[发明专利]用于把紧固钉打入工件表面的装置及所用工具和紧固钉

说明书

发明的领域

本发明涉及自带动力的紧固件或紧固钉及把它的打入诸如混凝土或结构钢之类硬固体结构物中的装置。更详细地说，本发明涉及一种非自由飞行的低速自带动力紧固钉装置，它包括带有可快速燃烧与消耗材料的炸药的自带动力的紧固钉，它与机具有一起提供一个作用于带动力紧固钉的燃烧室或引爆室，结果是形成带动力紧固钉的高比功率并基本用完所有炸药。

发明的背景

本发明涉及把紧固钉打入诸如混凝土天花板与地板、混凝土柱与例如工字梁等钢结构件等硬结构物中。在打入这种紧固钉时，其施工区域有时是由现存结构与设备所限定的。这就使得安装该紧固钉的位置是难于接近或受限制的。对于天花板情况更是如此，在那里经常需要利用长杆使驱动机具到位。这些情况经常综合在一起，就像本领域中所公知的，在悬挂天花板的场合就需要大量安装紧固钉，于是就着手在不牺牲安全性的情况下改进其工作效率。已然在使用各种爆炸、引爆、点火或燃烧剂来把紧固钉打入这些结构中。

在现有技术中，已然使用各种形式的装置，这些装置的特征是低速(以低于约300英寸/秒的速度发射紧固钉)、中速(以300-500英尺/秒的速度发射紧固钉)、高速(以大于500英尺/秒的速度发射紧固钉)装置，以及非投射(零投射)装置。除了非投射装置的所有装置的特征都是发射式的，因为紧固钉能自由飞行，这些装置有类似于使用枪支那样的安全方面的担心，然而已在把紧固钉嵌入特硬结构物中找到了应用，在那里希望紧固钉有相当大的穿入深度。

非投射装置不会使紧固钉自由飞行，这些装置不大像枪支，而往往需要化去足够的功率以获得在目标结构中的所需的夹持深度。装置的这种第二型式的共同特征是利用现存结构物或工作表面作为使炸药发火的必要的先决条件。这通常是用提供一个有其中装有炸药或弹壳的孔的燃烧室结构和紧固钉而达到的。该紧固钉自燃烧室伸出并与工作表面接触。当使燃烧室朝向工件表面，把紧固钉朝着弹壳向里插入，将其用作点火栓以引爆或触发弹仓中的炸药。结果是触发炸药所产生的压缩燃气迫使紧固钉从燃烧室进入目标结构物的工件表面。于是，由于工件表面、燃烧室、炸药和紧固钉的相互配合，并把紧固钉作为发火栓来使用，就提供了一种相当安全的非投射或者非自由飞行的装置。遗憾的是，在这种现有技术的各装置中，其所获得的功率以及由此而得到的紧固钉穿入目标结构物的程度是有限的。

授给Clumb的美国专利No.3,797,721的机具是这种用于驱动爆炸致动或自带动力的紧固钉的非投射机具的一个例子。该专利公开了一种用于把所钉的紧固钉定位有带孔的燃烧室的机具，孔在喷口处有台肩成阶梯状，以支承一个与紧固钉摩擦配合并沿其滑动的导向垫圈，为支承可爆装药弹的周缘而设置第二台肩，封闭的气体膨胀室包围着燃烧室并通过许多向外开口的截锥形通道与喷口相通，工作时把可爆装药弹装入孔中。然后，把紧固钉放入孔的喷口内。借助于使紧固钉的尖端面向工件表面并且朝该工件表面撞击机具端部或撞击紧固钉，使紧固钉在孔中向可爆装药弹滑动，以其作为点火栓引爆炸药，从而迫使紧固钉进入工件表面之中。

相似地，授与Helderman等人的美国专利US3,172,123公开了一个装置，在其中，把弹簧加载的燃烧室强制推向工件表面，以迫使紧固钉向内进入燃烧室的孔中并以其作为发火栓来触发位于紧固钉端头处的装药。

在Clumb的专利US4,899,919中公开了一种自带动力的紧固钉装置，该专利也公开了一种工具，在其中，紧固钉被强制抵在工具燃烧室内侧突出部上，并用该紧固钉作为发火栓来触发装药，紧固钉的头部有药丸状推进炸药，在Hsu的专利US3,559,772中也示出一种类似的紧固钉，其中，炸药丸是装在推进销的头部的。

炸药所用的材料已包含了各种形式的硝化纤维，使用这种炸药的例子已公开在Clamb的’919和Hsu的’272专利中，也公开在Hsu的专利US3,648,616的多级装药和Kvavle的无壳体弹的专利US3,398,684中了。

在现有技术中还建议在紧固钉上安装悬挂夹。授予Heldermau的美国专利US3,665,583和3,805,472都提出了一种紧固钉和悬挂夹结构，它包括一个适于在动力致动工具上夹持悬挂夹的保持凸缘，以便借助于用工具打入的紧固钉销柱而把夹子固定到天花板上，使夹子变平以形成燃烧室喷口，并有孔以与紧固钉销柱相配，还公开了一种与Clumb′721号专利中所公开内容相似的工具。

发明的综述