ПИРОТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАБИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
PYROTECHNIC DRIVING DEVICE

Изобретение касается забивающего устройства согласно ограничительной части п. 1 формулы изобретения.
Из уровня техники известны ручные забивающие устройства с пиротехническим (выбрасывающим) зарядом, у которых после воспламенения пиротехнического заряда происходит расширение газов в камере сгорания. Вследствие чего поршень, как средство передачи энергии, ускоряется и забивает крепежный элемент в заготовку.
Коммерчески доступным является пиротехническое забивающее устройство марки DX36 корпорации Хилти, Шаан, Лихтенштейн. В случае необходимости, мощность забивания можно уменьшать путем контролируемого изменения стартового (начального) положения поршня в камере сгорания. Для этой цели предусмотрен орган управления, который расположен в задней части устройства относительно направления забивания и смещен в бок относительно центральной оси поршня.
Кроме того, забивающее устройство DX 36 относится к типу устройств, в которых не предусмотрен автоматический возврат поршня после выстрела. В забивающем устройстве DX 36 по окончании процесса забивания возврат поршня в исходную позицию осуществляется посредством ручной перезарядки. При этом, на первом этапе движения перезарядки направляющая поршня смещается вперед в направлении забивания, причем выполненный монолитно с корпусом упор ограничивает движение поршня в том же направлении. Благодаря этому обеспечивается относительное движение поршня назад против направления забивания по отношению к направляющей поршня. Таким образом, на первом этапе перезарядки поршень занимает заднее положение в направляющей поршня, которое соответствует стартовому положению с максимальной энергией забивания.
На втором этапе движения перезарядки направляющая поршня вместе с поршнем смещается в обратном направлении назад до тех пор, пока направляющая поршня не достигнет определенного заданного ограничителя (упора). Так, при прижимании устройства к основе непосредственно перед процессом забивания, поршень и направляющая поршня сначала смещаются еще дальше назад, пока поршень не достигнет ограничителя, выполненного с возможностью регулировки при помощи установочного колесика. Таким образом, при дальнейшем прижимании поршень остается в неподвижном состоянии, а направляющая поршня одна сдвигается далее назад. Связанное с этим относительное движение поршня и направляющей поршня в итоге осуществляет описанную выше установку начального положения поршня в камере сгорания.
Задачей настоящего изобретения является создание забивающего устройства, которое обеспечивает возможность простой регулировки усилия забивания при заданном заряде.
Согласно изобретению, для упомянутого выше устройства задача решается с использованием отличительных признаков п. 1 формулы изобретения. Посредством предусмотренной кулисы с несколькими положениями упора (ограничителя) можно легко изменять начальное положение поршневого элемента, при этом соответствующее желаемое положение упора выбирают на кулисе.
Кроме того, преимущество такого способа задания аксиально различных положений упора заключается в том, что таким способом можно формировать линейную или иную желаемую шкалу настроек, даже если взаимозависимость между стартовой позицией (начальным положением) и энергией забивания является существенно нелинейной.
Под «кулисой» в контексте настоящего изобретения понимают конструктивный элемент, который содержит поверхность, ориентированную в осевом направлении, осевое положение которой различно в зависимости от их положения перпендикулярного направлению по оси. При этом речь может идти о ступенях, непрерывных скатах или комбинации ступеней и скатов. При этом предусмотрено по меньшей мере одно из отличающихся по оси положений, являющееся заданным упорным положением при установке поршневого элемента.
Под «центральной осью» в контексте настоящего изобретения понимают ось по меньшей мере параллельную движению крепежного элемента. Также предпочтительно, чтобы центральная ось проходила через середину крепежного и поршневого элементов.
Под «энергией забивания» в контексте настоящего изобретения понимают кинетическую энергию (энергию движения) заданного крепежного элемента при заданном выбрасывающем заряде. При конкретизации заданных граничных условий появляется возможность изменения настроек результирующей энергии забивания с помощью органа управления.
Под «поршневым элементом» в контексте данного изобретения понимают любое средство, которое подвергается воздействию кинетической энергии в результате воспламенения заряда, причем в результате этого кинетическая энергия передается на крепежный элемент. Часто, поршневой элемент выполнен в виде поршня, в частности, цилиндрического. В днище поршня могут быть предусмотрены выемки или другие структуры, улучшающие процесс завихрения газов или способствующие их равномерному расширению. В предпочтительном варианте исполнения настоящего изобретения на поршневом элементе, в частности, на головке поршня, расположен выступающий радиально выступ, выполненный предпочтительно в виде штифта, который охватывает (окружает) контрупор для кулисы.
Под «крепежным элементом» в контексте настоящего изобретения понимают абсолютно любое подходящее для забивания крепление, как, например, гвоздь, болт или шуруп.
В предпочтительном варианте исполнения настоящего изобретения кулиса выполнена с возможностью поворота вокруг центральной оси, что позволяет обеспечить простое и компактное изменение положения упора.
Общим преимуществом данного изобретения является то, что исполнительный механизм содержит орган управления, выполненный с возможностью его поворота вокруг центральной оси, что обеспечивает простое изменение его положение при одновременном эффективном визуальном контроле установленных значений. Такая компоновка обеспечивает, к тому же, возможность простой регулировки также и при таких неблагоприятных условиях, как проведение настройки в перчатках. В качестве органа управления можно использовать любые, подходящие для ручной работы средства, такие как вращающаяся гильза, поворотный ручка или подобное.
При этом поворот органа управления вокруг центральной оси означает по существу ориентированное перпендикулярно оси отклонение органа управления от предыдущего положения. При этом линия движения, или, соответственно, траектория органа управления имеет радиус кривизны, который, предпочтительно, не меньше расстояния органа управления от центральной оси. Предпочтительно, но не обязательно, под поворотом подразумевают вращение вокруг центральной оси.
В простом варианте реализации, орган управления и кулиса соединены посредством механической системы принудительного управления. В усовершенствованной варианте осуществления, при этом, орган управления и кулиса соединены друг с другом посредством механической системы принудительного управления с возможностью аксиального смещения и без возможности вращения друг относительно друга. Предпочтительно, чтобы связь элемента обслуживания и кулисы, реализуемая через принудительную систему, была подвижной, но без возможности вращения. Это допускает, в частности, аксиальное изменение положения кулисы относительно корпуса в процессе установки положения поршня.
Общее преимущество состоит в исполнении органа управления в виде кольцевой гильзы, причем гильза охватывает центральную ось. При установке энергии забивания гильзу можно повернуть во множество различных положений, при этом по меньшей мере два различных положения соответствуют двум различным значениям энергии забивания.
Для оптимизации эргономики устройства представленный в изобретении орган управления, и, в частности, описанную выше кольцеобразную гильзу, можно разместить в передней части устройства перед рукояткой. При этом, что касается расположения и вида органа управления, предпочтительно, чтобы он был выполнен аналогично известным органам управления ручных сверлильных машин и/или аккумуляторных гайковертов. При этом органы управления таких технических средств выполняют другие функции, как, например, изменение крутящего момента или переключение перфоратора с режима вращения на ударный режим.
В общей предпочтительной форме реализации изобретения, предусмотрено, чтобы кулиса размещалась на гильзообразном элементе, охватывающем направляющую поршня. Такой гильзообразный элемент можно легко реализовать механическим путем, что требует совсем не большого установочного пространства. Кроме того, это позволит закрыть осевой зазор между кулисой и органом управления для установки кулисы.
Далее, предпочтительно может быть предусмотрено, что направляющая поршня по мере движения прижима забивающего устройства смещается по оси относительно кулисы. Это позволяет компактно и эффективно изменять стартовое положение элемента поршня. При этом, во время прижима, перед приведением в действие, передняя часть забивающего устройства смещается на определенный ход, что вызывает взаимодействие направляющей поршня, поршневого элемента и кулисы. В качестве альтернативы или дополнения можно рассматривать возможность установки стартового положения поршневого элемента также и процессе перезарядки, т.е. после забивания.
Простая и эффективная реализация изобретения возможна за счет того, что поршневой элемент содержит упор, которым поршневой элемент при установке его стартового положения упирается непосредственно в положение упора на кулисе. Это позволяет до минимума сократить количество элементов конструкции.
Другие признаки и преимущества изобретения вытекают из представленного примера исполнения конструкции, а также зависимых пунктов формулы изобретения. Ниже дано описание предпочтительного варианта реализации изобретения с подробными разъяснениями посредством прилагаемых чертежей.
Фиг. 1 вид сбоку забивающего устройства согласно настоящему изобретению.
Фиг. 2 вид сверху забивающего устройства, представленного на Фиг. 1.
Фиг. 3 пространственный вид в разрезе внутренней части забивающего устройства, изображенного на Фиг. 1, причем устройство не установлено на место (основу).
Фиг. 4 вид с Фиг. 3, причем устройство установлено на место (основу) и энергия забивания выставлена на максимальный уровень.
Фиг. 5 вид с Фиг. 4, причем энергия забивания уменьшена на две ступени.
Фиг. 6 пространственный вид кулисы, размещенной на гильзообразном элементе устройства, изображенного на Фиг. 3.
Фиг. 7 другой пространственный вид в разрезе внутренней части забивающего устройства, изображенного на Фиг. 1.
Забивающее устройство, согласно настоящему изобретению, содержит корпус ручного устройства 1, в котором размещен поршневой элемент в виде поршня 2. Задняя поверхность поршня 2 ограничивает камеру сгорания 3, в которой расширяются газы пиротехнического заряда, придавая ускорение поршню 2.
Приведенный посредством кинетической энергии в движение поршень 2 концевым толкателем (не показан) воздействует на крепежный элемент, в результате чего происходит забивание его в деталь.
В данном случае заряд заключен в зарядную гильзу с оболочкой из металлического листа. Зарядная гильза оснащена ударным (контактным) взрывателем и перед воспламенением с помощью соответствующего механизма подается в гнездо зарядной гильзы 4. Зарядная гильза и гнездо зарядной гильзы 4 выполнены с вращательной симметрией вокруг центральной оси А. К тому же, представленная в приведенных примерах центральная ось А является одновременно как центральной осью камеры сгорания 3, так и центральной осью поршневого элемента 2.
Камера сгорания 3 вместе с гнездом зарядной гильзы 4 является составной частью направляющей поршня 5. Направляющая поршня 5 выполнена как конструктивный элемент корпуса 1 забивающего устройства, с возможностью линейного перемещения вдоль оси. В свою очередь, поршневой элемент 2 является конструктивным элементом направляющей поршня 5, выполненным с возможностью линейного перемещения вдоль центральной оси А.
Направляющая поршня в ее передней части, в основном, имеет вид полого цилиндра, причем, в стенке направляющей поршня 5 предусмотрена щелевидная прорезь 6, которая начинается в конце области камеры сгорания 3.
Передняя часть 8 соединена с направляющей поршня 5. Посадочное место 7 для крепежного элемента расположено в передней части 8 устройства. В процессе забивания передняя часть 8 устанавливается на заготовку и вдавливается на расстояние хода в направлении, противоположном действию пружинящей силы (см. Фиг. 3). За счет силы вдавливания направляющая поршня 5 вместе с гнездом зарядной гильзы 4 смещаются назад, оказывая давление на механизм запуска 9 и активируя процесс воспламенения в зарядной гильзе.
Поршневой элемент 2 имеет упор, выполненный в виде выступающей вбок цапфы 2а, которая перемещается по щелевидной прорези 6 направляющей поршня 5. Цапфа 2а выступает за наружную стенку направляющей поршня 5 и может быть установлена в несколько положений упора на кулисе 10. Таким образом, при изменении положения упора, осуществляется установка поршня в направляющей поршня 5 для момента поджига заряда. Крайнее заднее положение поршневого элемента (см. Фиг. 4) соответствует максимальной энергии забивания. Представленное на чертеже положение (см. Фиг. 5, произведена перестановка на 2 ступени) соответствует уменьшенной энергии забивания.
Сравнивая изображения на Фиг. 3 (устройство не установлено на место) и Фиг 4 и, соответственно, Фиг. 5 (устройство установлено на место) можно определить, что на начальном этапе, после движения перезарядки/движения возврата поршневой элемент 2 занимает крайнее заднее положение в направляющей поршня 5. Дальнейшее смещение направляющей поршня 5 назад возможно только при ходе Н посадки, причем сам поршневой элемент 2 с момента прямого контакта цапфы 2а с кулисой 10 остается в осевом положении.
Кулиса 10 выполнена в задней области гильзообразного элемента 11 и имеет форму лестницы, изогнутой по окружности вокруг центральной оси. Некоторые ступени, или, соответственно, положения упора 10а неодинаковы по высоте в осевом направлении. Они предназначены только для линеаризации установочной шкалы энергии забивания.
Гильзообразный элемент 11 охватывает направляющую поршня 5 и может как вращаться относительно нее, так и перемещаться в осевом направлении. В передней части гильзообразного элемента 11 располагаются две щелевидные канавки 11а, направленные вдоль оси, посредством которых обеспечивается гребенчатое соединение с ползунками 12а органа управления.
Орган управления 12, в данном случае, представляет собой кольцеобразную гильзу, выполненную с возможностью вращения, которая, по существу, расположена концентрически вокруг центральной оси А в передней области корпуса 1 забивающего устройства. Закрепленный на корпусе, неподвижный в осевом направлении элемент обслуживания 12 имеет шкалу, по которой при вращении элемента обслуживания задаются настроечные параметры. Гильзообразный элемент 11 с кулисой 10 соединены с органом управления 12 посредством ползунков 12а, входящих в щелевые прорези 11а, без возможности вращения, но с возможностью перемещения по оси. В свою очередь, ползунки 12а и щелевые прорези 11а образуют средство принудительного управления для соединения органа управления 12 с кулисой 10. Таким образом, кулиса 10, гильзообразный элемент 11 и орган управления 12 вместе образуют исполнительный механизм для регулировки энергии забивания устройства.
При подготовке следующего процесса забивания желаемая энергия забивания устанавливается как промаркированная на органе управления ступень энергии посредством вращения гильзы 12. Это действие, реализуемое при помощи описанной выше механической системы принудительного управления, обеспечивает заданное позиционирование кулисы 10 в направлении по окружности относительно цапфы 2а поршневого элемента 2.
Непосредственное относительное позиционирование поршневого элемента 2 в направляющей поршня 5 производится, как было описано выше, в момент установки [на место; основу] забивающего устройства с соответствующим прижиманием на ход Н. При этом гильзообразный элемент 11 вместе с кулисой 10 упирается в задний ограничитель 13, неподвижный относительно корпуса 1. В данном случае ограничитель 13 выполнен в виде штифта. Наличие заднего осевого ограничителя является необходимым для гильзообразного элемента 11, или, соответственно для кулисы 10, так как в данном случае кулиса 10 выполнена с возможностью перемещения в осевом направлении относительно корпуса 1.
Исполнение установки поршня согласно настоящему изобретения посредством выполненной с возможностью настройки кулисы не ограничивается представленным выше примером исполнения. Так, например, альтернативно можно предложить конструкцию, при которой установка поршня осуществляется не в начале процесса установки [на место], а уже в процессе перезарядки.