ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ГВОЗДЕЗАБИВНОЙ ПИСТОЛЕТ С ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫМ УСТРОЙСТВОМ
PNEUMATIC NAILING GUN WITH SAFETY DEVICE

Изобретение относится к пневматическому гвоздезабивному пистолету, имеющему спусковой механизм, контактный датчик и предохранительное устройство. Если пневматический гвоздезабивной пистолет приставляют к детали, контактный датчик перемещается против усилия пружины, до тех пор, пока концевой инструмент не будет прилегать или почти прилегать к детали. Только при таком приведении в действие контактного датчика может запускаться процесс забивания. Благодаря этому пневматические гвоздезабивные пистолеты предоставляют, по сравнению с устройствами без контактного датчика, значительно лучшую защиту от случайных срабатываний.
Некоторые пневматические гвоздезабивные пистолеты описанного типа могут быть использованы в двух различных режимах эксплуатации. При так называемом однократном запуске пневматический гвоздезабивной пистолет сначала приставляют к детали, и в результате чего приводится в действие контактный датчик. Затем вручную приводится в действие спусковой механизм, и вследствие этого запускается однократный процесс забивания. При так называемом контактном запуске, называемом также "тач", пользователь уже удерживает спусковой механизм нажатым, во время приставления пневматического гвоздезабивного пистолета к детали. При приставлении к детали приводится в действие контактный датчик, а вследствие этого запускается процесс забивания. При этом пневматический гвоздезабивной пистолет можно многократно приставлять в быстрой последовательности, что обеспечивает очень быструю работу, в частности, когда для достаточного крепления нужно забить много крепежных средств, к точности позиционирования которых не предъявляются значительные требования.
Тем не менее, в определенных ситуациях, способу контактного запуска сопутствует повышенный риск травматизма. Например, если пользователь удерживает нажатым приводимый в действие вручную спусковой механизм не только, когда он хочет установить пневматический гвоздезабивной пистолет на одной и той же детали на расстоянии нескольких сантиметров от последних забитых крепежных средств, но и тогда, когда он переходит к другой, расположенной дальше детали, когда при случайном касании контактным датчиком предмета или части тела может запуститься процесс забивания. Например, несчастные случаи могут происходить, если пользователь (пренебрегая важными правилами техники безопасности) поднимается с пневматическим гвоздезабивным пистолетом по стремянке, удерживая при этом спусковой механизм нажатым и нечаянно задевает контактным датчиком свою ногу.
В некоторых известных пневматических гвоздезабивных пистолетах пытаются снизить этот риск, сопутствующий режиму контактного запуска, посредством того, что контактный запуск возможен после приведения в действие спускового механизма или после процесса забивания только в течение короткого промежутка времени. По истечении промежутка времени, сначала нужно снова отпустить спусковой механизм. Такой пример известен из документа ЕР 2 767 365 B1. Описанный в нем пневматический гвоздезабивной пистолет имеет спусковой механизм и контактный датчик, каждому из которых соответствует управляющий клапан. Кроме того, известное устройство имеет предохранительную управляющую камеру, давление которой действует на блокировочный поршень. В определенном положении блокировочного поршня запуск процесса забивания не допускается. В предохранительную управляющую камеру подают воздух через соединенный с пусковым механизмом управляющий клапан и дроссель. Вследствие этого контактное срабатывание возможно после приведения в действие спускового механизма только до тех пор, пока давление в предохранительной управляющей камере не превысит заданное пороговое давление. После этого пневматический гвоздезабивной пистолет остается заблокированным, пока не будет отпущен спусковой механизм, а давление в предохранительной управляющей камере не снизится снова ниже порогового давления.
Аналогичные функциональные возможности предлагает известный из американской патентной заявки US 3,964,659 пневматический гвоздезабивной пистолет, который также может использоваться, в режиме однократного и контактного запуска, и при котором спусковой механизм и контактный датчик соединены механически посредством коромысла. Коромысло действует на управляющий клапан для запуска процесса забивания путем стравливания воздуха из главной управляющей линии. При приведении в действие только спускового механизма, а не контактного датчика, игла золотника управляющего клапана перемещается только на часть своего пути перемещения. Это половинчатое срабатывание управляющего клапана приводит к медленной подаче воздуха в распределительную камеру через маленькое, регулируемое вентиляционное отверстие. Преобладающее в распределительной камере давление действует на клапанную втулку, окружающую управляющий клапан, и перемещает эту клапанную втулку затем в блокировочное положение, в котором полное приведение в действие штока клапана больше не может стравливать воздух из главной управляющей линии, так что контактный запуск невозможен.
Дальнейшего повышения безопасности достигают, если первый процесс забивания постоянно выполняют посредством однократного запуска. В этом случае устройство для первого процесса забивания сначала приставляют к детали, вследствие чего приводится в действие контактный датчик. Следующее затем приведение в действие спускового механизма запускает первый процесс забивания. После этого в течение короткого промежутка времени могут запускаться следующие процессы забивания при контактном запуске, в частности, при повторным снятии и приставлении устройства к детали при постоянно включенном спусковом механизме. Такие функциональные возможности предоставлены в пневматическом гвоздезабивном пистолете, описанном в документе DE 10 2013 106 657 A1. Для этого спусковой механизм и контактный датчик механически соединены через коромысло, действующее для запуска процесса забивания на управляющий клапан. При каждом процессе забивания в распределительной камере с относительно большим объемом, кольцеобразно окружающей рабочий цилиндр, создают давление, действующее на механический исполнительный механизм. Из распределительной камеры медленно стравливают воздух через вентиляционное отверстии в стенке рабочего цилиндра. В зависимости от давления в распределительной камере исполнительный механизм достигает своего блокировочного положения, что не допускает механического воздействие контактного датчика на коромысло при включенном спусковом механизме и делает невозможным контактное срабатывание.
Из публикации WO 2019/038124 A1 известен пневматический гвоздезабивной пистолет, в котором описанных функциональных возможностей достигают пневматическим способом. Для этого в управляющую камеру при приведении в действие управляющего клапана наддувается воздух через управляющий клапан. Время задержки, по прошествии которого пневматический гвоздезабивной пистолет возвращается из режима контактного запуска в режим однократного запуска, получают при медленном стравливании воздуха из распределительной камеры через дроссель. В варианте осуществления изобретения распределительная камера переходит в первую, накопительную камеру меньшего размера, соединенную через дроссель со второй, накопительной камерой большего размера. При запуске процесса забивания в меньшую накопительную камеру через управляющий клапан подают воздух. Дополнительно в большую накопительную камеру наддувается воздух из обратной камеры. Медленное стравливание воздуха осуществляют через второй дроссель, соединяющий вторую накопительную камеру с наружным воздухом. Таким образом, для регулировки времени задержки используется большее количество воздуха, чем могло бы быть подано только через управляющий клапан в течение находящегося в распоряжении времени. Это обеспечивает применение простого в изготовлении, менее подверженного поломкам дросселя с относительно большим проходным сечением, в частности, в виде небольшого сверления диаметром в диапазоне от 0,1 мм до 1 мм.
Исходя из этого, задача изобретения - предоставить в распоряжение, пневматический гвоздезабивной пистолет с компактной конструкцией и простым, прочным и надежным предохранительным механизмом.
Эта задача решена с помощью пневматического гвоздезабивного пистолета, охарактеризованного признаками пункта 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Пневматический гвоздезабивной пистолет имеет:
- рабочий поршень, соединенный с забивным ударником для забивания крепежного средства и нагружаемый сжатым воздухом при запуске процесса забивания;
- спусковой механизм и контактный датчик, совместное приведение в действие которых может запускать процесс забивания;
- предохранительное устройство, имеющее управляющий объем и выполненное для автоматического принятия мер безопасности при превышении порогового давления или понижения его в управляющем объеме, причем управляющий объем через дроссель наддувают или из него стравливают воздух так, что время задержки, по истечении которого превышается или понижается пороговое давление, задается объемом управляющего объема и проходным сечением дросселя, причем
- управляющий объем имеет объем в диапазоне от 0,5 мл до 20 мл, а дроссель - сверление диаметром в диапазоне от 30 до 95 мкм.
Пневматический гвоздезабивной пистолет применяется для забивания крепежных средств, таких, как гвозди, шпильки или скобы. Для этого пневматический гвоздезабивной пистолет может иметь магазин, из которого крепежные средства подаются каждый раз в приемник концевого инструмента пневматического гвоздезабивного пистолета. При запуске процесса забивания рабочий поршень пневматического гвоздезабивного пистолета нагружается сжатым воздухом. Рабочий поршень приводит в движение забивной ударник, соединенный с рабочим поршнем. Забивной ударник ударяет по заднему концу крепежного средства в приемнике концевого инструмента и забивает крепежное средство в деталь.
Под контактным датчиком речь может идти о механическом элементе, выступающем за передний конец концевого инструмента и удерживаемым пружиной в этом положении до тех пор, пока пневматический гвоздезабивной пистолет не будет приставлен к детали. После этого контактный датчик перемещается в направлении, противоположном силе действия пружины и направлению забивания до тех пор, пока концевой инструмент пневматического гвоздезабивного пистолета не будет прилегать или почти прилегать к детали. В качестве другого исполнительного элемента пневматический гвоздезабивной пистолет имеет спусковой механизм, например, в виде приводимого в действие пальцем рычага спускового механизма.
Предохранительное устройство отвечает за то, чтобы препятствовать в определенных, потенциально опасных ситуациях запуску процесса забивания. Для этого оно автоматически принимает меры безопасности, обеспечивающие, что, несмотря на совместное приведение в действие контактного датчика и спускового механизма, процесс забивания не будет запущен. Например, мера безопасности может заключаться в разъединении пневматического гвоздезабивного пистолета с трубопроводом подачи сжатого воздуха и полном стравливании воздуха. Однако возможны также менее радикальные меры безопасности, в частности, такие, при которых пневматический гвоздезабивной пистолет снова приводится в готовое к работе состояние при простом, кратковременном отпускании спускового механизма. Подробно это будет еще разъяснено позже.
Как в обсужденном уровне техники, в частности, в публикации W0 2019/038124 A1, предохранительное устройство автоматически принимает меры безопасности по истечении времени задержки. Время задержки начинает идти от определенного события, например, от приведения в действие спускового механизма или предыдущего процесса забивания. К этому моменту времени давление в управляющем объеме может иметь определенное исходное значение, например, рабочее давление или давление внешней среды. В управляющий объем, начиная от этого момента времени, через дроссель наддувается или стравливается воздух до тех пор, пока давление в управляющем объеме не будет превышать или будет ниже заданного порогового давления. К этому моменту время задержки заканчивается. Следовательно, продолжительность времени задержки определяется объемом управляющей камеры и проходным сечением дросселя.
В изобретении управляющий объем имеет объем в диапазоне от 0,5 мл до 20 мл, в частности, в диапазоне от 0,5 мл до 10 мл, в диапазоне от 0,5 мл до 5 мл, в диапазоне от 0,5 мл до 2 мл или в диапазоне от 1 мл до 1,5 мл. Дросселем является сверление с диаметром в диапазоне от 30 мкм до 95 мкм, в диапазоне от 40 мкм до 80 мкм или в диапазоне от 60 мкм до 80 мкм. Сверление может иметь, в частности, по существу, круглое поперечное сечение. Таким образом, для получения подходящего времени задержки сочетают относительно небольшой объем с маленьким проходным сечением. Иначе, чем известно из уровня техники в связи с небольшим управляющим объемом, используется простое, маленькое сверление вместо дросселя, проходное сечение которого образовано регулируемым кольцевым зазором. Благодаря этим мероприятиям достигают особенно компактной, конструктивно простой конструкции.
Кроме того, авторы заявки обнаружили, что кольцевой зазор с достаточно небольшим проходным сечением имеет очень маленькую ширину зазора, которая может находиться в диапазоне, например, нескольких мкм или еще меньше, и, что такой кольцевой зазор при эксплуатации пневматического гвоздезабивного пистолета со временем слегка забивается. Это отрицательно сказывается на безопасности устройства, так как в результате время задержки при определенных обстоятельствах незаметно удлиняется до тех пор, пока предохранительное устройство, возможно, совсем не будет срабатывать. Предполагается, что за засорение кольцеобразного зазора отвечают мельчайшие частицы, проникновение которых в пневматический гвоздезабивной пистолет вряд ли можно предотвратить, хотя бы потому, что такие частицы, в частности, тонкодисперсная пыль, уже может содержаться в определенной концентрации в сжатом воздухе, используемом при эксплуатации устройств. Хотя используемое в изобретении сверление имеет, в частности, сопоставимое с кольцевым зазором проходное сечение, диаметр сверления все же существенно больше, чем ширина кольцевого зазора. Авторы заявки установили, что предохранительное устройство при применении сверления вместо дросселя с кольцевым зазором, в значительной степени менее восприимчиво относительно загрязнений, и объясняют это указанными разными размерами соответствующих отверстий.
В целом, в изобретении предоставляется конструктивно простое, компактное и особенно надежное предохранительное устройство.
В варианте осуществления изобретения сверление выполняют с помощью лазерного сверления. В принципе, сверление может быть изготовлено любым способом, в частности, способом резания с помощью обычного сверла или фрезы.
Однако изготовление очень маленьких сверлений способом резания довольно затруднительно и требует дорогих и чувствительных специальных рабочих инструментов, которые быстро изнашиваются. Лазерное сверление представляет собой альтернативу, при которой материал, в котором выполняют сверление, не режут, а испаряют и/или расплавляют с помощью лазера. В отличие от способа резания, при лазерном сверлении, при определенных обстоятельствах невозможно выполнить в точности цилиндрические сверления. Однако для изобретения это не важно. Более важным является воспроизводимость размеров сверления, необходимого качества которого можно легко достигать при лазерном сверлении. Особым преимуществом лазерного сверления, по сравнению со способом резания является, выполняемый преимущественно без заусенцев, контур краев сверления, имеющий для изобретения значение с точки зрения возможного "застревания" частиц грязи.
В варианте осуществления изобретения сверление имеет длину в диапазоне от 30 мкм до 1 мм. Это значит, что конструктивный элемент, в котором выполнено сверление, имеет соответствующую толщину, непосредственно прилегающую к сверлению. Для этого толщина материала конструктивного элемента на участке сверления может быть соответственно уменьшена до изготовления сверления. Длина сверления влияет так же, как и его диаметр, на потоке сжатого воздуха через сверление. Поэтому для получения при маленьком управляющем объеме подходящего времени задержки желаемого небольшого потока сжатого воздуха, при определенных обстоятельствах, имеет смысл относительно длинное сверление. Испытания показали, что длина сверления в названном участке во многих случаях удовлетворяет практическим требованиям. При этом при определенных обстоятельствах особенно длинное сверление изготовить сложно. Поэтому наиболее подходящая длина - в диапазоне от 30 мкм до 200 мкм, в частности, в диапазоне от 40 мкм до 100 мкм. Сверление может иметь по всей своей длине один и тот же диаметр, в частности, быть точно цилиндрическим. Однако для изобретения это не обязательно; обусловленные изготовлением отклонения, например, некоторая конусность сверления, которая может возникнуть при лазерном сверлении, как правило, проблемой не являются. При отклонении сверления от точно цилиндрической формы, в качестве диаметра отверстия можно использовать среднее значение диаметра по длине сверления или минимальный диаметр сверления.
В варианте осуществления изобретения пневматический гвоздезабивной пистолет имеет первый управляющий клапан, который включается при каждом приведении в действие спускового механизма, причем управляющий объем наддувается или стравливается через первый управляющий клапан. Первый управляющий клапан связан со спусковым механизмом, а поэтому его иногда называют также спусковым клапаном. Например, первый управляющий клапан может иметь шток клапана, который перемещается при приведении в действие спускового механизма непосредственно нажимной поверхностью рычага спускового механизма. Вследствие этого приведения в действие первый управляющий клапан создает соединение, через которое наддувают или стравливают управляющий объем, например, соединение между управляющим объемом и камерой длительно находящейся под рабочим давлением, или между управляющим объемом и наружным воздухом. При этом варианте осуществления изобретения разъясненное время задержки может начинаться с приведением в действие спускового механизма.
В варианте осуществления изобретения пневматический гвоздезабивной пистолет имеет второй управляющий клапан, который включается при каждом приведении в действие контактного датчика или при каждом совместном приведении в действие спускового механизма и контактного датчика, причем в главную управляющую линию наддувается и/или стравливается воздух через второй управляющий клапан. Второй управляющий клапан связан с контактным датчиком, а поэтому его иногда называют также клапаном контактного датчика. Включается ли он при каждом приведении в действие контактного датчика или только тогда, если в то же время включен спусковой механизм, зависит от компоновки пневматического гвоздезабивного пистолета. Оба варианта еще будут разъяснены в связи с вариантами осуществления изобретения. В любом случае, эффект управления второго управляющего клапана состоит в том, что в главной управляющей линии наддувается и/или стравливается воздух. Для этого второй управляющий клапан может создавать соединение, в частности, между главной управляющей линией и длительно находящейся под рабочим давлением камерой или между главной управляющей линией и наружным воздухом. Процесс забивания может начинаться посредством наддува или стравливания воздуха из главной управляющей линии. Для такого предназначения известен, например, вариант осуществления с главным клапаном и управляющим клапаном, включаемым через главную управляющую линию. Однако возможны также и другие конструкции с управляющим клапаном и без него. Для варианта осуществления изобретения важно только, что процесс забивания может запускаться при наддуве или удаления воздуха из главной управляющей линии.
В варианте осуществления изобретения управляющий объем содержит кольцеобразный объем, окружающий управляющий клапан. В принципе управляющий объем может иметь любую геометрическую форму. Однако во многих конструктивных исполнениях пневматического гвоздезабивного пистолета находящееся в распоряжении конструктивное пространство ограничено, так что даже относительно небольшой в изобретении управляющий объем нельзя легко разместить. Применение кольцеобразного объема вокруг управляющего клапана удовлетворяет требованиям этой ситуации. Под управляющим клапаном речь может идти, в частности, об описанном первом управляющем клапане или об описанном втором управляющем клапане.
В варианте осуществления изобретения пневматический гвоздезабивной пистолет содержит корпус, имеющий вырез, в котором расположена компоновка управляющего клапана, причем управляющий объем полностью или большей частью расположен в вырезе. Корпус может окружать, например, рабочий цилиндр пневматического гвоздезабивного пистолета и/или иметь участок рукоятки. Вырез может быть расположен, например, внутри участка рукоятки. Компоновка управляющего клапана может содержать, в частности, описанный первый управляющий клапан и/или описанный второй управляющий клапан. Компоновка управляющего клапана может быть уплотнена относительно окружающего корпуса. Управляющий объем может находиться между компоновкой управляющего клапана и корпусом. В этом варианте осуществления изобретения получается особенно компактная и конструктивно простая конструкция.
В варианте осуществления изобретения сверление расположено в заменяемом конструктивном элементе пневматического гвоздезабивного пистолета. Заменяемый конструктивный элемент является, в частности, отличным от корпуса пневматического гвоздезабивного пистолета конструктивным элементом, например, элементом компоновки управляющего клапана или трубопровода сжатого воздуха. С одной стороны, этот вариант осуществления изобретения обеспечивает упрощенное техническое обслуживание или ремонт сверления, например, чтобы полностью освобождать его от загрязнений или коррозии. С другой стороны, при простой замене заменяемого элемента, можно осуществлять согласование времени задержки с соответствующими требованиями, используя заменяемые конструктивные элементы с разными диаметрами сверления и/или длинами сверления.
Для названной последней цели, в другом варианте осуществления изобретения предлагается, что имеется по меньшей мере одна вторая копия заменяемого конструктивного элемента, отличающаяся по диаметру и/или по длине сверления от заменяемого конструктивного элемента. В частности, может быть предложен пневматический гвоздезабивной пистолет со сменным конструктивным элементом и по меньшей мере с одной, второй копией заменяемого конструктивного элемента в комплекте.
В варианте осуществления изобретения заменяемым конструктивным элементом является клапанная втулка. При этом речь может идти, в частности, о клапанной втулке первого управляющего клапана, благодаря которой удается получить особенно простую и компактную конструкцию для наддува или стравливания воздуха из управляющего объема через сверление и управляемую первым управляющим клапаном.
В варианте осуществления изобретения мера безопасности состоит в переводе пневматического гвоздезабивного пистолета в заблокированное состояние, в котором процесс забивания не может запускаться. Например, пневматический гвоздезабивной пистолет может иметь блокировочный поршень, который механически входит в зацепление с необходимым для запуска процесса забивания спуском, в частности, предотвращая перемещение исполнительного механизма управляющего клапана. Альтернативно заблокированное состояние можно устанавливать посредством того, что пневматический гвоздезабивной пистолет отключают посредством запорного клапана от снабжения сжатым воздухом и/или полностью стравливают воздух. Заблокированное состояние можно также установить посредством того, что управляющую линию, которую наддувают для запуска процесса забивания или из нее стравливают воздух, открывают или закрывают посредством запорного клапана. Говоря об этой управляющей линии речь может идти, в частности, об уже разъясненной главной управляющей линии.
В варианте осуществления изобретения пневматический гвоздезабивной пистолет может эксплуатироваться в режиме контактного запуска и в режиме однократного запуска, а мера безопасности состоит в том, что пневматический гвоздезабивной пистолет переводится из режима контактного запуска в режим одиночного запуска. Как сначала было разъяснено, эта мера также может повысить эксплуатационную надежность пневматического гвоздезабивного пистолета. После того, как пневматический гвоздезабивной пистолет переведен в режим одиночного запуска, контактный запуск невозможен. Вместо этого первоначально должен быть выполнен однократный запуск, который опять же возможен, как правило, только тогда, если ранее был отпущен спусковой механизм.
В варианте осуществления изобретения пневматический гвоздезабивной пистолет имеет запорную втулку, с возможностью ее перемещения между блокировочным положением и открытым положением, причем запорная втулка закрывает соединение между главной управляющей линией и управляющим клапаном в блокировочном положении и открывает его в открытом положении. В этом варианте осуществления изобретения мера безопасности может состоять, по существу, в том, что запорная втулка перемещается в блокировочное положение. Запорная втулка может быть интегрирована в компоновку управляющего клапана, содержащую разъясненный первый управляющий клапан и/или разъясненный второй управляющий клапан. В частности, запорная втулка может принимать в свою внутреннюю часть разъясненный второй управляющий клапан.
В варианте осуществления изобретения запорная втулка нагружается давлением в управляющем объеме. Таким образом, на положение запорной втулки непосредственно влияет преобладающее в управляющем объеме давление. Производимое этим давлением усилие может, в частности, сочетаться с другой, пневматически создаваемой противодействующей силой и/или силой пружины.
Далее приводится более подробное описание изобретения при помощи двух изображенных на чертежах его вариантов осуществления. На чертежах представлено следующее:
фиг. 1. Пневматический гвоздезабивной пистолет с показанной в поперечном сечении компоновкой управляющего клапана и другими, изображенными только схематически элементами;
фиг. 2. Компоновка управляющего клапана по фиг. 1 в увеличенном изображении;
фиг. 3. Компоновка управляющего клапан по фиг. 1 после приведения в действие контактного датчика;
фиг. 4. Компоновка управляющего клапана по фиг. 1 после приведения в действие спускового механизма;
фиг. 5. Компоновка управляющего клапана по фиг. 1 после снятия пневматического гвоздезабивного пистолета с детали;
фиг. 6. Компоновка управляющего клапана по фиг. 1 по истечении времени задержки;
фиг. 7. Компоновка управляющего клапана другого пневматического гвоздезабивного пистолета в поперечном разрезе;
фиг. 8. Компоновка управляющего клапан по фиг. 7 после приведения в действие спускового механизма;
фиг. 9. Компоновка управляющего клапана по фиг. 7 после приведения в действие контактного датчика и
фиг. 10. Компоновка управляющего клапана по фиг. 7 после снятия пневматического гвоздезабивного пистолета с детали.
Пневматический гвоздезабивной пистолет по фиг. 1 содержит рабочий поршень 10, соединенный с забивным ударником 12. Рабочий поршень 10 установлен в рабочем цилиндре 14 с возможностью перемещения. Если его нагружают сжатым воздухом сверху рабочего поршня 10, то с помощью забивного ударника 12 в деталь можно забивать не изображенное крепежное средство. Сверху рабочего цилиндра 14 находится главный клапан 16, отвечающий за снабжение рабочего цилиндра 14 сжатым воздухом из не изображенного резервуара сжатого воздуха внутри пневматического гвоздезабивного пистолета или отвечающего за подвод сжатого воздуха. Главным клапаном 16 управляет управляющий клапан 18. В свою очередь, управляющим клапаном 18 управляет главная управляющая линия 20. Как только в главную управляющую линию 20 подают воздух, включается управляющий клапан 18, а за ним - главный клапан 16 и запускается процесс забивания.
Все описанные до этого элементы по фиг. 1 изображены только схематически. Конкретный вариант исполнения этих элементов можно взять, например, из фиг. 1 и фиг. 2 публикации WO 2019/038124 A l, а также из соответствующего в нем описания. Описанная в публикации конструкция подходит для применения с изобретением.
Для понимания изобретения важными являются элементы, изображенные на фиг. 1 в поперечном сечении, в совокупности, называемые компоновкой управляющего клапана. Они отвечают за управление давлением в главной управляющей линии 20, а вместе с ним, - за запуск процессов забивания. К этим элементам относятся: первый управляющий клапан 22, второй управляющий клапан 24, спусковой механизм 26 и контактный датчик 28. От контактного датчика 28 на фиг. 1, в изображении в поперечном разрезе, изображен только верхний конец. Контактный датчик 24 дополнительно содержит нижний конец 104, изображенный на фиг. 1 схематически и выступающий из отверстия не изображенного концевого инструмента. Подробности компоновки управляющего клапана будут более детально разъяснены с помощью увеличенного изображения фиг. 2.
На фиг. 2 показана компоновка управляющего клапана в исходном состоянии пневматического гвоздезабивного пистолета, в котором спусковой механизм 26 и контактный датчик 28 не приведены в действие, а пневматический гвоздезабивной пистолет присоединен соответствующим образом к источнику сжатого воздуха. Расположенная внутри показанного только в разрезе корпуса 30 внутреннее пространство 32 корпуса (которая изображена также только частично) находится в этом случае постоянно под рабочим давлением. Корпус 30 переходит на правом краю фиг. 2 в участок 34 рукоятки пневматического гвоздезабивного пистолета.
Спусковой механизм 26 установлен в корпусе 30 с возможностью поворота вокруг неподвижной относительно корпуса оси 36. На его заднем конце он имеет нажимную поверхность 38, посредством которой может перемещаться шток 40 клапана первого управляющего клапана 22. Задний конец контактного датчика 28 взаимодействует с расположенным частично внутри выреза спускового механизма 26 рычагом 42 контактного датчика. На заднем конце рычаг 42 контактного датчика установлен в корпусе 30 с возможностью поворота вокруг неподвижной относительно корпуса оси 44. Передний конец рычага 42 контактного датчика захватывается задним концом контактного датчика 28, если контактный датчик 28 при приставлении пневматического гвоздезабивного пистолета к детали перемещается вверх относительно корпуса 30. Вследствие этого нажимная поверхность 46 рычага 42 контактного датчика перемещает шток 48 клапана второго управляющего клапана 24 вверх.
Первый управляющий клапан 22 содержит нижнюю клапанную втулку 50 и верхнюю клапанную втулку 52. В нижней клапанной втулке 50 в поперечном направлении располагается маленькое сверление 54. Это сверление 54 имеет диаметр около 70 мкм и длину почти от 200 мкм. Вследствие небольших размеров, сверление 54 изображено на фиг. 2 не строго соответствующим масштабу, а несколько увеличенным. Расположенная внутри нижней клапанной втулки 50 камера 56, примыкающая к сверлению 54, постоянно соединена с наружным воздухом через поперечное сверление 106 в верхней клапанной втулке 52 и расположенное под косым углом сверление 108 в корпусе 34. Другое, постоянное соединение между камерой 56 и наружным воздухом существует через кольцевой зазор 58 между штоком 40 клапана и нижней клапанной втулкой 50.
В показанном положении первого управляющего клапана 22, нижнее О - образное кольцо 60 на штоке 40 клапана не находится в уплотнении, так что через поперечное сверление 62 в верхней клапанной втулке 52, а также через расположенное под углом сверление 64 и соединенную с ним камеру 66 над запорной втулкой 68, которую окружает второй управляющий клапан 24, стравливается воздух.
Запорная втулка 68 находится в нарисованном исходном состоянии в верхнем конечном положении, в котором она удерживается усилием пружины 70. Это верхнее конечное положение является открытым положением. Дополнительное усилие на запорную втулку 68 производится давлением в управляющем объеме 72, который кольцеобразно окружает второй управляющий клапан 24. В показанном исходном состоянии это усилие равно нулю, так как управляющий объем 72 еще не нагружен сжатым воздухом и соединен через сверление 54 с наружным воздухом. Управляющий объем 72 имеет в изображенном примере объем в диапазоне между 1 мл и 1,5 мл.
До тех пор, пока шток 48 клапана второго управляющего клапана 24 находится в своем не приведенном в действие положении, нижнее О - образное кольцо 74 на штоке 48 клапана находится не в уплотнении. Не в уплотнении находится также верхнее О - образное кольцо 76 на клапанной втулке 78 второго управляющего клапана 24. Поэтому главная управляющая линия 20 соединена с наружным воздухом через поперечное сверление 80 в запорной втулке 68, мимо верхнего О - образного кольца 76, через поперечное сверление 82, кольцевой зазор 84 между штоком 48 клапана 48 и клапанной втулкой 78 и мимо О - образного кольца 74.
Если, начиная из состояния показанного на фиг. 2, приводится в действие контактный датчик 28, шток 48 клапана второго управляющего клапана 24 перемещается против усилия пружины 86 в свое показанное на фиг. 3 положение, в котором О - образное кольцо 74 находится в уплотнении. Вследствие этого, главная управляющая линия 20 закрывается наружным воздухом. Кроме того, при перемещении штока 48 клапана его верхнее O - образное кольцо 88 выходит из уплотнения, вследствие чего устанавливается соединение между камерой 66 и главной управляющей линией 20, в частности, мимо О - образного кольца 88, через поперечное сверление 82, мимо О - образного кольца 76 и через поперечное сверление 80. Так как в камере 66 еще отсутствует давление, процесс забивания из - за этого еще не запускается.
При приведении в действие на следующем этапе также спускового механизма 26, как это показано на фиг. 4, шток 40 клапана первого управляющего клапана 22 перемещается в свое включенное положение, и нижнее О - образное кольцо 60 попадает в уплотнение, а верхнее О - образное кольцо 90 штока 40 клапана перемещается из уплотнения. Вследствие этого возникает соединение между постоянно наддуваемой полостью 32 корпуса и камерой 66 через поперечное сверление 62 в верхней клапанной втулке 52. Это вызывает немедленный наддув в главную управляющую линию 20 через уже описанное соединение, так что запускается процесс забивания. Кроме того, управляющий объем 72 наддувается через обратный клапан, образованный средним О - образным кольцом 92 на клапанной втулке 78. Сразу непосредственно за этим, управляющий объем 72 находится так же, как и камера 66 под рабочим давлением. Действующие на запорную втулку 68 три усилия продолжают взаимодействовать таким образом, что запорная втулка 68 остается в своем верхнем конечном положении.
Если затем пневматический гвоздезабивной пистолет снимают с детали, контактный датчик 28 перемещается назад вниз, поэтому также и шток 48 клапана второго управляющего клапана 24 возвращается назад в свое исходное положение, показанное на фиг. 5. Вследствие этого верхнее О - образное кольцо 88 штока 48 клапана перемещается, в свою очередь, в уплотнение, так что становится невозможной дальнейшая подача сжатого воздуха в главную управляющую линию 20 или в управляющий объем 72. Давление в управляющем объеме 72 медленно снижается через сверление 54. В главную управляющую линию 20 поступает наружный воздух через уже описанное по фиг. 2 соединение.
При повторном включении контактного датчика 28, исходя из состояния по фиг. 5, контактный запуск может осуществляться в любое время, поскольку при перемещении штока 48 клапана вверх в главную управляющую линию 20 может снова подаваться воздух. Затем одновременно восстанавливается давление в управляющем объеме 72 через обратный клапан, так что время задержки, в течение которого возможен дальнейший контактный запуск, начинает идти снова.
Однако, если контактный датчик 28 при приведенном в действие спусковом механизме 26 остается в течение определенного времени не включенным, давление в управляющем объеме 72 снижается ниже заданного порогового давления. Вследствие этого изменяется баланс трех действующих на запорную втулку 68 сил, и запорная втулка 68 достигает своего показанного на фиг. 6 нижнего конечного положения. Нижнее конечное положение является блокировочным положением. В этом положении запорной втулки 68 нижняя внутренняя окружность запорной втулки 68 уплотняет О - образное кольцо 94, так что становится больше невозможной подача сжатого воздуха в управляющий объем 72 через обратный клапан. Кроме того, верхнее О - образное кольцо 76 на клапанной втулке 78 достигает уплотнения, так что также становится больше невозможной подача сжатого воздуха через поперечное сверление 80 в главную управляющую линию 20.
Кроме того, обозначенная на фиг. 6 под ссылочной позицией 96 камера соединена через сверление, которое не видно, с наружным воздухом. Поскольку среднее О - образное кольцо 98 не находится на запорной втулке 68 в уплотнении, из главной управляющей линии 20 через камеру 96 стравливается воздух. Поэтому перемещение запорной втулки 68 в свое блокировочное положение представляет собой меру безопасности, надежно предотвращающую запуск следующего процесса забивания. Следующие процессы забивания могут запускаться только тогда, когда спусковой механизм 26 отпущен, а вследствие этого воздух стравлен из камеры 66, а поэтому запорная втулка 68 перемещается назад в свое открытое положение.
Второй вариант осуществления изобретения разъясняется с помощью фигур 7 - 10. Что касается схематически изображенных на фиг. 1 элементов, а также варианта выполнения второго управляющего клапана 24 с запорной втулкой 68, - то нет отличий от первого варианта осуществления изобретения по фигурам 1 - 6. Взятые без изменений элементы снабжены в соответствующих случаях теми же ссылочными позициями, как в первом варианте осуществления изобретения и повторно не разъясняются.
Имеется различие в рычаге 42 контактного датчика, задний конец которого не неподвижен относительно корпуса, а шарнирно соединен с задним концом спускового механизма 26. В результате шток 48 клапана второго управляющего клапана 24 включается не при каждом приведении в действие контактного датчика 28, а только при совместном приведении в действие спускового механизма 26 и контактного датчика 28. Кроме того, в камеру 66 выше запорной втулки 68 воздух наддувается не через первый управляющий клапан 22, а она постоянно соединена через сверление 100 с внутренним пространством 32 корпуса.
Названные изменения, по сравнению с первым вариантом осуществления изобретения, позволяют осуществлять особенно простой вариант осуществления изобретения первого управляющего клапана 22. Он по - прежнему содержит нижнюю клапанную втулку 50, в которой расположено сверление 54, как это детально разъяснено в первом варианте осуществления изобретения. Иначе, чем в первом варианте осуществления изобретения, первый управляющий клапан 22 выполняет исключительно задачу выборочного наддува или стравливания воздуха управляющего объема 72 через сверление 54. Для этого первый управляющий клапан 22 устанавливает в своем показанном на фиг. 7 не включенном положении мимо верхнего О - образного кольца 102, соединение между камерой 56 внутри нижней клапанной втулки 50 и внутреннего пространства 32 корпуса, в то время, как нижнее О - образное кольцо 60 находится в уплотнении. Таким образом, управляющий объем 72 медленно наддувается воздухом через сверление 54. По истечении определенного времени, после того, как пневматический гвоздезабивной пистолет подключен к источнику сжатого воздуха и в течение которого не приводились в действие ни спусковой механизм 26, ни контактный датчик 28, пневматический гвоздезабивной пистолет находится в показанном на фиг. 7 исходном состоянии. Управляющий объем 72 находится под рабочим давлением, а запорная втулка 68 находится в своем открытом положении.
На фиг. 8 показана ситуация после приведения в действие спускового механизма 26. Верхнее О - образное кольцо 102 штока 40 клапана находится в уплотнении, а из управляющего объема 72 через сверление 54 медленно стравливается воздух. Таким образом, время задержки начинает идти с приведения в действие спускового механизма 26.
При приведении в действие контактного датчика 28, до истечения времени задержки, при по - прежнему включенном спусковом механизме 26, шток 48 клапана второго управляющего клапана 24 перемещается вверх, как это изображено на фиг. 9. Вследствие этого запускается процесс забивания таким же способом, как и разъясненным в отношении первого варианта осуществления изобретения. Также, как разъяснялось в отношении первого варианта осуществления изобретения, давление в управляющем объеме 72 восстанавливается через обратный клапан, образованный средним О - образным кольцом 92.
После снятия пневматического гвоздезабивного пистолета с детали шток 48 клапана второго управляющего клапана 24 возвращается назад в свое не включенное положение, и воздух управляющего объема 72 медленно стравливается через сверление 54. До тех пор, пока пороговое давление в управляющем объеме 72 не станет ниже, запорная втулка 68 остается в своем открытом положении, так что ситуация соответствует показанной на фиг. 8.
Следующий контактный запуск возможен.
Однако, если спусковой механизм 26 остается включенным, без осуществления дальнейшего запуска в течение времени задержки, запорная втулка 68 перемещается в свое показанное на фиг. 10 блокировочное положение, вследствие чего предотвращаются другие срабатывания таким же образом, как это разъяснено в отношении первого варианта осуществления изобретения. Для обеспечения следующего запуска сначала следует отпустить спусковой механизм 26 и дождаться, пока давление в управляющем объеме 72 превысит пороговое давление, и запорная втулка 68 переместится назад в свое открытое положение. Тогда устройство снова находится в показанном на фиг. 8, готовом к запуску состоянии.
В обоих вариантах осуществления изобретения корпус 30 имеет два выреза, принимающие первый управляющий клапан 22 или второй управляющий клапан 24. Управляющий объем 72 находится внутри выреза, принимающего второй управляющий клапан 24.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ
10. Рабочий поршень.
12. Забивной ударник.
14. Рабочий цилиндр.
16. Главный клапан.
18. Управляющий клапан.
20. Главная управляющая линия.
22. Первый управляющий клапан.
24. Второй управляющий клапан.
26. Спусковой механизм.
28. Контактный датчик.
30. Корпус.
32. Внутреннее пространство корпуса.
34. Участок рукоятки.
36. Ось.
38. Нажимная поверхность.
40. Шток клапана первого управляющего клапана.
42. Рычаг спускового механизма.
44. Ось.
46. Нажимная поверхность.
48. Шток клапана второго управляющего клапана.
50. Нижняя клапанная втулка.
52. Верхняя клапанная втулка.
54. Сверление.
56. Камера внутри нижней втулки клапана.
58. Кольцевой зазор.
60. Нижнее О-образное кольцо.
62. Поперечное сверление.
64. Сверление.
66. Камера.
68. Запорная втулка.
70. Пружина.
72. Управляющий объем.
74. Нижнее О-образное кольцо.
76. Верхнее О-образное кольцо.
78. Клапанная втулка.
80. Поперечное сверление.
82. Поперечное сверление.
84. Кольцевой зазор.
86. Пружина.
88. Верхнее О-образное кольцо.
90. Верхнее О-образное кольцо.
92. Среднее О-образное кольцо (обратный клапан).
94. О - образное кольцо.
96. Камера.
98. Среднее О-образное кольцо.
100. Сверление.
102. Верхнее О-образное кольцо.
104. Нижний конец.
106. Поперечное сверление.
108. Сверление.