Строительно-монтажный пистолет и пружина для него Российский патент 2004 года по МПК E04G21/00 B25C1/14 

Изобретение относится к строительно-монтажному пистолету, посредством которого может производиться забивка крепежного элемента, имеющего, как правило, форму нагеля или штыря. Строительно-монтажный пистолет содержит рабочий поршень, приводимый в действие газами воспламеняющегося вещества после воспламенения патрона и обеспечивающий вбивание штыря при совершении им движения подачи.

Предпочтительно, чтобы в частности при автоматическом режиме использования такого строительно-монтажного пистолета, в котором забиваемые крепежные элементы подаются из закрепленного на пистолете магазина, рабочий поршень возвращался в исходное положение автоматически.

Известен строительно-монтажный пистолет такого типа (патент США 3331546), в котором для достижения указанной цели вокруг штока рабочего поршня расположено множество тарельчатых пружин. Эти тарельчатые пружины выполнены преимущественно из полиуретана и расположены с так называемым перевернутым чередованием, в результате чего образуется пакет из не связанных между собой указанных пружин.

В основу изобретения положена задача создания строительно-монтажного пистолета, в котором рабочий поршень после забивки крепежного элемента возвращался бы в исходное положение и который характеризовался бы долговечностью при отсутствии необходимости замены пружин. В основу изобретения положена также задача создать пружину для такого строительно-монтажного пистолета.

Для решения указанной задачи согласно изобретению предлагается строительно-монтажный пистолет, признаки которого указаны в п. 1 формулы изобретения, а также пружина к нему с признаками, изложенными в п. 15 формулы. Примеры выполнения устройства, выполненного согласно изобретению, изложены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Расположение пружины, растягиваемой при забивке крепежного элемента, при преодолении своего сжимающего усилия, обеспечивает, при простоте конструкции пистолета, возможность возвращения рабочего поршня по окончании забивки в свое исходное положение. Сразу по окончании забивки может забиваться следующий крепежный элемент.

В варианте осуществления изобретения может быть предусмотрено, чтобы шток рабочего поршня имел уменьшенный диаметр и чтобы вокруг него и вдоль, по меньшей мере части, его длины располагалась бы пружина, выполненная в виде втулки.

Предлагаемая согласно изобретению пружина при сборке пистолета просто надевается на шток поршня, после чего производится сборка пистолета. Теперь не требуется больше следить за расположением отдельных тарельчатых пружин, которые поочередно должны быть постоянно расположены наоборот.

В качестве варианта выполнения настоящего изобретения может быть предусмотрено, чтобы пружина размещалась бы между частью пистолета, не участвующей в движении рабочего поршня, и самим рабочим поршнем. Тогда пружина будет непосредственно воздействовать на рабочий поршень.

В варианте выполнения строительно-монтажного пистолета по изобретению может быть, в частности, предусмотрено, чтобы пружина воздействовала на тормозной элемент, взаимодействующий с рабочим поршнем. В этом случае, в конце рабочего хода поршня, когда пружина сильно натянута, такое движение частично преобразуется тормозным элементом в движение торможения.

Выполненная таким образом пружина может быть, например, пружиной растяжения. Однако наиболее оптимально, чтобы пружина была выполнена в виде пружины сжатия, в результате чего при забивке крепежного элемента пружина нагружается усилием сжатия.

В другом примере выполнения строительно-монтажного пистолета по изобретению может быть предусмотрено, чтобы по длине пружины были распределены элементы жесткости, которые сами по себе не деформируются. Такие элементы жесткости могут быть в частности изготовлены из более твердого и/или какого-либо другого материала. В таком случае деформация пружины будет приходиться на небольшие участки, расположенные между, соответственно, двумя элементами жесткости, в результате чего становится возможным и при сильном сжатии пружины обеспечить незначительное ее отклонение от цилиндрической формы.

В частности, в другом варианте строительно-монтажного пистолета, выполненного согласно настоящему изобретению, может быть предусмотрено, чтобы при движении рабочего поршня элементы жесткости направлялись при своем перемещении этим поршнем и/или его рабочей поверхностью. Следовательно, исключается положение, при котором состоящая из эластомерного материала пружина при ускоренном движении во время подачи односторонне деформируется или раскручивается до такой степени, что может препятствовать движению подачи поршня или даже разрушить его.

В частности, может быть предусмотрено, чтобы элементы жесткости были бы выполнены в виде металлических кольцевых шайб, наружный диаметр которых по существу соответствует внутреннему диаметру рабочей поверхности поршня, в результате чего они будут направляться по своей внешней стороне. Кроме этого, их внутренний диаметр может по существу соответствовать наружному диаметру штока поршня, вследствие чего они могут направляться так и по своей внутренней стороне, препятствуя тем самым перекосу.

Согласно изобретению может быть предусмотрено, чтобы пружина и элементы жесткости были соединены между собой посредством вулканизации. В результате образуется единая, выполняемая в виде отдельного элемента, пружина, обладающая всеми необходимыми свойствами.

В частности, может быть предусмотрено, чтобы толщина стенки пружины была равна не более половины, предпочтительно, не более одной трети величины, составляющей разницу между радиусом элементов жесткости и радиусом внутреннего отверстия этих элементов. В результате обеспечивается положение, при котором осевая длина пружины по оси в сжатом состоянии относительно мала и определяется преимущественно только толщиной всех элементов жесткости, которые почти вплотную прилегают друг к другу.

Предпочтительно, чтобы втулочная пружина располагалась бы вблизи внутреннего отверстия элементов жесткости и следовательно вблизи штока поршня. Поэтому ее деформация осуществляется в первую очередь по радиальной линии наружу.

Предпочтительно, чтобы пружина в состоянии покоя имела бы цилиндрическую форму.

Элементы жесткости могут быть расположены, в частности, равноотстоящими друг от друга, что имеет, среди прочего, своим следствием то, что у пружины не будет переднего и заднего концов. Поэтому ориентация пружины при сборке пистолета не представит трудности.

Предпочтительно, чтобы элементы жесткости располагались бы таким образом, чтобы расстояние между ними соответствовало по существу половине их диаметра.

Другие признаки, подробности и преимущества устройства, выполненного согласно изобретению, приведены в формуле изобретения, составленной с учетом описания, и в последующем описании предпочтительного варианта осуществления изобретения со ссылкой на чертежи, на которых:

фиг. 1 схематически изображает продольный разрез, проходящий по наиболее ответственным узлам строительно-монтажного пистолета, выполненного согласно изобретению;

фиг. 2 - вид спереди элемента жесткости, выполненного в виде кольцевой шайбы и предназначенного для пружины в устройстве, изображенном на фиг.1, в увеличенном масштабе.

На фиг.1 показан в упрощенном виде продольный разрез строительно-монтажного пистолета, выполненного согласно изобретению. Строительно-монтажный пистолет, выполненный согласно изобретению, содержит задний корпус 1, в котором расположены, в числе прочего, устройства для подачи и воспламенения заряда воспламеняющегося вещества. Такие подробности не показаны. В корпусе 1 размещена поршневая втулка 2, образующая по своей внутренней стороне цилиндрическую полость 3. В этой цилиндрической полости 3 размещен рабочий поршень 4, который посредством не показанных уплотнений герметизирован по отношению к полости 3. Рабочий поршень 4 способен перемещаться внутри полости 3 цилиндра. Такое перемещение вызвано зарядом воспламеняющегося вещества, воспламеняемого на правой стороне рабочего поршня 4, показанного на фиг. 1.

На переднем, т.е. на фиг.1 на левом, конце полости 3 цилиндра размещен кольцевой элемент 5 из эластомерного материала, прилегающий к торцевой стенке 6 головной гильзы 11 и образующий тормозной буфер. На стороне тормозного буфера 5, обращенного в сторону от торцевой стенки 6, расположен тормозной конус 7, обладающий возможностью перемещения внутри гильзы 2. Тормозной конус 7 имеет внутреннее воронкообразное отверстие 8, расширяющееся в направлении к рабочему поршню 4.

На передней торцевой поверхности рабочего поршня 4, т.е. на обращенной от заряда воспламеняющегося вещества стороне, к рабочему поршню 4 прикреплен шток 9 поршня, первая половина которого, непосредственно примыкающая к рабочему поршню 4, имеет один первый диаметр, а примыкающий к ней и ориентированный в сторону свободного конца участок имеет второй, дополнительно уменьшенный, диаметр.

В результате между штоком 9 поршня и втулкой 2 образована кольцевая камера, в которой расположена возвратная пружина 10. Возвратная пружина 10 выполнена по форме, по существу, повторяющей форму гильзы, и расположена между торцевой поверхностью рабочего поршня 4 со штоком 9 и соответствующей противолежащей торцевой поверхностью тормозного элемента 7.

На передний конец втулки 2 насажена наружная головная гильза 11 с цилиндрической полостью 12, предназначенной для размещения в ней собственно крепежного элемента. В основании цилиндрической полости 12 выполнено отверстие, через которое пропущен передний конец штока 9 поршня.

На головной гильзе 11 расположена с возможностью осевого смещения гильзовая насадка 13, свободный торец 14 которой имеет кольцевую форму и несколько выступает по отношению к торцевой кромке 15 головной гильзы 11. Гильзовая насадка 13 на своей, обращенной к пистолету стороне переходит в радиальный фланец 16, на торцевой стороне которого размещен буфер 17, выполненный из эластомерного материала.

Возвратная пружина 10 имеет форму цилиндрической, продольно вытянутой гильзы 18, выполненной из эластомерного материала и которая вулканизирована через соответствующие отверстия многочисленных элементов 19 жесткости. Элементы 19 жесткости расположены на равном удалении вдоль эластомерной гильзы 18. Своими наружными краями они размещены на незначительном расстоянии от внутренней стенки полости 3 цилиндра. Элементы 19 жесткости снабжены в осевом направлении центральным отверстием 20 круглой формы, посредством которого они располагаются в ряд на штоке 9 поршня. Внутренний диаметр указанного отверстия 20 по существу соответствует наружному диаметру утолщенного участка штока 9 поршня.

Толщина стенки эластомерной втулки 18 составляет от около одной четверти до около одной трети от расстояния между наружным периметром утолщенной части штока 9 поршня и внутренним диаметром полости 3 цилиндра или наружным диаметром рабочего поршня 4. Размещение эластомерной гильзы 18 выбрано таким образом, чтобы она располагалась бы вблизи от центрального осевого отверстия 20 элементов 19 жесткости.

На фиг.1 показан строительно-монтажный пистолет в своем исходном положении, при котором рабочий поршень 4 смещен почти до заднего конца полости 3 цилиндра. В таком положении крепежный элемент может быть введен в полость 12 головной гильзы 11. Возвратная пружина 10 находится в состоянии покоя. Когда для забивки крепежного элемента воспламеняется патрон для образования рабочих газов, то рабочий поршень 4 перемещается с большой скоростью из исходного положения, показанного на фиг.1, в положение забивки, т.е. влево. В результате происходит сжатие возвратной пружины. Поскольку элементы 19 жесткости, выполненные из металла, не деформируются и кроме того перемещаются как по штоку 9 поршня, так и по стенке полости 3 цилиндра, то втулка 18 деформируется только на участке, расположенном между элементами 19 жесткости, на котором деформация материала происходит в первую очередь наружу. Таким образом пружина 10 укорачивается, принимая форму сжатой гармошки, причем деформация эластомерной втулки 18 равномерно распределяется подлине пружины.

К концу хода забивания, когда пружина 10 оказывается почти полностью деформированной и отдельные элементы 19 жесткости прилегают почти вплотную друг к другу, на тормозной элемент 7 воздействует остаточный импульс поршня, вызывающий сжатие тормозного буфера 5. Такое сжатие тормозного буфера 5 приводит к уменьшению его внутреннего диаметра и в результате к торможению штока 9 поршня и его остановке. Происходящее при этом остаточное смещение затормаживается буферным элементом 17. После забивки крепежного элемента пружина 10 перемещает рабочий поршень 4 в исходное положение, изображенное на фиг. 1.

На фиг.2 показан в виде спереди элемент 19 жесткости, изображенный в увеличенном масштабе. Элемент 19 жесткости имеет форму металлической кольцевой шайбы 21, изготовленной, например, из алюминия. Концентрично по отношению к центральному отверстию 20 выполнен ряд круглых отверстий 22 более маленького диаметра. Эти отверстия 22 своим расположением и своим диаметром соответствуют расположению и толщине стенки эластомерной втулки 18. Через эти отверстия 22 производится вулканизация эластомерной втулки 18, при этом обеспечивается соединение с металлическими шайбами 21. В результате образуется пружина в виде отдельного конструктивного элемента, которая благодаря элементам жесткости в устройстве на фиг.1 защищена от продольного изгиба.

Изобретение относится к строительно-монтажному пистолету, посредством которого может производиться забивка крепежного элемента, имеющего, как правило, форму нагеля или штыря. Строительно-монтажный пистолет содержит корпус и рабочий поршень, расположенный в корпусе с возможностью возратно-поступательного движения, приводимый в действие воспламеняющимся зарядом и предназначенный для забивки крепежного элемента. Пистолет содержит пружину, выполненную из упруго-деформируемого материала, в частности, из эластомера, для возврата рабочего поршня в исходное положение после процесса забивки. Пружина имеет распределенные по своей длине, недеформируемые, снабженные отверстиями элементы жесткости, при этом пружина провулканизирована через эти отверстия. Технический результат - предотвращение бесконтрольной деформации эластомерной втулки при движении рабочего поршня с резким ускорением. 2 с. и 11 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Строительно-монтажный пистолет, содержащий корпус 1, рабочий поршень 4 со штоком 9, расположенный в корпусе 1 с возможностью возратно-поступательного движения, приводимый в действие воспламеняющимся зарядом и выполненный для забивки крепежного элемента, а также пружину 10, выполненную из упругодеформируемого материала, в частности из эластомера, для возврата рабочего поршня в исходное положение после процесса забивки, отличающийся тем, что пружина 10 имеет распределенные по своей длине, недеформируемые, снабженные отверстиями элементы жесткости 19, причем пружина 10 провулканизирована через эти отверстия.2. Пистолет по п.1, отличающийся тем, что пружина 10 выполнена гильзо-образной и охватывает по меньшей мере часть штока 9 рабочего поршня.3. Пистолет по п.1 или 2, отличающийся тем, что пружина простирается между расположенным жестко тормозным элементом 7 и рабочим поршнем 4.4. Пистолет по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что пружина 10 выполнена с возможностью воздействия на тормозной элемент 7, взаимодействующий с рабочим поршнем 4.5. Пистолет по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что элементы жесткости 19 расположены с возможностью направления движущимся рабочим поршнем и/или его рабочей поверхностью.6. Пистолет по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что элементы жесткости 19 выполнены в виде состоящих из металла, эбонита или пластмассы кольцевых шайб 21, внешний диаметр которых, по существу, соответствует внутреннему диаметру рабочей поверхности поршня 4 и внутренний диаметр которых соответствует внешнему диаметру поршневого штока 9.7. Пистолет по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что толщина стенки гильзы 18 пружины 10 составляет максимально половину величины разницы между радиусом элемента жесткости 19 и радиусом внутреннего отверстия 20 элемента жесткости 19.8. Пистолет по п.7, отличающийся тем, что гильза 18 пружины 10 расположена ближе ко внутреннему отверстию 20 элемента жесткости, чем к ее внешнему периметру.9. Пистолет по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что пружина 10 в положении покоя имеет цилиндрическую форму.10. Пистолет по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что элементы жесткости 19 расположены равностоящими друг от друга.11. Пистолет по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что элементы жесткости 19 расположены на различном расстоянии друг от друга, в частности на концевых участках пружины 10 на более коротком расстоянии.12. Пистолет по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что расстояние между двумя смежными элементами жесткости, по существу, соответствует половине их внешнего диаметра.13. Пружина 10 для строительно-монтажного пистолета по любому из пп.1-12, выполненная из упрогодеформируемого материала, в частности из эластомера, для возврата рабочего поршня 4 строительно-монтажного пистолета в исходное положение после процесса забивки, отличающаяся тем, что пружина 10 снабжена распределенными по ее длине, имеющими отверстия элементами жесткости 19 и провулканизирована через эти отверстия.