专利名称：爆炸致动的工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种爆炸致动的工具，用于将诸如销钉的紧固件驱动进入例如混凝土或钢质材料的基底中。
背景技术：
用于将诸如销钉的紧固件驱动进入例如混凝土或钢质材料的坚硬的基底中的爆炸致动的工具普遍使用并由炸药的爆炸起动。在大多数现有的这种类型的工具中，炸药的爆炸驱动该工具的筒中的活塞，该活塞又驱动在发射之前放置在该工具前端的紧固件。这种类型的工具通常具有手枪式的握把，并且该工具由与该握把相连的扳机的操作驱动。
这种工具的一种形式已经发展成远离操作者将紧固件驱动到基底中，例如为了将紧固件驱动进天花板，而操作者仍然站在天花板下面的地板上，或为了将紧固件驱动进远处的墙壁中。这种形式的工具构造成安装在由操作者握住的长手柄或长杆的一端。这种形式的工具通常称之为“长杆工具”。这种长杆工具公开在美国专利第5,465,893号中。在这种前面提出的长杆工具中，装有紧固件驱动活塞的筒可滑动地安装在该工具的外壳内。该筒被偏置到前部位置并且当该筒的前端被压靠在基底上时，该筒退回进入外壳中，从而形成在该筒后端的炸药室装填炸药。这通过操作者操纵该长杆以便将该筒的前端压靠在基底上进行。该长杆本身安装在该工具的撞针机构上，并且经由该长杆施加的进一步压缩运动使得该撞针机构加载，当达到预定的载荷时，释放该撞针以引爆炸药。
公开在美国专利第5,465,893号中的长杆工具的特征在于具有一个球锁安全装置，用于当该工具向下取向时防止该工具发射。虽然该安全装置能够适当地作用以防止在这种取向时发射，但是没有构造成当大体上水平取向或刚刚取向在水平位置之下时起作用以防止该工具发射。
发明内容
本申请确定希望这种类型的锁紧装置在该工具的整个取向范围内是有效的，并且特别是当该工具取向成很可能发生偶然事故或非故意的致动的最可能取向的大致水平位置时。
根据本发明，提供一种爆炸致动的工具，用于将紧固件驱动进入基底中，所述工具具有筒，紧固件通过炸药的点火从该筒中发射；发射机构，通过连接于该工具后端的长杆状把手的向前运动能够致动该发射机构以允许从远处操纵和致动该工具；以及安全锁定装置，用于当该工具大致水平取向或从水平向下取向时，阻止该发射机构致动，所述锁定装置包括一个锁紧球，它根据该工具的取向在重力作用下能够运动进入一个阻止发射机构运行的位置。
在本发明的优选实施例中，发射机构包括撞针和撞针弹簧，该弹簧由结构的向前运动加载，该结构通过把手相对于该工具外壳向前移动而移动，并且，当该工具大致水平取向或从水平向下取向时，该锁紧装置的球通过运动进入一个防止所述结构向前运动到足以产生发射的位置而阻止发射。
在本发明的实际的实施例中，所述结构包括该长杆状把手与其连接的联接件，并且该联接件可滑动地安装在该工具外壳后端的腔内，而球位于形成在该联接件和该腔的后端面之间的空间，使得在该球的阻止发射位置，该球将贴靠在所述后面，以防止该联接件向前移动到邻近所述后面的位置，在此位置，能够发射，该联接件的前面提供一室，该工具在预定的取向该球能够运动进入该室，从而允许该联接件移动进入邻近所述后面的位置，在此位置能够发射。
特别有利的是，该联接件的前端面构造成提供引向该室的表面，并且当该工具向上垂直取向或在与垂直位置成预定的角度内时，球沿着该表面将滚进该室，并且该室由圆周表面形成，当该工具随后降低到大致水平倾斜位置时，该球沿着该圆周表面滚出该室。
在本发明的实际形式中，形成该室的该圆周表面具有锥形，该表面的轴线位于该工具的纵向。该室本身是绕形成为所述结构一部分的撞针弹簧支撑件延伸的环形，并且该联接件与其联接。在本发明的这种实际的形式中，该联接件并因而该撞针弹簧支撑件的向前移动到一个能够发射的位置对应于该撞针弹簧支撑件进入前部位置，在该位置，撞针掣爪产生位移从而释放撞针本身。
根据本发明，还提供一种用于通过炸药点火将紧固件驱动到基底的爆炸致动工具，该工具可以安装在长杆状把手的端部，以能够从远处操作并致动该工具，其中该工具的致动是通过用把手将该工具的筒的前端推靠在基底上，并且然后向前推动该把手，该把手加载并且然后释放该工具的发射机构，以使炸药点火，其中该工具具有安全锁紧装置，用于阻止该发射机构加载到足以起动点火，除非该工具向上取向成垂直状态或接近垂直状态，该锁紧装置包括锁紧球，当该工具向上运动到垂直取向或接近垂直取向时，该球将在重力的作用下滚进到一个位置，在该位置，它不能够阻止加载并释放发射机构，并且当该工具从垂直取向或接近垂直取向降低到水平取向时，该球将滚出所述位置进入一个位置，在该位置，该球将阻止该把手的向前运动到足够的程度，以防止发射。
应当明白，根据本发明的工具还具有一个或多个其他安全锁紧装置，以阻止或防止在其他所需要的操作尚未完成的情况下发射，例如，如果该筒的前端没有通过压靠该基底移动进入后部位置。应当明白，如果包含有这种其他安全装置，当该工具保持在所需要的取向时，虽然本发明的安全锁紧装置可能是在能够发射的条件下，实际允许发射发生，但是这种其他安全锁紧装置提供的阻止发射或锁紧作用必须被克服。换句话说，不仅需要确保该工具保持在所要求的取向以允许运行，而且该安全装置或每个其他安全装置所依赖的其他动作也必须进行。
下面将参考附图仅以举例方式描述本发明的实施例，其中图1示意地示出包含根据本发明的的球锁安全装置的长杆工具的后部；图2示意地示出当该工具垂直向上地取向时该球锁装置的球的相对位置；图3示出当该工具大致水平取向并在阻止发射位置时该工具的后部并示出该球的相对位置；图4是类似图2的视图，但示出当工具未移动进入竖立位置而是与垂线成预定角度时该球的位置；以及图5是类似图2和图4的视图，并示出当该工具大致水平取向时该球的位置。
具体实施例方式
根据本发明优选实施例的长杆工具具有上面所提到的美国专利第5,465,893号公开的类型，并且只详细描述与本发明进行改进有关的该工具的零部件。
图1示意的示出了该工具外壳的后部。可滑动地安装在该外壳前部的筒(未示出)装有紧固件驱动活塞并且炸药室形成在该筒的后端。该筒被安装在外壳中的压缩弹簧偏置到前部位置。用于容纳以美国专利第5465893号和欧洲专利EP1197301号中公开的方式由炸药条携带的炸药的容纳体4当在前部位置时朝后安装在该筒后端的外壳2中。
该容纳体4安装撞针6，该撞针6由安装在该撞针6内的可伸缩弹簧加载的掣爪8保持在缩回的待发位置(如图1所示)，并且与该容纳体4的后端可释放地接合。该撞针6连接于复位弹簧10，该复位弹簧10的操作使撞针6在发射之后返回到待发位置。撞针弹簧12安放在管状支撑件14内，该管状支撑件14安装在该工具外壳2中用于在撞针6上滑动地移动。在其后端该支撑件14携带一个外联接件16，长杆状把手以可脱离方式连接在其上。该联接件16本身被引导在保持环20内滑动运动，该保持环20在外壳2的后端形成一个腔，并且该环20还为撞针弹簧支撑件14提供滑动支撑。
在操作中，当该筒的前端通过操作长杆18并通过该长杆18施加轴向力而放置在靠在基底上时，该筒向内移动，在该筒内其炸药室装填保持在该容纳体4的操作位置的的炸药。此时，由长杆18施加的进一步的轴向力使得撞针弹簧支撑件14沿撞针6向前移动，因而加载该撞针弹簧12，该撞针6被弹簧加载的掣爪8保持在缩回的待发位置。当撞针弹簧支撑件14的前端碰到该掣爪8时，该掣爪8后退，因而释放该撞针6，该撞针在容纳体4内快速向前运动，从而引爆炸药。在该工具已经发射并从基底松开之后，该筒通过筒复位弹簧向前返回到其初始位置，并且该撞针弹簧支撑件14通过撞针复位弹簧10向后运动到其初始位置。撞针6本身在其运动过程中由该支撑件14所携带，并因而返回到缩回的待发位置，而掣爪8向外伸出到与该容纳体4的后边缘接合。
根据本发明，该工具具有球锁安全装置，除当该工具垂直取向或在水平位置之上倾斜之外，其能够有效防止由于撞针弹簧支撑件14向前运动到足够的程度使掣爪8松开。该锁紧装置包括安放在形成于该联接件16和保持环20之间的环形室26内的球22，该联接件16安装在其内以滑动运动。如图1所示，该球22位于该环20的后面20a和该联接件16的前端部分之间。该联接件16的形状提供一个环形室28，其位于该联接件6的前端面16a的前面，并且其中该球22在该工具的某些取向被保持静止不动，这将在下面描述，这种情况示于图2。由于球22在环形室28内被保持静止不动，联接件16能够向前移动到这样的位置，其中其前端面16a将位于与该该环20的后端面20a紧靠接合，或紧密接近，并且当在这个位置时，联接于该联接件16的撞针弹簧支撑件14将已经充分向前移动到能够释放该撞针掣爪8。在该工具的另一个取向，这将在下面描述，球22将设定在这样的位置，在这个位置它被限制在该联接件16的前端面16a和该环20的后端面20a之间，从而阻止该联接件16运动，并且因此使撞针弹簧支撑件14移动一个足以使撞针掣爪8释放的距离；这种情况示于图3。应当注意，该环20的后端面20a的外形确保当球22被联接件17的向前运动推靠在该后端面时，该球将在该后端面20a的外圆周部分保持静止不动，并且因此不能径向向内移动，这种径向向内移动将会松开该锁紧作用，因而该锁紧作用将需要另外提供。
正如将要描述的，室28的结构，具体说该室28的外壁28a具有锥形的结构对于该锁紧装置的运行是十分关键的。同样，该联接件16的前端面的结构和引向该室28的外壁28a的该前端面的倾斜是非常重要的。
为了使该工具能够发射，该工具必须首先移动到这样的取向，在该取向中，球22由于重力滚进到室28内。由于所示结构，这意味着该工具必须保持垂直向上，或接近于垂直。在这种条件下，该联接件的前端面16a将朝着室28向下倾斜，因此球22将沿该端面16a滚进室28中。在该球22仍然能够滚进室28中的同时，该工具能够保持的与垂线的最大角度决定于该前面的的倾斜角α。这个角度应当尽可能小，以便当该工具被取向成向上垂直或接近于垂直时，确保该球22总是滚进室28中。实际上，这个角度在10°左右并且这个量级的角度将确保一致的和可靠的运行。图4示出当角α为10°并且该工具保持与垂线倾斜15°时，球22不滚进室28中直到该工具倾斜接近于垂线。当球22已经滚进室22中时，只要该球22保持在室28中，该工具能够发射。但是，如果该工具然后从垂直取向向着水平取向降低，则该室28的外壁28a将倾斜接近水平，直到它达到这样一点，在这一点，球22停留在其上的该壁28a的较低部分将向下倾斜到水平位置，从而，球22将滚出该室28。图5示出了取向成水平时的该工具，并且将看到，在这一取向，壁28a已经明显地向下倾斜。因此，可以清楚地懂得，当工具从垂直位置降低时将达到这样一种情况，即在该工具实际到达水平位置之前，壁28a向下的倾斜将足以使球22滚出该室28。工具在水平位置之上的倾斜使球22滚出该室28由角度β，即壁28a相对于该工具轴线的倾斜确定。虽然该角度应当尽可能大，以确保球22滚出室28同时该工具仍然在水平位置之上相当倾斜，尽管如此，实际上该工具固有的尺寸限制和相关的结构对该角度的大小进行了实际的限制。还应当注意，角度β的大小将影响前面16a的径向深度。由于这个面是将球22推靠在该环20的后面20a的面，该面16a相对于该球22的直径必须具有足够的深度以确保可靠地运行并且这将对该壁28a的倾斜施加一限制。但是，即使有这些限制，该倾斜可以构造成当该工具向上倾斜到与水平位置成小于约10°的角度时确保该球不保留在该室内。
因此，在所描述的工具中，为了发射，该工具必须或者向上取向或者垂直，或者接近于垂直，以便允许该球滚进该室内，并且这通常是使用该工具的适当顺序的一部分，从而，操作者通过操作长杆使该工具取向成基本垂直地对着天花板，然后用该筒的前端贴靠在天花板上并向上推该长杆，以使该筒向内移动以封闭炸药室并向前驱动撞针支撑件以加载撞针弹簧并释放该撞针掣爪。
在操作者基本垂直向上取向该工具以使球运动进入室内但是决定不进行需要致动该工具的进一步的动作的过程中，它一降低到足以使球滚出该室的水平程度，该工具就不能进行随后的驱动，虽然根据结构参数能够，并且希望应当在相对水平位置较大的角度时能够发生，在实际例子中给出在水平位置之上小于10°的角度。尽管如此，由于工具相对水平位置倾斜小于10°不当心操作的主要危险仍然可能发生并且因此在这些环境中将阻止操作。
具体描述的球锁安全装置可以很容易包含在某些现有的长杆工具结构中，并且为达到此目的所需要的是重新构造连接于该工具外壳后端的环和重新构造以已经描述的方式联接的长杆。但是，该球锁安全装置的其他结构能够提供。例如，该球以所描述的方式作用在该工具外壳内的撞针弹簧支撑件和适当形状的邻接面之间。
已经以举例方式描述了实施例并且在本发明的范围内可以进行修改。
在整个说明书和下面的权利要求书中，除非上下文需要，否则，“包括”和“包含”应理解为意指包含叙述的整体或该整体的一组，或步骤(step)，而不排出任何其他整体或该整体的一组。
权利要求
1.一种用于将紧固件驱动到基底的爆炸致动工具，所述工具具有一个筒，通过炸药的点火紧固件可以从该筒发射；发射机构(6、8、12、14)，它可以由连接在该工具后端的长杆状把手(18)的向前的位移致动，以允许从远处操纵和致动该工具；以及安全锁紧装置，当该工具大体水平取向或从水平位置向下取向时该安全锁紧装置阻止发射机构的致动，所述锁紧装置包括锁紧球(22)，根据该工具的取向在重力作用下该锁紧球(22)能够运动到一个阻止该发射机构的运行的位置。
2.根据权利要求1的工具，其中，该发射机构包括撞针(6)和发射弹簧(12)，该发射弹簧(12)由结构(14、16)的向前运动加载，该结构(14、16)通过把手(18)相对于工具外壳(2)向前移动而移动，并且该锁紧装置的球(22)通过运动到一个位置而阻止发射，在这个位置，当该工具大致水平取向或从水平位置向下取向时，它防止该结构(14、16)向前运动到足以产生发射。
3.根据权利要求2的工具，其中，所述结构(14、16)包括该把手(18)与其连接的联接件(16)，并且该联接件(16)以可滑动的方式安装在该工具后端的腔(20)内，该球(22)位于在该联接件(16)和该腔(20)的后面(20a)之间形成的空间中，使得在该球(22)的阻止发射位置，该球(22)将贴靠于所述的后面(20a)，以防止该联接件(16)向前运动到邻近所述后面(20a)的位置，在该位置能够进行发射，该联接件(16)的前面提供一室(28)，在该工具的预定取向时该球(22)能够运动进入到该室中，以允许该联接件(16)移动到邻近所述后面(20a)的位置，并且在该位置能够进行发射。
4.根据权利要求3的工具，其中，该联接件(16)的前端面(16a)被构造成提供导入到该室(28)的表面，并且当该工具向上垂直取向或在与垂线成预定的角度内时，该球(22)将沿着该表面滚进该室(28)中，该室(28)由圆周面(28a)形成，当该工具随后降低到大致水平倾斜时，该球将沿着该圆周面滚出该室(28)。
5.根据权利要求4的工具，其中，形成该室(28)的该圆周表面(28a)具有锥形，该表面的轴线位于该工具的纵向。
6.根据权利要求4或5的工具，其中，该室(28)具有围绕撞针弹簧支撑件(14)延伸的环形形式，该撞针弹簧支撑件(14)形成所述结构的一部分并且该联接件(16)与其联接。
7.根据权利要求6的工具，其中，该联接件(16)并因而该撞针弹簧支撑件(14)向前移动到能够发射的位置对应于该撞针弹簧支撑件(14)运动进入前部位置，在该位置，撞针掣爪(8)产生位移，因而释放该撞针(6)。
8.一种用于通过炸药点火将紧固件驱动到基底的爆炸致动工具，该工具可以安装在长杆状把手(18)的端部，允许从远处操作并致动该工具，其中通过用把手(18)将该工具的筒的前端推靠在基底上，并然后向前推动该把手(18)，该把手(18)加载并且然后释放该工具的发射机构(6、8、12、14)，以使该炸药点火，从而致动该工具，其中该工具具有安全锁紧装置，用于阻止该发射机构加载到足以起动点火，除非该工具向上取向成垂直状态或接近垂直状态，该锁紧装置包括锁紧球(22)，当该工具向上运动到垂直取向或接近垂直取向时，该球(22)将在重力的作用下滚进到一个不能够阻止加载和释放该发射机构的位置，并且当该工具从垂直取向或接近垂直取向降低到水平取向时，该球(22)将滚出所述位置进入到一个位置，在该位置，该球将阻止该把手(18)向前运动到足够的范围，以防止发射。
9.根据权利要求8的工具，其中，把手联接件(16)连接于携带发射机构的撞针弹簧(12)的支撑件(14)，从而由于把手(18)的向前运动产生的支撑件(14)的向前移动加载该撞针弹簧(12)，并且在球(22)的阻挡位置，该球阻挡撞针弹簧支撑件(14)的运动，足以防止通过释放撞针(6)而发射。
10.根据权利要求9的工具，其中，该联接件(16)安装成在该工具后端的腔(20)内能够运动，并且在阻挡位置该球(22)位于该腔(20)的后面(20a)和该联接件(16)的前面(16a)之间，从而阻挡该联接件(16)向前运动到足以发射的位置。
11.根据权利要求9或10的工具，其中，该球不能阻止发射的所述位置是在该联接件(16)和撞针弹簧支撑件(14)之间形成的室(28)内，并且当该工具向上取向成接近垂直的一个角度时该球将滚进该室内。
全文摘要
一种用于通过炸药点火将紧固件驱动到基底的爆炸致动工具，该工具可以安装在长杆状把手的端部，以允许从远处操作并致动该工具，通过用把手将该工具的筒的前端推靠在基底上，然后向前推该把手，该把手加载并且然后释放该工具的发射机构，以使该炸药点火，从而致动该工具，其中该工具具有安全锁紧装置，用于阻止该发射机构加载到足以起动点火，除非该工具向上取向成垂直状态或接近垂直状态，该锁紧装置包括锁紧球，当该工具向上运动到垂直取向或接近垂直取向时该球将在重力的作用下滚进到一个位置，在该位置，它不能够阻止加载和发射机构，并且当该工具从垂直取向或接近垂直取向降低到水平取向时，该球将滚出所述位置进入到一个位置，在该位置，该球将阻止该把手的向前运动，足以防止发射。
文档编号B25C1/10GK1575936SQ200410063688
公开日2005年2月9日 申请日期2004年7月16日 优先权日2003年7月16日
发明者戴维·约翰·麦卡洛 申请人:塞特拉马有限公司