垂直位置成預定的角度內時，球沿著該表面將滾進該室，并且該室由圓周表面形成，當該工具隨后降低到大致水平傾斜位置時，該球沿著該圓周表面滾出該室。
在本發明的實際形式中，形成該室的該圓周表面具有錐形，該表面的軸線位于該工具的縱向。該室本身是繞形成為所述結構一部分的撞針彈簧支撐件延伸的環形，并且該聯接件與其聯接。在本發明的這種實際的形式中，該聯接件并因而該撞針彈簧支撐件的向前移動到一個能夠發射的位置對應于該撞針彈簧支撐件進入前部位置，在該位置，撞針掣爪產生位移從而釋放撞針本身。
根據本發明，還提供一種用于通過炸藥點火將緊固件驅動到基底的爆炸致動工具，該工具可以安裝在長桿狀把手的端部，以能夠從遠處操作并致動該工具，其中該工具的致動是通過用把手將該工具的筒的前端推靠在基底上，并且然后向前推動該把手，該把手加載并且然后釋放該工具的發射機構，以使炸藥點火，其中該工具具有安全鎖緊裝置，用于阻止該發射機構加載到足以起動點火，除非該工具向上取向成垂直狀態或接近垂直狀態，該鎖緊裝置包括鎖緊球，當該工具向上運動到垂直取向或接近垂直取向時，該球將在重力的作用下滾進到一個位置，在該位置，它不能夠阻止加載并釋放發射機構，并且當該工具從垂直取向或接近垂直取向降低到水平取向時，該球將滾出所述位置進入一個位置，在該位置，該球將阻止該把手的向前運動到足夠的程度，以防止發射。
應當明白，根據本發明的工具還具有一個或多個其他安全鎖緊裝置，以阻止或防止在其他所需要的操作尚未完成的情況下發射，例如，如果該筒的前端沒有通過壓靠該基底移動進入后部位置。應當明白，如果包含有這種其他安全裝置，當該工具保持在所需要的取向時，雖然本發明的安全鎖緊裝置可能是在能夠發射的條件下，實際允許發射發生，但是這種其他安全鎖緊裝置提供的阻止發射或鎖緊作用必須被克服。換句話說，不僅需要確保該工具保持在所要求的取向以允許運行，而且該安全裝置或每個其他安全裝置所依賴的其他動作也必須進行。
下面將參考附圖僅以舉例方式描述本發明的實施例，其中圖1示意地示出包含根據本發明的的球鎖安全裝置的長桿工具的后部；圖2示意地示出當該工具垂直向上地取向時該球鎖裝置的球的相對位置；圖3示出當該工具大致水平取向并在阻止發射位置時該工具的后部并示出該球的相對位置；圖4是類似圖2的視圖，但示出當工具未移動進入豎立位置而是與垂線成預定角度時該球的位置；以及圖5是類似圖2和圖4的視圖，并示出當該工具大致水平取向時該球的位置。
具體實施例方式
根據本發明優選實施例的長桿工具具有上面所提到的美國專利第5,465,893號公開的類型，并且只詳細描述與本發明進行改進有關的該工具的零部件。
圖1示意的示出了該工具外殼的后部。可滑動地安裝在該外殼前部的筒(未示出)裝有緊固件驅動活塞并且炸藥室形成在該筒的后端。該筒被安裝在外殼中的壓縮彈簧偏置到前部位置。用于容納以美國專利第5465893號和歐洲專利EP1197301號中公開的方式由炸藥條攜帶的炸藥的容納體4當在前部位置時朝后安裝在該筒后端的外殼2中。
該容納體4安裝撞針6，該撞針6由安裝在該撞針6內的可伸縮彈簧加載的掣爪8保持在縮回的待發位置(如圖1所示)，并且與該容納體4的后端可釋放地接合。該撞針6連接于復位彈簧10，該復位彈簧10的操作使撞針6在發射之后返回到待發位置。撞針彈簧12安放在管狀支撐件14內，該管狀支撐件14安裝在該工具外殼2中用于在撞針6上滑動地移動。在其后端該支撐件14攜帶一個外聯接件16，長桿狀把手以可脫離方式連接在其上。該聯接件16本身被引導在保持環20內滑動運動，該保持環20在外殼2的后端形成一個腔，并且該環20還為撞針彈簧支撐件14提供滑動支撐。
在操作中，當該筒的前端通過操作長桿18并通過該長桿18施加軸向力而放置在靠在基底上時，該筒向內移動，在該筒內其炸藥室裝填保持在該容納體4的操作位置的的炸藥。此時，由長桿18施加的進一步的軸向力使得撞針彈簧支撐件14沿撞針6向前移動，因而加載該撞針彈簧12，該撞針6被彈簧加載的掣爪8保持在縮回的待發位置。當撞針彈簧支撐件14的前端碰到該掣爪8時，該掣爪8后退，因而釋放該撞針6，該撞針在容納體4內快速向前運動，從而引爆炸藥。在該工具已經發射并從基底松開之后，該筒通過筒復位彈簧向前返回到其初始位置，并且該撞針彈簧支撐件14通過撞針復位彈簧10向后運動到其初始位置。撞針6本身在其運動過程中由該支撐件14所攜帶，并因而返回到縮回的待發位置，而掣爪8向外伸出到與該容納體4的后邊緣接合。
根據本發明，該工具具有球鎖安全裝置，除當該工具垂直取向或在水平位置之上傾斜之外，其能夠有效防止由于撞針彈簧支撐件14向前運動到足夠的程度使掣爪8松開。該鎖緊裝置包括安放在形成于該聯接件16和保持環20之間的環形室26內的球22，該聯接件16安裝在其內以滑動運動。如圖1所示，該球22位于該環20的后面20a和該聯接件16的前端部分之間。該聯接件16的形狀提供一個環形室28，其位于該聯接件6的前端面16a的前面，并且其中該球22在該工具的某些取向被保持靜止不動，這將在下面描述，這種情況示于圖2。由于球22在環形室28內被保持靜止不動，聯接件16能夠向前移動到這樣的位置，其中其前端面16a將位于與該該環20的后端面20a緊靠接合，或緊密接近，并且當在這個位置時，聯接于該聯接件16的撞針彈簧支撐件14將已經充分向前移動到能夠釋放該撞針掣爪8。在該工具的另一個取向，這將在下面描述，球22將設定在這樣的位置，在這個位置它被限制在該聯接件16的前端面16a和該環20的后端面20a之間，從而阻止該聯接件16運動，并且因此使撞針彈簧支撐件14移動一個足以使撞針掣爪8釋放的距離；這種情況示于圖3。應當注意，該環20的后端面20a的外形確保當球22被聯接件17的向前運動推靠在該后端面時，該球將在該后端面20a的外圓周部分保持靜止不動，并且因此不能徑向向內移動，這種徑向向內移動將會松開該鎖緊作用，因而該鎖緊作用將需要另外提供。
正如將要描述的，室28的結構，具體說該室28的外壁28a具有錐形的結構對于該鎖緊裝置的運行是十分關鍵的。同樣，該聯接件16的前端面的結構和引向該室28的外壁28a的該前端面的傾斜是非常重要的。
為了使該工具能夠發射，該工具必須首先移動到這樣的取向，在該取向中，球22由于重力滾進到室28內。由于所示結構，這意味著該工具必須保持垂直向上，或接近于垂直。在這種條件下，該聯接件的前端面16a將朝著室28向下傾斜，因此球22將沿該端面16a滾進室28中。在該球22仍然能夠滾進室28中的同時，該工具能夠保持的與垂線的最大角度決定于該前面的的傾斜角α。這個角度應當盡可能小，以便當該工具被取向成向上垂直或接近于垂直時，確保該球22總是滾進室28中。實際上，這個角度在10°左右并且這個量級的角度將確保一致的和可靠的運行。圖4示出當角α為10°并且該工具保持與垂線傾斜15°時，球22不滾進室28中直到該工具傾斜接近于垂線。當球22已經滾進室22中時，只要該球22保持在室28中，該工具能夠發射。但是，如果該工具然后從垂直取向向著水平取向降低，則該室28的外壁28a將傾斜接近水平，直到它達到這樣一點，在這一點，球22停留在其上的該壁28a的較低部分將向下傾斜到水平位置，從而，球22將滾出該室28。圖5示出了取向成水平時的該工具，并且將看到，在這一取向，壁28a已經明顯地向下傾斜。因此，可以清楚地懂得，當工具從垂直位置降低時將達到這樣一種情況，即在該工具實際到達水平位置之前，壁28a向下的傾斜將足以使球22滾出該室28。工具在水平位置之上的傾斜使球22滾出該室28由角度β，即壁28a相對于該工具軸線的傾斜確定。雖然該角度應當盡可能大，以確保球22滾出室28同時該工具仍然在水平位置之上相當傾斜，盡管如此，實際上該工具固有的尺寸限制和相關的結構對該角度的大小進行了實際的限制。還應當注意，角度β的大小將影響前面16a的徑向深度。由于這個面是將球22推靠在該環20的后面20a的面，該面16a相對于該球22的直徑必須具有足夠的深度以確保可靠地運行并且這將對該壁28a的傾斜施加一限制。但是，即使有這些限制，該傾斜可以構造成當該工具向上傾斜到與水平位置成小于約10°的角度時確保該球不保留在該室內。
因此，在所描述的工具中，為了發射，該工具必須或者向上取向或者垂直，或者接近于垂直，以便允許該球滾進該室內，并且這通常是使用該工具的適當順序的一部分，從而，操作者通過操作長桿使該工具取向成基本垂直地對著天花板，然后用該筒的前端貼靠在天花板上并向上推該長桿，以使該筒向內移動以封閉炸藥室并向前驅動撞針支撐件以加載撞針彈簧并釋放該撞針掣爪。
在操作者基本垂直向上取向該工具以使球運動進入室內但是決定不進行需要致動該工具的進一步的動作的過程中，它一降低到足以使球滾出該室的水平程度，該工具就不能進行隨后的驅動，雖然根據結構參數能夠，并且希望應當在相對水平位置較大的角度時能夠發生，在實際例子中給出在水平位置之上小于10°的角度。盡管如此，由于工具相對水平位置傾斜小于10°不當心操作的主要危險仍然可能發生并且因此在這些環境中將阻止操作。
具體描述的球鎖安全裝置可以很容易包含在某些現有的長桿工具結構中，并且為達到此目的所需要的是重新構造連接于該工具外殼后端的環和重新構造以已經描述的方式聯接的長桿。但是，該球鎖安全裝置的其他結構能夠提供。例如，該球以所描述的方式作用在該工具外殼內的撞針彈簧支撐件和適當形狀的鄰接面之間。
已經以舉例方式描述了實施例并且在本發明的范圍內可以進行修改。
在整個說明書和下面的權利要求書中，除非上下文需要，否則，“包括”和“包含”應理解為意指包含敘述的整體或該整體的一組，或步驟(step)，而不排出任何其他整體或該整體的一組。
權利要求
1.一種用于將緊固件驅動到基底的爆炸致動工具，所述工具具有一個筒，通過炸藥的點火緊固件可以從該筒發射；發射機構(6、8、12、14)，它可以由連接在該工具后端的長桿狀把手(18)的向前的位移致動，以允許從遠處操縱和致動該工具；以及安全鎖緊裝置，當該工具大體水平取向或從水平位置向下取向時該安全鎖緊裝置阻止發射機構的致動，所述鎖緊裝置包括鎖緊球(22)，根據該工具的取向在重力作用下該鎖緊球(22)能夠運動到一個阻止該發射機構的運行的位置。
2.根據權利要求1的工具，其中，該發射機構包括撞針(6)和發射彈簧(12)，該發射彈簧(12)由結構(14、16)的向前運動加載，該結構(14、16)通過把手(18)相對于工具外殼(2)向前移動而移動，并且該鎖緊裝置的球(22)通過運動到一個位置而阻止發射，在這個位置，當該工具大致水平取向或從水平位置向下取向時，它防止該結構(14、16)向前運動到足以產生發射。
3.根據權利要求2的工具，其中，所述結構(14、16)包括該把手(18)與其連接的聯接件(16)，并且該聯接件(16)以可滑動的方式安裝在該工具后端的腔(20)內，該球(22)位于在該聯接件(16)和該腔(20)的后面(20a)之間形成的空間中，使得在該球(22)的阻止發射位置，該球(22)將貼靠于所述的后面(20a)，以防止該聯接件(16)向前運動到鄰近所述后面(20a)的位置，在該位置能夠進行發射，該聯接件(16)的前面提供一室(28)，在該工具的預定取向時該球(22)能夠運動進入到該室中，以允許該聯接件(16)移動到鄰近所述后面(20a)的位置，并且在該位置能夠進行發射。
4.根據權利要求3的工具，其中，該聯接件(16)的前端面(16a)被構造成提供導入到該室(28)的表面，并且當該工具向上垂直取向或在與垂線成預定的角度內時，該球(22)將沿著該表面滾進該室(28)中，該室(28)由圓周面(28a)形成，當該工具隨后降低到大致水平傾斜時，該球將沿著該圓周面滾出該室(28)。
5.根據權利要求4的工具，其中，形成該室(28)的該圓周表面(28a)具有錐形，該表面的軸線位于該工具的縱向。
6.根據權利要求4或5的工具，其中，該室(28)具有圍繞撞針彈簧支撐件(14)延伸的環形形式，該撞針彈簧支撐件(14)形成所述結構的一部分并且該聯接件(16)與其聯接。
7.根據權利要求6的工具，其中，該聯接件(16)并因而該撞針彈簧支撐件(14)向前移動到能夠發射的位置對應于該撞針彈簧支撐件(14)運動進入前部位置，在該位置，撞針掣爪(8)產生位移，因而釋放該撞針(6)。
8.一種用于通過炸藥點火將緊固件驅動到基底的爆炸致動工具，該工具可以安裝在長桿狀把手(18)的端部，允許從遠處操作并致動該工具，其中通過用把手(18)將該工具的筒的前端推靠在基底上，并然后向前推動該把手(18)，該把手(18)加載并且然后釋放該工具的發射機構(6、8、12、14)，以使該炸藥點火，從而致動該工具，其中該工具具有安全鎖緊裝置，用于阻止該發射機構加載到足以起動點火，除非該工具向上取向成垂直狀態或接近垂直狀態，該鎖緊裝置包括鎖緊球(22)，當該工具向上運動到垂直取向或接近垂直取向時，該球(22)將在重力的作用下滾進到一個不能夠阻止加載和釋放該發射機構的位置，并且當該工具從垂直取向或接近垂直取向降低到水平取向時，該球(22)將滾出所述位置進入到一個位置，在該位置，該球將阻止該把手(18)向前運動到足夠的范圍，以防止發射。
9.根據權利要求8的工具，其中，把手聯接件(16)連接于攜帶發射機構的撞針彈簧(12)的支撐件(14)，從而由于把手(18)的向前運動產生的支撐件(14)的向前移動加載該撞針彈簧(12)，并且在球(22)的阻擋位置，該球阻擋撞針彈簧支撐件(14)的運動，足以防止通過釋放撞針(6)而發射。
10.根據權利要求9的工具，其中，該聯接件(16)安裝成在該工具后端的腔(20)內能夠運動，并且在阻擋位置該球(22)位于該腔(20)的后面(20a)和該聯接件(16)的前面(16a)之間，從而阻擋該聯接件(16)向前運動到足以發射的位置。
11.根據權利要求9或10的工具，其中，該球不能阻止發射的所述位置是在該聯接件(16)和撞針彈簧支撐件(14)之間形成的室(28)內，并且當該工具向上取向成接近垂直的一個角度時該球將滾進該室內。
全文摘要
一種用于通過炸藥點火將緊固件驅動到基底的爆炸致動工具，該工具可以安裝在長桿狀把手的端部，以允許從遠處操作并致動該工具，通過用把手將該工具的筒的前端推靠在基底上，然后向前推該把手，該把手加載并且然后釋放該工具的發射機構，以使該炸藥點火，從而致動該工具，其中該工具具有安全鎖緊裝置，用于阻止該發射機構加載到足以起動點火，除非該工具向上取向成垂直狀態或接近垂直狀態，該鎖緊裝置包括鎖緊球，當該工具向上運動到垂直取向或接近垂直取向時該球將在重力的作用下滾進到一個位置，在該位置，它不能夠阻止加載和發射機構，并且當該工具從垂直取向或接近垂直取向降低到水平取向時，該球將滾出所述位置進入到一個位置，在該位置，該球將阻止該把手的向前運動，足以防止發射。
文檔編號B25C1/10GK1575936SQ200410063688
公開日2005年2月9日 申請日期2004年7月16日 優先權日2003年7月16日
發明者戴維·約翰·麥卡洛 申請人:塞特拉馬有限公司