[发明专利]用于紧固件驱动工具的气弹簧

说明书

本发明涉及用于紧固件驱动工具的气弹簧。一种手持式直线紧固件驱动工具（例如打钉机），包括多活塞气弹簧驱动器机构，所述多活塞气弹簧驱动器机构包括安置在气缸中的活塞组件。所述活塞组件包括蓄积器活塞、安置在所述蓄积器活塞与所述缸的开口端之间的撞击器活塞以及从所述撞击器活塞凸出的叶片。所述蓄积器活塞和所述撞击器活塞均与所述缸内表面形成液密密封。所述活塞组件包括在所述蓄积器活塞与所述撞击器活塞之间延伸的流体柱。储气室安置在所述蓄积器活塞与所述封闭端之间。所述活塞组件在工具操作期间作为一个单元在所述缸内移动。

技术领域

本发明涉及一种用于紧固件驱动工具的紧固件驱动器机构。

背景技术

当使用例如木材或混凝土的材料工作时，经常需要将物品附接到所述材料以进行结构、机械、管道和电气安装。使用直线紧固件驱动工具（在本文中称为“紧固件驱动器”）在针对这些应用附接或连接物品时产生高效工作。紧固件驱动器是将订书钉、钉子或其他直线驱动的紧固件驱动到工件中的便携式手持式工具。

紧固件驱动器使用各种驱动机构来将紧固件驱动到工件中。例如，一些紧固件驱动器使用来自外部或内部压缩机的压缩空气作为驱动设备，而其他紧固件驱动器可以使用电能、飞轮机构或本领域中已知的其他驱动设备。虽然有效，但是一些驱动机构可能受到功率、大小、重量和成本约束的限制。

发明内容

一些紧固件驱动器可以使用气弹簧作为产生将紧固件驱动到工件中的原动力的驱动机构。在气弹簧紧固件驱动工具中，使用填充有压缩气体的缸快速迫使活塞通过驱动冲程，同时机械地连接到活塞的驱动器将紧固件驱动到工件中。带有紧固件的驱动器的缸排放、活塞冲程和冲击统称为称为驱动操作。在可以进行另一驱动冲程之前，活塞、并且因此驱动器可以经由复位机构返回到起始或“准备好”位置。在复位操作期间，活塞压缩缸内的气体，从而为另一驱动操作准备所述直线紧固件驱动工具。

气弹簧驱动设备以低重量和紧凑大小提供高密度能量存储，其可以容易地释放以驱动紧固件。然而，此类驱动器可能随时间推移经历充气损失。充气损失具有如下影响：紧固件驱动器无法将紧固件完全驱动到其所期望深度。此外，出于安全原因，充气的补给需要将电动工具带到服务中心。替代地，紧固件驱动器可能报废，因为在一些情况下，整个气缸和驱动模块完全集成，并且维修紧固件驱动器在经济上不可行。在其他情况下，紧固件驱动器报废，因为紧固件驱动器在设计上不可维修。因此，对于用户来说，充气损失可能导致高度不满。

气缸泄漏存在三个实质性因素。

气缸泄漏的第一个因素与升降机构有关。特别地，升降机构将横向载荷传递到活塞密封件中，尽管在机械设计中已经做出很大努力来最小化其。用于限制横向载荷的传递的策略包括：a) 使单个活塞过高并提供宽引导密封间距； b) 向活塞添加连接销以允许其相对于驱动器叶片旋转； c) 增加引导密封件预加载荷以限制对气体密封件的压缩；和/或d) 在活塞轴线与升降设备之间保持严格制造公差。由于单个活塞设计需要经受侧载荷，因此主要气体密封件和引导密封件通常具有较高刚度，从而导致缸和密封件的过多摩擦损失和磨损。

气缸泄漏的第二个因素与活塞密封件润滑有关。气弹簧驱动设备通常需要最小化固定量的加压气体至大气压力的泄漏，因此活塞密封件通常在工具的组装期间用高粘度润滑油（例如硅润滑油）润滑。润滑剂将随时间推移被扫走，并且可能仅留下退化的润滑油膜来容纳充气。另外，润滑剂自身导致摩擦损失，这可能导致降低的功率输出，或其中气缸尺寸过大的设计。一些当前设计的另一个缺点在于单个活塞暴露至大气。这样的暴露可以允许润滑剂的污染。例如，木材、干墙或混凝土粉尘可能最终迁移到润滑剂中，并最终进入到气体密封件中。随时间推移，污染可能导致密封件退化，从而导致充气的逐渐损失。使用例如泡沫过滤器或迷宫式空气路径的对策来最小化此污染，但是这样的对策使活塞底部暴露至工作环境。

气缸泄漏的第三个因素与具有与大气压力的机械屏障的加压气体贮存器的使用有关。此布置形成气体对气体压力差，使得始终存在气体泄漏的可能性，这是不可逆的。