CN208289826U - 以气弹簧为动力的紧固件驱动器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种以气弹簧为动力的紧固件驱动器，包括气缸、位于气缸内的可移动活塞、附接到活塞并可在预备位置和驱动位置之间移动的驱动器叶片、可操作将驱动器叶片从驱动位置移动到预备位置的升降器、用于向升降器提供扭矩的传动装置、允许在单一旋转方向上将扭矩传递到传动装置的输出轴的第一离合器机构以及限制传递到传动装置输出轴和升降器的扭矩量的第二离合器机构。

Description

以气弹簧为动力的紧固件驱动器

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年2月6日递交的申请号为62/113,050的共同待决的美国临时专利申请的优先权，以及于2015年10月13日递交的申请号为62/240,801的共同待决的美国临时专利申请的优先权，以及于2016年1月15日递交的申请号为62/279,408的美共同待决的国临时专利申请的优先权，其全部内容通过引用并入本申请。

技术领域

本实用新型涉及动力的紧固件驱动器，更具体地涉及以气弹簧为动力的紧固件驱动器。

背景技术

在本领域中已知有用于将紧固件(例如，钉子、大头钉、钉书钉等)驱动进入工件中的各种紧固件驱动器。这些紧固件驱动器利用本领域已知的各种手段(例如由空气压缩机产生的压缩空气、电能、飞轮机构等)进行操作，但通常这些设计受到功率、尺寸和成本约束。

实用新型内容

本实用新型在一个方面提供了一种以气弹簧为动力的紧固件驱动器，其包括气缸、位于气缸内的可移动活塞、附接到活塞并与其一起在预备位置和驱动位置之间可移动的驱动器叶片、可操作将驱动器叶片从驱动位置移动到预备位置的升降器、用于向升降器提供扭矩的传动装置、允许在单一旋转方向上将扭矩传递到传动装置的输出轴的第一离合器机构以及限制传递到传动装置输出轴和升降器的扭矩量的第二离合器机构。

本实用新型在另一方面提供了一种以气弹簧为动力的紧固件驱动器，其包括气缸、位于气缸内的可移动活塞、附接到活塞并与其一起在预备位置和驱动位置之间可移动的驱动器叶片、可操作将驱动器叶片从驱动位置移动到预备位置的升降器、用于向升降器提供扭矩的传动装置以及包括气缸支撑部分的壳体，其中气缸至少部分地位于气缸支撑部分中，以及传动装置壳体部分，其中传动装置至少部分地位于传动装置壳体部分中。气缸支撑部分与传动装置壳体部分一体成型为单一工件。

本实用新型在另一方面提供了一种以气弹簧为动力的紧固件驱动器，其包括气缸、位于气缸内的可移动活塞、附接到活塞并与其一起在预备位置和驱动位置之间可移动的驱动器叶片、以及可操作将驱动器叶片从驱动位置移动到预备位置的升降器。升降器包括可与驱动器叶片接合的多个销和位于至少一个销上的轴承。

本实用新型在另一方面提供了一种以气弹簧为动力的紧固件驱动器，其包括气缸、位于气缸内的可移动活塞、附接到活塞并与其一起在预备位置和驱动位置之间可移动的驱动器叶片、可操作将驱动器叶片从驱动位置移动到预备位置的升降器以及在闩锁状态和释放状态之间可移动的闩锁组件，在闩锁状态下驱动器叶片被保持在预备位置以克服偏置力，以及在释放状态下驱动器叶片被允许由偏置力驱动从预备位置驱动到驱动位置。闩锁组件包括闩锁、螺线管以及用于当从闩锁状态转换到释放状态时将闩锁移动脱离与驱动器刀片的接合的联动装置。联动装置具有可枢转地耦接到螺线管的第一端和位于闩锁中形成的槽内的第二端，其中联动装置的第二端在槽内的运动导致闩锁旋转。

在另一方面，本实用新型提供了一种以气弹簧为动力的紧固件驱动器，其包括气缸、位于气缸内的可移动活塞、附接到活塞并可在预备位置和驱动位置之间移动的驱动器叶片、位于活塞下方的用于将活塞停止在驱动位置的缓冲器，以及位于活塞和缓冲器之间的垫圈。垫圈包括活塞撞击的圆顶部分和围绕圆顶部分的平坦环形部分。

本实用新型在另一方面提供了一种以气弹簧为动力的紧固件驱动器，其包括气缸、位于气缸内的可移动活塞、附接到活塞并可在预备位置和驱动位置之间移动的驱动器叶片，该驱动器叶片包括沿着其长度的多个开口、可操作将驱动器叶片从驱动位置移动到预备位置的升降器、以及在闩锁状态和释放状态之间可移动的闩锁，在闩锁状态下闩锁被容纳在驱动器叶片的一个开口中，以用于将驱动器叶片保持在预备位置以克服偏置力，以及在释放状态下驱动器叶片被允许由偏置力驱动从预备位置驱动到驱动位置。驱动器叶片还包括与每个开口相邻的斜面，以便于闩锁进入每个开口。

通参考以下详细描述和附图，本实用新型的其它特征和方面将变得显而易见。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的以气弹簧为动力的紧固件驱动器的透视图。

图2是图1的以气弹簧为动力的紧固件驱动器的局部剖视图。

图3是图1的以气弹簧为动力的紧固件驱动器的另一局部剖视图。

图4是图1的以气弹簧为动力的紧固件驱动器的放大局部主视图，为了清楚起见，部分被移除。

图5是图1的以气弹簧为动力的紧固件驱动器的放大局部主视图，为了清楚起见，部分被移除。

图6是图1的以气弹簧为动力的紧固件驱动器的升降器的透视图。

图6A是根据本实用新型的另一实施例的用于以气弹簧为动力的紧固件驱动器的升降器的透视图。

图7是图1的以气弹簧为动力的紧固件驱动器的闩锁组件的后透视图。

图8A是图7的闩锁组件的放大局部主视图，示出了处于释放状态的闩锁组件的闩锁。

图8B是图7的闩锁组件的放大局部主视图，示出了处于锁定状态的闩锁组件的闩锁。

图9是沿着图1所示的线9-9截取的图1的以气弹簧为动力的紧固件驱动器的横截面图，示出了传动装置，升降器和连接传动装置和升降器的传动装置输出轴。

图10是图9的传动装置的二级分解图，示出了单向离合器机构和扭矩限制离合器机构。

图11是图9的传动装置的第一级分解图，示出了单向离合器机构。

图12是图9的传动装置的第一级端视图，示出了单向离合器机构。

图13是沿着图5的线13-13截取的图1的以气弹簧为动力的紧固件驱动器的横截面图，示出了处于预备位置的驱动器叶片。

图14是沿着图5的线13-13截取的图1的以气弹簧为动力的紧固件驱动器的横截面图，示出处于释放状态的闩锁。

图15是沿着图5的线13-13截取的图1的以气弹簧为动力的紧固件驱动器的横截面图，示出了处于驱动位置的驱动器叶片。

图16是沿着图5的线13-13截取的图1的以气弹簧为动力的紧固件驱动器的横截面图，示出了升降器将驱动器叶片朝预备位置移动。

图17是图17的放大横截面图，示出了图1的以气弹簧为动力的紧固件驱动器中的缓冲器和垫圈。

在详细说明本实用新型的任何实施例之前，应当理解，本实用新型在其应用上不限于以下描述中阐述或在以下附图中示出的构造的细节和组件的布置。本实用新型能够具有其他实施例并且能够以各种方式被实践或执行。此外，应当理解，本文所用的措辞和术语是为了描述的目的，而不应被视为限制。

具体实施方式

参考图1-3，以气弹簧为动力的紧固件驱动器10可操作以将保持在料盒14内的紧固件(例如钉子、大头钉、钉书钉等)驱动进入工件中。紧固件驱动器10包括气缸18和位于气缸18内的可移动活塞22(图13)。参考图13，紧固件驱动器10还包括附接到活塞22并与其一起可移动的驱动器叶片26。紧固件驱动器10不需要外部气压源，而是包括与气缸18流体连通的加压气体的存储室气缸30。在所示实施例中，气缸18和可移动活塞22位于存储室气缸30中。参考图2，驱动器10还包括耦接到存储室气缸30的填充阀34。当与压缩气体源连接时，如果发生泄漏事件，则填充阀34允许存储室气缸30被压缩气体重新填充。例如，填充阀34可以被配置为施拉德阀。

参考图13，气缸18和驱动器叶片26限定驱动轴38，并且在驱动循环期间，驱动器叶片26和活塞22在预备位置(即，上死点；参见图13)和驱动位置(即，下死点；参见图15)之间可移动。紧固件驱动器10还包括升降组件42，其由电动机46(图9)驱动，并且其可操作以将驱动器叶片26从驱动位置移动到预备位置。

在操作中，升降组件42通过给电动机46通电而将活塞22和驱动器叶片26驱动到预备位置。当活塞22和驱动器叶片26被驱动到预备位置时，活塞22上方的气体和存储室气缸30内的气体被压缩。一旦处于预备位置，活塞22和驱动器叶片26被保持就位，直到用户激活触发器48才能被释放。当释放时，活塞22上方和存储室30内的压缩气体将活塞22和驱动器叶片26驱动到驱动位置，从而将紧固件驱动进入工件中。所示出的紧固件驱动器10因此利用升降组件42和活塞22进行气弹簧原理的操作，以进一步压缩气缸18和存储室气缸30内的气体。关于紧固件驱动器10的结构和操作的进一步细节被提供如下。

参考图2和图3，驱动器10包括壳体50，壳体50具有气缸支撑部分54，存储室气缸30至少部分地位于其中，以及传动装置壳体部分58，传动装置62至少部分地位于该壳体部分58中。在所示实施例中，气缸支撑部分54与传动装置壳体部分58一体成型为单一工件(例如，使用铸造或模制工艺，取决于所使用的材料)。如下面进一步详细描述的那样，传动装置62是升降组件42的一个部件，其将驱动器叶片26从驱动位置提升到预备位置。参考图9，电动机46也是升降组件42的部件，并且被耦接到传动装置壳体部分58，以在被激活时向传动装置62提供扭矩。电池66(图1)被电连接到电动机46，用于向电动机46提供电力。在备选实施例中，驱动器可以由AC电压输入(即，从壁装电源插座)或替代直流电压输入(即，直流电源支持)。

参考图9，传动装置62包括输入端70(即，电动机输出轴)，并且包括延伸到升降器78的输出轴74，其可操作以将驱动器叶片26从驱动位置移动到预备位置，如下面更详细地解释。换句话说，传动装置62从电动机46向升降器78提供扭矩。传动装置62被配置为具有第一和第二行星级82、86的行星传动装置。在备选实施例中，传动装置可以是单级行星齿轮传动装置，或包括任何数量的行星级的多级行星传动装置。

参考图9和11，第一行星级86包括环形齿轮90、行星架94、中心齿轮98和耦接到行星架94的多个行星齿轮102，以便与其相对转动。中心齿轮98驱动地耦接到电动机输出轴70并与行星齿轮102啮合。环形齿轮90包括圆柱形内周部分106和与圆筒形内周部分106相邻的齿形内周部分110。在图示的实施例中，第一行星级82中的环形齿轮90被固定在传动装置壳体部分58上从而防止其相对于传动装置壳体部分58旋转。多个行星齿轮102被可旋转地支撑在行星架94上并且与齿形内周部分110可接合(即，啮合)。

参考图10-12，驱动器10还包括合并在传动装置62中的单向离合器机构114。更具体地，单向离合器机构114包括行星架94，其也是第一行星级82中的部件。单向离合器机构114允许以单一(即，第一)旋转方向(即，从图10和图12的参考系的逆时针方向)将扭矩传递到传动装置62的输出轴74，但是响应于以相对的第二旋转方向(例如，从图10和12的参考系的顺时针方向)在传动装置62的输出轴74上施加扭矩，以防止电动机46被反向驱动。在所示实施例中，单向离合器机构114与传动装置62的第一行星级82合并。在备选实施例中，例如，单向离合器机构114可以被合并到第二行星级86中。

继续参考图10和11，单向离合器机构114还包括限定在行星架94的外周122上的多个突缘118。另外，单向离合器机构114包括多个可与相应突缘118接合的滚动元件126，以及与每个突缘118相邻的斜面130，滚动元件126可沿其移动。当滚动元件126从相应的突缘118进一步移动时，每个斜面130以使得滚动元件126更远离行星架94的旋转轴134(图11)的方式倾斜。参考图11，单向离合器机构114的行星架94处于与传动装置62相同的行星级如环形齿轮90(即，第一行星级82)。响应于传动装置输出轴74在第二旋转方向上的应用或扭矩，滚动元件126可与环形齿轮90的圆柱形内周部分106接合(即，如滚动元件126沿斜面130移动远离相应的突缘118)。

在单向离合器机构114的操作中，滚动元件126在传动装置输出轴74的第一旋转方向(即，从图10和图12的参考系的逆时针方向)上被保持与相应的突缘118接合。然而，响应于以相反的第二旋转方向(即，从图10的参考系的顺时针方向)在传动装置输出轴74上施加扭矩，滚动元件126移动离开相应的突缘118。更具体地，当传动装置输出轴74在第二旋转方向上少量旋转(例如1度)时，滚动元件126沿着斜面130滚离相应的突缘118，并且将圆柱形内周部分106结合在环形齿轮90上，从而防止传动装置输出轴74在第二旋转方向上进一步旋转。换句话说，单向离合器机构114防止传动装置62向电动机46施加扭矩，响应于以相反的第二旋转方向在传动装置输出轴74上施加扭矩，否则可能会反向驱动或使电动机46沿相反方向旋转。单向离合器机构114还防止当驱动器叶片26被保持在预备位置时由传动装置62反向驱动电动机46，如下面进一步解释。

参考图9和图10，第二行星级86包括环形齿轮138、行星架142以及耦接到行星架142的多个行星齿轮146，以便与其相对转动。作为单向离合器机构114的一部分的行星架94还包括与行星齿轮146啮合的输出小齿轮150，行星齿轮146又可旋转地被支撑在第二行星级86的行星架142上并且与环形齿轮138的齿形内周部分154啮合。与第一行星级82的环形齿轮90不同，第二行星级86的环形齿轮138可相对于传动装置壳体部分58选择性地旋转。

驱动器10还包括合并在传动装置62中的扭矩限制离合器机构158。更具体地，扭矩限制离合器机构158包括也是第二行星级86的部件的环形齿轮138。扭矩限制离合器机构158限制传递到传动装置输出轴74和升降器78的扭矩量。在图示的实施例中，扭矩限制离合器机构158与传动装置62的第二行星级86(即最后的行星传动装置级)合并，并且单向和扭矩限制离合器机构114、158是同轴的(即，与旋转轴134对准)。

继续参考图9和10，扭矩限制离合器机构158的环形齿轮138包括环形前端162，其具有限定在其上的多个突缘166。扭矩限制离合器机构158还包括多个止动构件170，其被支撑在固定到传动装置壳体部分58的轴环174内。止动构件170可与相应的突缘166接合以抑制环形齿轮138的旋转，并且扭矩限制离合器机构158还包括多个弹簧178，用于将止动构件170朝向环形齿轮138的环形前端162偏置。响应于施加到传动装置输出轴74上的作用扭矩高于预定阈值，来自电动机46的扭矩从传动装置输出轴74转向环形齿轮138，使得环形齿轮138旋转，并且使得止动构件170在突缘166上滑动。如下面更详细地描述，当驱动器叶片26被保持在预备位置时，通过输出轴74施加到传动装置62的作用扭矩不足以使扭矩限制离合器机构158以这种方式滑动。

参考图4-6和9，作为升降组件42的部件，升降器78被耦接以与传动装置输出轴74共同旋转，传动装置输出轴74又以花键配合布置被耦接以与第二级行星架142共同旋转(图10)。升降器78包括具有由多个轴向延伸的花键190(图6)限定的孔186的轮毂182。传动装置输出轴74包括形成在其外周上的对应花键，其将花键190接合在升降器轮毂182的孔186中。可以在传动装置输出轴74和/或升降器78上形成一个或多个对准特征以限制升降器78以单一方向组装在传动装置输出轴74上。继续参考图6，升降器78包括从其背面198延伸的三个销194，其布置成不对称地围绕轮毂182。销194可以与驱动器叶片26顺序地接合以将驱动器叶片26从驱动位置(图15)提升到预备位置(图13)。在所示实施例中，轴承202(图6)位于一个销194的上方，以便于在启动周期开始期间与驱动器叶片26脱离接合，如下文更详细的描述。升降器78还包括将轮毂182与一个或多个销194互连的多个连结板206，从而在结构上加强销194。

参考图5，驱动器叶片26包括沿其长度的齿210，并且当将驱动器叶片26从驱动位置返回到预备位置时，销194和/或相应的轴承202可与齿210接合。因为轴承202能够相对于相应的销194旋转，所以当升降器78将驱动器叶片26从驱动位置移动到预备位置时，轴承202和齿210之间的滑动运动被抑制。结果，减少了可能由销194和齿210之间的滑动运动引起的齿210上的摩擦和伴随的磨损。驱动器叶片26还包括形成在与齿210相对一侧上的轴向间隔开的开口212，其目的在下面描述。

参考图6A，示出了根据本实用新型的备选实施例的替代升降器78a。升降器78a类似于升降机78，并且在本实用新型的一些实施例中旨在代替升降组件42中的升降器78。升降器78a包括具有由多个轴向延伸的花键190a限定的孔186a的轮毂182a。传动装置输出轴74包括形成在其外周上的对应的花键，其将花键190接结合在升降器轮毂182a的孔186a中。升降器78a还包括从其背面198a延伸的围绕轮毂182a不对称布置的三个销194a。轴承202a位于每个销194a的上方以便与驱动器叶片26脱离接合。如上所述，由于每个轴承202a相对于被支撑在其上的销194a可旋转，因此每个销194a以及对应的齿210的后续磨损减小。

参考图5和图7，驱动器10还包括具有用于将驱动器叶片26有选择地保持在预备位置的棘爪或闩锁218的闩锁组件214，以及用于将闩锁218从驱动器叶片26释放的螺线管222。换句话说，闩锁组件214可以在闩锁状态(图8B和图13)和释放状态(图8A和图14)之间移动，其中在闩锁状态时驱动器叶片26克服偏置力(即，存储室30中的加压气体)被保持在预备位置，并且其中在释放状态时驱动器叶片26被允许通过偏置力从预备位置驱动到驱动位置的。特别地，闩锁218包括由壳体50围绕闩锁轴230和形成在其中的细长槽234可旋转地支撑的整体轴226(图8A和8B)。

参考图7，闩锁组件214还包括由壳体50可枢转地支撑的联动装置238，其用于当从闩锁状态(图8B)过渡到释放状态时(图8A)，使闩锁218与驱动器叶片26脱离接合。联动装置238包括可枢转地耦接到螺线管222的第一端242(图7)和位于闩锁218中的槽234内的第二端246(图8A和8B)。联动装置238的第二端246在槽234内的运动导致闩锁218旋转。当螺线管222通电时，螺线管222的柱塞沿着螺线管轴250(图7)缩回，导致联动装置238相对于壳体50围绕联动装置轴254枢转。当联动装置238枢转时，联动装置238的第二端246在闩锁218中的槽234内移动并且抵靠在限定槽234的闩锁218的内壁258上。联动装置238的第二端246在槽234内的连续运动导致闩锁218围绕闩锁轴230沿着图8A参考系的顺时针方向旋转，从而将闩锁218与驱动器叶片26(图8A)脱离接合。换句话说，闩锁218从驱动器叶片26中的一个轴向间隔的开口212被移除，从而结束过渡到释放状态。当螺线管222断电时，螺线管222内的内部弹簧偏置使得螺线管222的柱塞沿着螺线管轴250延伸，使得联动装置238沿着联动装置轴254以相反方向枢转。当联动装置238枢转时，联动装置238的第二端246在闩锁218中的槽234内移动并且抵靠在限定槽234的闩锁218的相对内壁259上。联动装置238的第二端246在槽234内的连续运动导致闩锁218重新接合驱动器叶片26和/或重新***到驱动器叶片26中的开口212之一内，从而结束如图8B所示的过渡到闩锁状态。在备选实施例中，可以使用一个或多个弹簧来单独地偏置联动装置238和/或闩锁218以帮助螺线管22内的内部弹簧偏置将闩锁组件返回到闩锁状态。

换句话说，闩锁218可以在闩锁位置(与图8B所示的闩锁组件214的闩锁状态一致)和释放位置(与图8A所示的闩锁组件214的释放状态一致)之间移动，在闩锁位置中闩锁218被容纳在驱动器叶片26中的一个开口212中，用于克服压缩气体的偏置力而将驱动器叶片26保持在预备位置，在释放位置中驱动器叶片26被允许由压缩气体的偏置力驱动从预备位置驱动到驱动位置的。参考图4，驱动器10包括具有缺口266的转换器262，闩锁218的一部分被容纳在缺口266中。缺口266至少部分地由止动表面270限定，当螺线管222断电时，闩锁218可与该止动表面270相接合，以当返回到闩锁状态时，限制闩锁218可以在如图4的参考系逆时针方向上围绕闩锁轴230旋转的程度。

参考图5和图16，开口212沿着驱动器叶片26的长度定位，并且驱动器叶片26还包括与每个开口212相邻的斜面274，以便于闩锁218进入每个开口212。轴向间隔开的斜面274位于相邻开口212之间，其中斜面274从驱动器叶片26的顶部到底部以横向向外的方向倾斜。换句话说，每个开口212包括在其下方的相邻斜面274，其中斜面274在开口212的横向内端和开口212的横向外端之间延伸。在所示的实施例中，闩锁218还包括可被容纳在任何开口212中的尖端278。在启动周期期间，驱动器叶片26可能由于紧固件被驱动进入工件而引起的阻塞而被卡住或陷入停滞。在这样的阻塞期间，驱动器叶片26可能停在升降器78的销194中没有一个能够重新接合齿210之一的位置，以将驱动器叶片26返回到上死点位置。在这种情况下，斜面274将闩锁218的尖端278引导到闩锁218上方最近的开口212，以确保尖端278在阻塞被清除之后将抓在开口212内，并且驱动器叶片26恢复中断的启动周期(即向下死点位置移动)。一旦闩锁218抓住驱动器叶片28，则齿210被重新定位在适当的位置，以允许升降器78的销194重新接合齿210并将驱动器叶片26返回到上死点位置。因此，能够可靠地阻止驱动器叶片26完成由阻塞中断的驱动周期，并且在阻塞被清除之后立即返回到上死点位置。

参考图13，活塞22包括在最低磨损环286下方具有长度尺寸“L”的裙部282，其足以防止磨损环286离开气缸18的底部开口290，同时活塞22处于与驱动器叶片26的驱动位置一致的下死点位置。驱动器10还包括位于活塞22下方的用于在驱动位置(图15)停止活塞22并吸收来自活塞22的撞击能量的缓冲器294，以及位于活塞22和缓冲器294之间的锥形垫圈298(即具有至少部分锥形外径的垫圈)，当活塞22在到达驱动位置(即下死点)时迅速减速时，将活塞22的撞击力均匀地分布在整个缓冲器294中。

参考图13，缓冲器294被容纳在形成在壳体50中并位于气缸支撑部分54下方的凹槽302内。形成在凹槽302底部中的圆柱形凸起306被容纳在形成在缓冲器294中的切断器310内。特别地，切断器310包括位于圆柱形凸起306上方的部分314和从圆柱形凸起306径向向外的部分318。切断器310相对于驱动器叶片26同轴地对准缓冲器294。在备选实施例中，圆柱形凸起306和切断器310可以补充有用于抑制缓冲器294和凹槽302之间相对旋转的附加结构(例如，滑键与键槽装置)。

锥形垫圈298在缓冲器294的上方并且至少部分地围绕缓冲器294延伸。具体来说，锥形垫圈298包括活塞22撞击的圆顶部分322，围绕圆顶部分322的上部平坦环形部分326，具有逐渐增加的外径(从图13的参考框架的顶部到底部)的锥形部分330和圆柱形部分334。特别地，圆顶部分322位于活塞22和缓冲器294之间，上部平坦部分326在圆顶部分322和锥形部分330之间延伸，锥形部分330在圆柱形部分334和平坦部分326之间延伸，以及圆柱形部分334位于缓冲器294和壳体50之间。在所示实施例中，锥形垫圈298的圆柱形部分334具有名义上小于凹槽302内径的外径，从而将垫圈298在凹槽302内的运动限制到单一自由度(即从图13参考系的平移或者沿垂直方向滑动)。

在驱动器10的操作期间，锥形垫圈298有助于在缓冲器294的整个宽度上分配来自活塞22的撞击力，同时还确保来自活塞22的撞击力被横向地施加在缓冲器294上，这是由于垫圈298的圆柱形部分334将其运动限制在凹槽302内的平移。换句话说，圆柱形部分334防止垫圈298在凹槽302内变得倾斜，否则可能导致施加到缓冲器294的撞击力的不均匀分布。在所示实施例中，锥形垫圈298由塑料或弹性材料制成。

参考图17，圆顶部分322在活塞22和缓冲器294之间提供改进的撞击特性(例如，力的分布、磨损等)。在活塞22和锥形垫圈298之间的初始接触时，活塞22大致沿(圆形)接触线撞击圆顶部分322，作为响应，锥形垫圈298的中部径向向下偏转。随着撞击进行，活塞22和垫圈298之间的接触从线接触转变为面接触关系，确保通过锥形垫圈298和缓冲器294更均匀地分布压力。

参考图13-16，示出并详细说明了驱动器10的启动周期的操作。参考图13示出，在启动周期的开始之前，驱动器叶片26保持在预备位置，而活塞22位于气缸18内的上死点。更具体地说，具有轴承202的升降器78上的特定销194与驱动器叶片26上的最下方轴向间隔开的齿210接合，并且升降器78的旋转位置由单向离合器机构114保持。换句话说，如前所述，当升降器78将驱动器叶片26保持在预备位置时，单向离合器机构114防止电动机46被传动装置62反向驱动。此外，在驱动器叶片26的预备位置中，闩锁218的尖端278被容纳在驱动器叶片26中最下面的开口212内，尽管不一定将驱动器叶片26保持在预备位置。相反，此时的闩锁218提供安全功能，以防止驱动器叶片26在单向离合器机构114失效时被无意地启动。

参考图14，在驱动器10的用户拉动触发器48以开始启动周期时，螺线管222通电以将闩锁218从图14中虚线所示的位置枢转到图14中实线所示的位置，从而从驱动器叶片26中的最下方开口212(限定闩锁组件214的释放状态)移除闩锁218的尖端278。大约在同一时间，电动机46被激活以使传动装置输出轴74和升降器78沿着图14的参考系的逆时针方向旋转，从而将驱动器叶片26向上移动到稍微过预备位置的位置，在驱动器叶片26上具有轴承202接触的最下部的齿210从轴承202滑落之前。因为轴承202可相对于被支撑在其上的销194旋转，所以对销194和齿210的后续磨损减小。此后，活塞22和驱动器叶片26通过气缸18和存储室气缸30中的膨胀气体朝向下推动到驱动位置(图15)。当驱动器叶片26向驱动位置移动时，电动机46保持激活以继续使升降器78逆时针方向旋转。

参考图15，当紧固件被驱动进入工件时，活塞22撞击垫圈298，垫圈298又将撞击力分布在缓冲器294的整个宽度上，以使活塞22和驱动器叶片26快速减速最终将活塞22停止在驱动或下死点位置。

参考图16，在驱动器叶片26到达驱动位置之后不久，升降器78上的销194中的第一个与驱动器叶片26上齿210中的一个接合，并且升降器78的继续逆时针方向旋转将驱动器叶片26和活塞22朝预备(即上死点)位置升高。此后不久，并且在升降器78完成一次旋转之前，螺线管222被断电，从而允许闩锁218将驱动器叶片26和棘轮重新接合进入和离开开口212当驱动器叶片26继续向上位移时(限定闩锁组件214的闩锁状态)。

在升降器78的一个完整旋转发生之后，闩锁218将驱动器叶片26保持在驱动位置和预备位置之间的中间位置，同时升降器78继续逆时针方向旋转(从图16的参考系)直到销194中的第一个与驱动器叶片26上的另一个齿210重新接合。升降器78的继续旋转将驱动器叶片26升高到预备位置，在该位置处，驱动器10准备好另一个启动周期。如果驱动器叶片26在其返回行程(即，由于外部碎片引起的阻碍)中被卡住，则扭矩限制离合器机构158滑动，将扭矩从电动机46转移到第二行星级86中的环形齿轮138并使得环形齿轮138在传动装置壳体部分58内旋转。结果，不会对驱动器叶片26施加过大的力，否则可能导致升降器78和/或驱动器叶片26上的齿210断裂。

在所附权利要求中阐述了本实用新型的各种特征。

Claims (30)

1.一种以气弹簧为动力的紧固件驱动器，其特征在于，该以气弹簧为动力的紧固件驱动器包括：

气缸；

可移动活塞，所述可移动活塞位于所述气缸内；

驱动器叶片，所述驱动器叶片附接到所述活塞并与所述活塞一起在预备位置和驱动位置之间可移动；

升降器，所述升降器可操作以将所述驱动器叶片从所述驱动位置移动到所述预备位置；

传动装置，所述传动装置用于向所述升降器提供扭矩；

第一离合器机构，所述第一离合器机构允许在单一旋转方向上将扭矩传递到所述传动装置的输出轴；以及

第二离合器机构，所述第二离合器机构限制传递到所述传动装置输出轴和所述升降器的扭矩量。

2.如权利要求1所述的以气弹簧为动力的紧固件驱动器，其特征在于，所述第一离合器机构被合并在所述传动装置中。

3.如权利要求1所述的以气弹簧为动力的紧固件驱动器，其特征在于，所述第二离合器机构被合并在所述传动装置中。

4.如权利要求1所述的以气弹簧为动力的紧固件驱动器，其特征在于，所述传动装置是多级行星传动装置。

5.如权利要求4所述的以气弹簧为动力的紧固件驱动器，其特征在于，所述第一离合器机构被并入所述行星传动装置的第一级。

6.如权利要求4所述的以气弹簧为动力的紧固件驱动器，其特征在于，所述第一离合器机构包括行星架，所述行星架也是所述行星传动装置的一个级中的部件。

7.如权利要求6所述的以气弹簧为动力的紧固件驱动器，其特征在于，所述第一离合器机构包括：

多个突缘，所述多个突缘限定在所述行星架外周上，

多个滚动元件，所述多个滚动元件与所述相应的突缘能够接合，以及

斜面，所述斜面与每个所述突缘相邻，所述滚动元件能够沿着所述斜面移动。

8.如权利要求7所述的以气弹簧为动力的紧固件驱动器，其特征在于，当所述滚动元件从所述相应的突缘进一步移动时，每个所述斜面以使所述滚动元件从所述行星架的旋转轴线进一步移位的方式倾斜。

9.如权利要求8所述的以气弹簧为动力的紧固件驱动器，其特征在于，所述滚动元件在所述传动装置输出轴的单一旋转方向上保持与所述相应突缘接合，并且其中响应于以相反的第二旋转方向在所述传动装置输出轴上施加扭矩，所述滚动元件移动远离所述相应的突缘。

10.如权利要求9所述的以气弹簧为动力的紧固件驱动器，其特征在于，所述行星传动装置包括与所述行星架在相同行星级内的环形齿轮，并且其中所述环形齿轮包括圆柱形内周边部分，响应于在所述第二旋转方向上在所述传动装置输出轴上施加扭矩，所述滚动元件能够与所述圆柱形内周边部分接合。

11.如权利要求10所述的以气弹簧为动力的紧固件驱动器，其特征在于，所述滚动元件与所述环形齿轮的圆柱形内周边部分的接合防止所述传动装置输出轴沿所述第二旋转方向进一步旋转。

12.如权利要求10所述的以气弹簧为动力的紧固件驱动器，其特征在于，所述环形齿轮包括齿形内周部分，能够旋转地支撑在所述行星架上的多个行星齿轮能够与所述齿形内周部分接合，并且其中所述齿形内周部分与所述圆柱形内周边部分相邻。

13.如权利要求4所述的以气弹簧为动力的紧固件驱动器，其特征在于，所述第二离合器机构被合并在最后的所述行星传动装置级中。

14.如权利要求4所述的以气弹簧为动力的紧固件驱动器，其特征在于，所述第二离合器机构包括环形齿轮，所述环形齿轮也是所述行星传动装置的一个级中的部件。

15.如权利要求14所述的以气弹簧为动力的紧固件驱动器，其特征在于，所述环形齿轮包括环形前端，所述环形前端具有限定在其上的多个突缘，并且其中所述第二离合器机构还包括能够与所述相应的突缘接合以抑制所述环形齿轮旋转的多个止动构件。

16.如权利要求15所述的以气弹簧为动力的紧固件驱动器，其特征在于，所述第二离合器机构包括至少一个弹簧，所述至少一个弹簧用于将所述止动构件朝向所述环形齿轮的环形前端偏置。

17.如权利要求15所述的以气弹簧为动力的紧固件驱动器，其特征在于，该以气弹簧为动力的紧固件驱动器还包括用于向所述传动装置提供扭矩的电动机，其中，响应于向所述传动装置输出轴施加高于预定阈值的作用扭矩，来自所述电动机的扭矩从所述传动装置输出轴转向所述环形齿轮以使所述环形齿轮旋转，导致所述止动构件在所述突缘上滑动。

18.如权利要求1所述的以气弹簧为动力的紧固件驱动器，其特征在于，该以气弹簧为动力的紧固件驱动器还包括用于向所述传动装置提供扭矩的电动机，其中响应于以相反的第二旋转方向在所述传动装置输出轴上施加扭矩，所述第一离合器机构防止所述传动装置向所述电动机施加扭矩。

19.如权利要求1所述的以气弹簧为动力的紧固件驱动器，其特征在于，所述第一离合器机构和所述第二离合器机构是同轴的。

20.如权利要求1所述的以气弹簧为动力的紧固件驱动器，其特征在于，该以气弹簧为动力的紧固件驱动器还包括：

电动机，所述电动机用于向所述传动装置提供扭矩；以及

电池，所述电池电连接到所述电动机以向所述电动机提供电力。

21.如权利要求1所述的以气弹簧为动力的紧固件驱动器，其特征在于，该以气弹簧为动力的紧固件驱动器还包括壳体，所述壳体包括气缸支撑部分，所述气缸至少部分地位于所述气缸支撑部分中，以及传动装置壳体部分，所述传动装置至少部分地位于所述传动装置壳体部分中，其中所述气缸支撑部分与所述传动装置壳体部分一体成型为单一工件。

22.如权利要求1所述的以气弹簧为动力的紧固件驱动器，其特征在于，所述升降器包括能够与所述驱动器叶片接合的多个销以及位于至少一个所述销上的轴承。

23.如权利要求22所述的以气弹簧为动力的紧固件驱动器，其特征在于，所述升降器包括每个所述销上的轴承。

24.如权利要求23所述的以气弹簧为动力的紧固件驱动器，其特征在于，所述驱动器叶片包括沿其长度的多个齿，并且其中当将所述驱动器叶片从所述驱动位置移动到所述预备位置时，所述相应的销上的所述轴承能够与所述齿接合。

25.如权利要求24所述的以气弹簧为动力的紧固件驱动器，其特征在于，当所述升降器将所述驱动器叶片从所述驱动位置移动到所述预备位置时，在所述轴承和所述齿之间的滑动运动被阻止。

26.如权利要求1所述的以气弹簧为动力的紧固件驱动器，其特征在于，该以气弹簧为动力的紧固件驱动器还包括闩锁组件，所述闩锁组件在闩锁状态和释放状态之间可移动，在所述闩锁状态下，所述驱动器叶片克服偏置力被保持在所述预备位置；以及在所述释放状态下，所述驱动器叶片被允许由所述偏置力驱动从所述预备位置驱动到所述驱动位置。

27.如权利要求26所述的以气弹簧为动力的紧固件驱动器，其特征在于，所述闩锁组件包括：

闩锁，

螺线管，以及

联动装置，所述联动装置用于当从所述闩锁状态转换到所述释放状态时将所述闩锁移动脱离与所述驱动器叶片的接合，所述联动装置具有可枢转地耦接到所述螺线管的第一端和位于所述闩锁中形成的槽内的第二端，以及

其中所述联动装置的第二端在所述槽内的运动导致所述闩锁旋转。

28.如权利要求1所述的以气弹簧为动力的紧固件驱动器，其特征在于，该以气弹簧为动力的紧固件驱动器还包括：

缓冲器，所述缓冲器位于所述活塞下方，用于将所述活塞停止在所述驱动位置；以及

垫圈，所述垫圈位于所述活塞和所述缓冲器之间，所述垫圈包括所述活塞撞击的圆顶部分以及围绕所述圆顶部分的平坦环形部分。

29.如权利要求1所述的以气弹簧为动力的紧固件驱动器，其特征在于，所述驱动器叶片包括沿其长度的多个开口，该以气弹簧为动力的紧固件驱动器还包括闩锁，所述闩锁能够在闩锁位置和释放位置之间移动，在所述闩锁位置中，所述闩锁被容纳在所述驱动器叶片中的一个所述开口中，用于将所述驱动器叶片保持在克服偏置力的所述预备位置；以及在所述释放位置中，所述驱动器叶片由所述偏置力驱动从所述预备位置驱动到所述驱动位置。

30.如权利要求29所述的以气弹簧为动力的紧固件驱动器，其特征在于，其中所述驱动器叶片还包括邻近每个所述开口的斜面，以便于所述闩锁进入每个所述开口。