專利名稱：用于緊固件系統(tǒng)的殼裝固體彈藥丸及其應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及每個被分別并單獨(dú)地裝入緊固件系統(tǒng)的殼裝固體彈藥丸及其應(yīng)用方法。
多年以來，人們使用緊固件系統(tǒng)把諸如緊固件的組件爆發(fā)性地釘入木料、水泥及鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)體。過去數(shù)十年來，種種緊固件系統(tǒng)的發(fā)展與包括爆炸性固體彈藥丸的各式爆炸性動力負(fù)載的設(shè)計具有密不可分的關(guān)系。緊固件被裝入緊固件系統(tǒng)的膛內(nèi)，爆炸性動力負(fù)載在高壓下產(chǎn)生氣體，進(jìn)而推動緊固件穿過膛釘入工件內(nèi)。此等爆炸性動力負(fù)載常常與彈藥相關(guān)，一啟動構(gòu)件撞擊彈藥后便點(diǎn)燃爆炸性動力負(fù)載。
動力負(fù)載設(shè)計的改變基于多個共同因素。動力負(fù)載設(shè)計的發(fā)明人以強(qiáng)化緊固件系統(tǒng)的安全為目的。以往若干緊固件系統(tǒng)偏好使用無殼彈藥。在許多情況下，彈藥被裝在并內(nèi)存儲在一個緊固件系統(tǒng)中的緊固件的空穴中。由于空穴包括底部及四周壁，無殼彈藥被放置在緊固件的空穴的底部及四周壁。在若干實施例中，位于空穴底部的部分彈藥形成一突起且縮小的區(qū)域，該區(qū)域最先被撞針撞擊，以便在突起處摩擦產(chǎn)生熱量，進(jìn)而引發(fā)一連串爆炸。無殼彈藥的另一種形式則是被單獨(dú)地制成彈丸狀。在即將使用前它們才被裝入緊固件系統(tǒng)內(nèi)。自推進(jìn)式緊固件載著彈藥及傳統(tǒng)型沖擊引爆起爆器，在處理時可能具有危險性。例如，起爆器雖利用電力引爆，但被靜電引爆的危險性依然存在。因此，現(xiàn)有自推進(jìn)式緊固件是一種非規(guī)范的設(shè)計，其制造不易，生產(chǎn)成本高昂，至今尚未獲得眾人接受。
人們通過減少安裝的必要步驟企圖簡化及加速緊固件系統(tǒng)的使用。固體彈藥丸的設(shè)計已導(dǎo)致必要零件的減少，故可降低緊固件系統(tǒng)的制造成本。此外，固體彈藥丸的設(shè)計可確保使用者控制緊固件的行進(jìn)距離、速度、功率和緊固件被釘入工件的深度等。由于使用者直接控制，故需就固體彈藥丸稍加改變，以適合重量、外形、長放、寬度、厚度、材料及其他物理和化學(xué)性能不同的緊固件。設(shè)計固體彈藥丸的另一項考慮因素則是減少緊固件系統(tǒng)的操作問題。
例如，過去數(shù)十年來獲得專利的若干發(fā)明都以改進(jìn)動力負(fù)載為目標(biāo)史坦希伯于1993年6月1日申請的美國專利5,215,419論及一爆炸驅(qū)動緊固件組件，該組件包括一個爆炸驅(qū)動針、一個炸藥固態(tài)塊及一個起爆器。爆炸驅(qū)動針有一個圓柱形頭，它限定一個徑向設(shè)置的推動面。固態(tài)炸藥塊在其內(nèi)端粘附于爆炸驅(qū)動針推動面。至少部分固態(tài)炸藥塊的外端部粘附于起爆器，該起爆器優(yōu)選地為一個半導(dǎo)體件或擊穿二極管。
克朗伯于1990年2月13日獲得美國第4,899,919號專利。該專利涉及一種自激的緊固件系統(tǒng)，它包含一緊固件及一爆燃彈藥丸。該緊固件包括一軸部及一頭部。頭部具有一連接于該軸部的表面，以及一遠(yuǎn)離于該軸部的自由表面。爆燃彈藥丸包含一圓柱體，其直徑大致與頭部相同。該圓柱體具有一附加面及一碰撞面，并從頭部軸向延伸，該附加面附加在頭部的自由表面。結(jié)果，緊固件與彈藥丸構(gòu)成一個一體的緊固件組件。
徐于1972年3月14日獲得美國第3,648,616號專利，它涉及一種多階段動力負(fù)載。由導(dǎo)管、圓型底墊及管狀側(cè)壁所構(gòu)成的彈藥筒包括一二階段爆炸物?；鹚幈谎b在緊鄰底墊的管狀側(cè)壁內(nèi)。一單一圓柱形固態(tài)傳爆藥緊鄰火藥但相對于底墊布置，其功能在于壓緊及密封火藥。
徐于1972年2月2日獲得美國第3,559,272號專利，它涉及一種推進(jìn)針，該推進(jìn)針的一端有一個推進(jìn)頂蓋。一個包含裝藥棒的工具用于定位推進(jìn)針，以便一旦以裝藥棒引爆推進(jìn)頂蓋內(nèi)的炸藥，將推進(jìn)針釘入特定一工件表面內(nèi)。
史坦隆于1969年12月23日獲得美國第3,485,170號專利，它涉及一種可膨脹性彈殼彈藥。該彈殼具有兩個開口端及一網(wǎng)狀物，該網(wǎng)狀物封閉緊鄰該二開口端之一的內(nèi)部。一射彈可被置于一開口端；另一開口端則放置彈藥。鄰接彈藥的開口端被一起爆器封閉。一旦彈藥引爆時，彈殼及射彈即被完全射出。
卡維爾于1968年8月27日獲得美國第3,398,684號專利，它涉及一種無殼彈藥筒，該彈藥筒包含一空穴以安置固態(tài)爆炸性彈藥。
上述專利及其他類似發(fā)明已經(jīng)被開發(fā)，其中數(shù)種產(chǎn)品現(xiàn)仍存于市面上?，F(xiàn)今市面上的若干專利及其改進(jìn)一直以改進(jìn)無殼彈藥筒及動力負(fù)載為目標(biāo)。本發(fā)明提供殼裝固體彈藥丸，其涂層看作外殼，它可以單獨(dú)并分別地被安裝于緊固件系統(tǒng)內(nèi)。(除非特別指明，本發(fā)明在論及“外殼”時亦適用于“涂層”)。每一種殼裝固體彈藥丸的種類被設(shè)計成配合指定的緊固件及指定的緊固件系統(tǒng)的特征。此種以殼裝固體彈藥丸配合選定的緊固件及選定的緊固件系統(tǒng)的選擇，容許使用者控制緊固件的行進(jìn)距離、緊固件的速度、緊固件的功率和緊固件被釘入工件內(nèi)的深度等等。
本發(fā)明的主要目的在于設(shè)計一種固體彈藥丸，以相同的彈藥量與現(xiàn)有的動力負(fù)載相較，由于其較高壓力，該固體彈藥丸以較高速度把緊固件推出緊固件系統(tǒng)之外，結(jié)果是，不但節(jié)約能量，而且可提高緊固件系統(tǒng)的操作效率。
本發(fā)明另一目的在于設(shè)計一種固體彈藥丸以確保使用者控制具有已限定重量、外形、長度、寬度、厚度、材料及其它物理化學(xué)特性的各式緊固件的行進(jìn)距離、速度、功率以及緊固件被釘入工件內(nèi)的深度。
本發(fā)明的又一目的在于設(shè)計一種固體彈藥丸，以便簡易地、分開地、方便地及安全地作為一獨(dú)立物品加以運(yùn)送、處理及使用。
本發(fā)明的其他目的在于設(shè)計一種固體彈藥丸，與現(xiàn)有動力負(fù)載相比較，通過由具有較少所需部件數(shù)目及增加應(yīng)用范圍，可降低固體彈藥丸與緊固件系統(tǒng)的制造成本。
此外，本發(fā)明的另一目的在于設(shè)計一種固體彈藥丸，通過由減少或改變現(xiàn)有緊固件系統(tǒng)的安裝、引爆的必要步驟及組成，進(jìn)而簡化及加速緊固件系統(tǒng)的使用。
再者，本發(fā)明的又一目的在于設(shè)計一種固體彈藥丸，其使所包含彈藥與外界周圍環(huán)境隔絕，并提供一種熱屏障以避免意外引爆。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種固體彈藥丸，其彈藥被包含在輕塑性材料的殼體內(nèi)，故固體彈藥丸的重量與彈藥的重量大致相同。
本發(fā)明的最終目的則在設(shè)計一種固體彈藥丸，在緊固件系統(tǒng)與固體彈藥丸并用時，它能增加其安全性，并減少操作困難。
本發(fā)明的其他目的及優(yōu)點(diǎn)部分地將于下列敘述中詳細(xì)說明，部分地可由該敘述而顯而易見或從使用本發(fā)明而獲知。
本發(fā)明提供一種固體彈藥丸，其包含殼裝彈藥。一般而言，固體彈藥丸包含一外殼，該外殼具有一前端、一開口的后端，及一連接該開口的后端與前端的管狀側(cè)壁；一基座，該基座位于開口的后端與前端之間，并包括一前表面及一后表面，基座具有位于基座后表面中央部分并面向開口后端的一突起部分；以及一彈藥塊，該彈藥塊被放置并平衡居中地位于所述基座突起部分上及基座下方。彈藥塊與基座間保留有少量空間，以容許空氣從兩者間通過。
在此也提出一種固體彈藥丸的應(yīng)用方法，該固體彈藥丸被裝載一緊固件，以便通過利用一緊固件系統(tǒng)將所述緊固件釘入一工件內(nèi)。此裝載緊固件的固體彈藥丸被放入緊固件系統(tǒng)內(nèi)，緊固件一側(cè)被調(diào)整靠在固體彈藥丸上，另一側(cè)側(cè)靠在工件上。固體彈藥丸在緊固件系統(tǒng)內(nèi)被撞擊以提供足夠摩擦，進(jìn)而促使彈藥引爆或爆燃，導(dǎo)致緊固件被射出緊固件系統(tǒng)外，并且固體彈藥丸可輕易地一體被移走。
應(yīng)理解的是，本發(fā)明的描述，僅屬解釋性和示例性，而非限制性。本發(fā)明的其他目的及優(yōu)點(diǎn)將通過下述描述、圖表、示例及附圖而變的得更加明顯。
本說明書內(nèi)任一圖表、示例及附圖均闡釋本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并結(jié)合描述而說明本發(fā)明的原理。


圖1為固體彈藥丸的立體圖，該固體彈藥丸具有一開口的后端及一密閉的前端。
圖2為圖1的固體彈藥丸的縱剖面圖。
圖3為固體彈藥丸的立體圖，該固體彈藥丸具有一開口的前端及一開口的后端。
圖4為圖3的固體彈藥丸的縱剖面圖。
圖5為固體彈藥丸的立體圖，該固體彈藥丸具有一開口的后端，一密閉的前端及緊鄰該開口后端設(shè)置的彈藥塊。
圖6為圖5的固體彈藥丸的縱剖面圖。
圖7為固體彈藥丸的立體圖，該固體彈藥丸具有一開口的前端，一開口的后端及緊鄰該開口后端設(shè)置的彈藥塊。
圖8為圖7的固體彈藥丸的縱剖面圖。
本發(fā)明的優(yōu)選實施例通過下列圖表、示例、附圖而一一被闡釋。
本發(fā)明提供一種固體彈藥丸1，此固體彈藥丸1被分開并單獨(dú)地裝入一緊固件系統(tǒng)內(nèi)(未示出)，且固體彈藥丸僅占緊固件系統(tǒng)內(nèi)一小部分體積。(請注意，由于所示固體彈藥丸構(gòu)造不同，固體彈藥丸1在圖1和2中被稱作“1A”，在圖3和4中被稱作“1B”，在圖5和6中被稱作“1C”，及在圖7和8中被稱作“1D”。為了簡稱及在不同彈殼之間進(jìn)行比較，數(shù)字“1”與不同的字母“A”、“B”、“C”、和“D”連用。同時，在優(yōu)選實施例中，當(dāng)敘述是一般性并適用于各式固體彈藥丸時，僅使用數(shù)字“1”。該理由亦適用于固體彈藥丸的每個部件。再請注意，各圖未使用概括性數(shù)字，在圖中數(shù)字須與大寫字母連用)。固體彈藥丸1包括一殼裝彈藥2(圖6中稱作“2C”及圖8中稱作“2D”)。彈藥2(2C或2D)被裝在或固定在一穩(wěn)固的固體外殼3內(nèi)(圖2的“3A”、圖4的“3B”、圖6的“3C”、或圖8的“3D”)，該外殼直至彈藥2被引爆或點(diǎn)火才發(fā)生爆炸。
一般而言，固體彈藥丸1包括一外殼3，該外殼3具有一前端5、一開口的后端4及一連接前端5與開口后端4的管狀側(cè)壁8；一基座10，該基座位于前端5及開口后端4之間并具有一前表面9及一后表面6，基座10具有一突出部分7，該突出部分7位于基座10的后表面6的中央并面向開口的后端4；一彈藥塊2，該彈藥塊2居中放置且平衡位于基座10的突起部分7上與基座10下方，并延伸于基座10下方。彈藥塊2可有不同長度，以便在某些實施例中部分彈藥塊2可能會延伸出外殼3。延伸于基座10下方的彈藥塊2可以有選擇地延伸于外殼3的開口后端4上，延伸至開口后端4水平面上，或延伸于開口后端4之下。彈藥塊2穩(wěn)定地靠在且居中平衡位于突起部分7上。彈藥塊2與基座10之間可選擇地保留少量空間，以供空氣流通。
固體彈藥丸1的不同實施例已被研究出來。在固體彈藥丸1A、1C的一優(yōu)選實施例中(下指“單一開口端的固體彈藥丸1A、1C”)，外殼3A、3C包含一開口的后端4A、4C、一密閉的前端5A、5C及一延伸于開口的后端4A、4C及密閉的前端5A、5C間的管狀側(cè)壁8A、8C。密閉前端5A、5C位于開口的后端4A、4C的相對側(cè)，兩者優(yōu)選為圓形?；?0A、10C位于開口的后端4A、4C及密閉的前端5A、5C之間?；?0A、10C具有一前表面9A、9C及一后表面6A、6C。基座10A、10C的前表面9A、9C用作外殼3A、3C的密閉前端5A、5C。一突起部分7A、7C位于基座10A、10C的后表面6A、6C中央，并面向開口的后端4A、4C(標(biāo)號“A”請參考圖1和2，標(biāo)號“C”請參考圖5和6)。一彈藥塊2C安裝到外殼3C中。如圖5,6所示，一端開口的固體彈藥丸1C與一個彈藥塊2C一起使用。一單獨(dú)彈藥塊2C可被安放在基座10C的頂部上，位于面向開口后端4C的突起部分7C之上。彈藥塊2C穩(wěn)定地放置在突起部分7C上并且居中平衡地位于突起部分7C上。突起部分7C最好具有一平坦面。彈藥塊2C與基座10C間仍存有少量空間，以供空氣流通。
在固體彈藥丸1B、1D的另一優(yōu)選實施例中(下指“兩端開口的固體彈藥丸1B、1D”)，外殼3B、3D包括一開口的后端4B和4D、一開口的前端5B和5D及一延伸于開口后端4B、4D與開口前端5B、5D間的管狀側(cè)壁8B、8D。一基座1B、10D位于開口后端4B、4D與開口前端5B、5D之間，并有一前表面9B、9D及一后表面6B、6D。一突起部分7B、7D位于基座10B、10D的中央并面向開口后端4B、4D(請分別參考圖4及圖8)?；?0B、10D的前表面9B、9D面向開口前端5B、5D。前表面9B、9D可為平坦表面或有一中央突起部分13B、13D。優(yōu)選地，中央突起部分13B、13D具有一平坦面。前表面9B、9D的中央突起部分13B、13D是可選擇的，并且它僅僅是為了簡化制造步驟與降低成本的一個選擇(請參考圖4與圖8)。一個兩邊對稱的模型可簡化生產(chǎn)及減少生產(chǎn)費(fèi)用。因此，基座前表面9B、9D的中央突起部分13B、13D為突起部分7B、7D的鏡像，并與基座10B、10D的突起部分7B、7D對稱。在此實施例中，開口的前端5B、5D位于開口后端4B、4D的相對側(cè)，兩者優(yōu)選地為圓形。彈藥塊2D被置于基座10D的頂部上，位于突起部分7D之上(請參考圖8)。彈藥塊2D穩(wěn)固地放置在突起部分7D上并居中平衡位于突起部分7D上。彈藥塊2D與基座10D之間可選擇性地存有少量空間，以供空氣流通。
彈藥塊2可通過將散狀彈藥2放入固體彈藥丸1內(nèi)并定位壓縮彈藥2而形成，但優(yōu)選地是分開壓縮，然后與固體彈藥丸1組裝。位于一端開口的固體彈藥丸1C的基座10C下方的彈藥塊2C(圖6)或位于兩端開口的固體彈藥丸1D的基座10D下方的彈藥塊2D(圖8)，其長度皆可加長，直至分別填滿基座10C、10D與開口的前端4C、4D間的孔并超過一定程度為止。彈藥塊2C、2D的頂表面可采用任何所需形狀。優(yōu)選地，彈藥塊2C、2D的頂表面為一平坦面(圖8)或其頂表面形狀符合用于緊固件系統(tǒng)的撞針的設(shè)計(圖6)。緊固件系統(tǒng)有一夾持緊固件的腔室，其終止于一開口端。在一優(yōu)選實施例中，緊固件夾持腔室的形狀設(shè)計成一定長度，使得當(dāng)緊固件及固體彈藥丸1被安放在緊固件夾持腔室時，沒有部分固體彈藥丸1、優(yōu)選地是沒有部分緊固件延伸出緊固件系統(tǒng)之外。
固體彈藥丸1的物理及化學(xué)特性，例如重量、外形、長度、寬度、厚度和組成，經(jīng)過特別設(shè)計以便使用者能充分控制緊固件。固體彈藥丸1的特性在其它特征中決定緊固件的行進(jìn)距離、速度、功率以及釘入工件的深度等。加強(qiáng)對固體彈藥丸1的控制意味著對緊固件系統(tǒng)操作的安全性、簡化及效率的提高、噪音的降低以及工作損害的減輕。
固體彈藥丸1可簡易、高效率且十分經(jīng)濟(jì)地被制造，因此不同形式的固體彈藥丸1可被用于同一緊固件系統(tǒng)及特征不同的緊固件，這取決于對緊固件射出所需的效果。因而，同一緊固件可安全有效地被用于不同密度及壓縮強(qiáng)度的一系列工件表面。同時，同一型式的固體彈藥丸1可被用于不同型式的緊固件系統(tǒng)及不同型式的緊固件。
固體彈藥丸1選擇成具有高能量輸出的特性，優(yōu)選地為至少大約40英尺/磅。彈藥2的優(yōu)選材料為一種能容納在一個小的體積中的材料，它將被一個例如一磅秒(pound second)的高沖擊力點(diǎn)火并且十分穩(wěn)定，以便不會在低沖擊力或被諸如遭遇到誤觸撞針或裝載緊固件系統(tǒng)的摩擦所點(diǎn)火。固體彈藥丸1的這種特征以及條件在固體彈藥丸1的大致有效期間內(nèi)將維持不變。
彈藥2是一塊密實的固體塊，它包括傳爆藥及火藥(此指“點(diǎn)火藥”)。點(diǎn)火藥的火藥由一種公知的穩(wěn)定性的硝化纖維素顆粒所組成。傳爆藥包括一種炸藥，此炸藥連同點(diǎn)火藥的火藥被壓縮成一單一塊狀物，其形狀及尺寸則與外殼3的內(nèi)部基本相同。傳爆藥優(yōu)選地被充分一體化，使其可經(jīng)得起考驗而不會破損。傳爆藥也被用于裝填及封閉在外殼3內(nèi)的點(diǎn)火藥的火藥。傳爆藥優(yōu)選地包含密實的硝化纖維。密實的硝化纖維的密度應(yīng)小于1.6gms/cm3，密度大約為1.0gms/cm3時對均勻可靠的性能來說最為優(yōu)選。在此種密度下，傳爆藥具有一個孔隙率和一定量的夾雜空氣，夾雜空氣可使傳爆藥在摩擦或壓力下初始引爆。由于硝化纖維素在摩擦或壓力下可自行點(diǎn)火且固體彈藥丸1的彈藥主要由硝化纖維素所構(gòu)成，不需使用起爆器便可引燃本發(fā)明的固體彈藥丸1。以往種種緊固件系統(tǒng)以不同方式引燃彈藥。有此彈藥是動力負(fù)載的一部分，該動力負(fù)載內(nèi)有少許空穴以安放起爆器。另一方面，有些彈藥則被插入不同緊固件頂端的空穴中，緊固件再與起爆器相接。又有些彈藥連接緊固件，起爆器再連接彈藥。在上述現(xiàn)有技術(shù)的形式以及其它種種形式中，彈藥通過起爆器的引爆而爆燃。通過去掉對起爆器的需要，本發(fā)明提供一種更有效、更簡單及更廉價的緊固件系統(tǒng)。
同時，傳爆藥與點(diǎn)火藥均十分密實和穩(wěn)定，且兩者僅在高于一最小限度的能量下點(diǎn)火，使其在不及預(yù)定的摩擦力時不會點(diǎn)火。通過提供合一密實的彈藥2，彈藥2僅在特定限度下點(diǎn)火，此時彈藥2的引爆與燃燒基本上同時發(fā)生。而且，通過提供具有爆炸能力的合一的傳爆藥，且此傳爆藥為固體彈藥丸1的所有爆炸物的相當(dāng)大的一部分，可發(fā)現(xiàn)傳爆藥的引爆、燃燒與點(diǎn)火藥的引爆、燃燒同時發(fā)生?？焖傩纬傻臒崃颗c壓力迅速達(dá)到傳爆藥的點(diǎn)火點(diǎn)，造成二度爆炸以產(chǎn)生驅(qū)動緊固件的沖擊力。彈藥2由一種可消耗或易燃材料所構(gòu)成，該材料在點(diǎn)燃時可完全地被消耗或用盡，以便在緊固件系統(tǒng)點(diǎn)燃后，彈藥2不會殘留在緊固件系統(tǒng)內(nèi)。此外，彈藥2的中可能加添穩(wěn)定劑以控制彈藥2的引燃及確保彈藥2的大致使用效期。
彈藥2可以不同的形式、形狀及數(shù)量使用。不同密度、長度的彈藥2可被用于一個固體彈藥丸1。固體彈藥丸1的結(jié)構(gòu)可確保彈藥2的安全活化。本發(fā)明的主要目標(biāo)是確保即使固體彈藥丸1被誤處理，彈藥2也不會被點(diǎn)火。固體彈藥丸1的外殼應(yīng)具有一定硬度，以確保輸送時仍保持完整無損。因此，通過使用固體彈藥丸1可加強(qiáng)緊固件系統(tǒng)的安全特性，以便更精確地控制將被釘入水泥等高密度物料中的緊固件，并且可避免緊固件穿透木料等低密度物料，也可避免造成人體傷害或財物損失?？紤]采用諸如顏色標(biāo)記的編碼標(biāo)記根據(jù)其不同用途來區(qū)分各種固體彈藥丸1。
外殼3必須提供一種熱屏障以避免意外點(diǎn)火。并非必須適用于具有涂層的外殼3，固體彈藥丸1的外殼3優(yōu)選地由一種熱塑性樹脂所構(gòu)成。固體彈藥丸1的注模成型聚碳酸脂外殼3可增進(jìn)緊固件的性能。由聚乙烯構(gòu)成的外殼3可達(dá)成預(yù)期的效果。外殼3的其它優(yōu)選實施例由苯乙烯丁二稀橡膠(SBR)及丙烯腈所組成。
同時，一旦彈藥2引爆或燃爆并除去外殼3時，緊固件系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)無固體彈藥丸1殘存。由聚乙稀塊以冷塑成型工藝制成的外殼3由于其雙軸定向而強(qiáng)度增大，以至使彈藥2被點(diǎn)火前外殼3保持完整，并在其后可完整無損地、整體地從緊固件系統(tǒng)內(nèi)取出。外殼3在彈藥2引爆或爆燃后保持為一體。所以，固體彈藥丸1引爆或爆燃后，外殼3可完整地被取出，并且外殼3任一部分不會殘留于緊固件系統(tǒng)內(nèi)。而且，由于冷塑成型聚乙稀外殼3的特性，未被點(diǎn)燃的可膨脹固體彈藥丸1在分別裝入或射出緊固件系統(tǒng)時，可容易地滑入緊固件系統(tǒng)中或從緊固件系統(tǒng)內(nèi)滑出。
本發(fā)明的重要特征在于外殼3的形狀。固體彈藥丸1具有一后表面6，該后表面有一中央突起部分7及一前表面9。選擇性地，前表面9B、9D也可有一中央突起部分13B、13D。固體彈藥丸1的形狀特別設(shè)計成對于一定量的力由固體彈藥丸1作用在緊固件上的壓力最大。其他固體彈藥丸1的外殼通常具有緊鄰彈藥和/或緊固件的非平坦基座(示例見于美國第3,485,170號及4,899,919號專利)。當(dāng)動力負(fù)載的峰值爆炸壓力增大時，可安全地處理此種動力負(fù)載的工具變得更加復(fù)雜、昂貴和受到更多的控制。通過提供帶有位于前表面9上的突起部分13及位于后表面6上的突起部分7的基座10，固體彈藥丸1的一較小面積分別與緊固件及彈藥2接觸。由于壓力是力與面積的比，壓力與面積呈反比關(guān)系。因此，在相等受力情況下，固體彈藥丸1與緊固件的接觸面越小，固體彈藥丸1施于緊固件上的壓力越大(請參考圖4與圖8)。緊固件的行進(jìn)距離、速度、功率與釘入工件的深度均受施加于緊固件上壓力的影響并與此壓力呈直接正比關(guān)系。因而，如果施加一定的力造成壓力的增加，可提高緊固件系統(tǒng)的性能效率。
本專利也打算保護(hù)固體彈藥丸1的應(yīng)用方法，此固體彈藥丸1被裝載一緊固件，以通過使用一緊固件系統(tǒng)而把緊固件釘入一工件內(nèi)。被裝載緊固件的固體彈藥丸1被安放在緊固件系統(tǒng)內(nèi)，緊固件的一側(cè)被調(diào)節(jié)靠著固體彈藥丸1，在相對側(cè)則面向工件。在此提出最初引爆、爆燃被裝載緊固件的固體彈藥丸1的固態(tài)彈藥2的方法。盡管許多緊固件系統(tǒng)利用電力或其他方法引爆或爆燃，另外一種已被用于某些動力負(fù)載的引爆或爆燃模式是通過在由緊固件所封閉的大致密閉腔室內(nèi)彈藥的沖擊而引發(fā)。在本發(fā)明中，被裝載緊固件的固體彈藥丸1通過由緊固件系統(tǒng)的撞針碰撞被裝載緊固件的固體彈藥丸1的彈藥2產(chǎn)生充分摩擦而引爆或爆燃。一旦被撞擊，撞針分別向固體彈藥丸1B(1D)或1A(1C)的開口后端4B(4D)或4A(4C)移動撞擊彈藥2，產(chǎn)生摩擦。用錘子或其他裝置打擊緊固件系統(tǒng)，使撞針緊靠著固體彈藥丸1，導(dǎo)致充分沖量的產(chǎn)生而釋出彈藥2的能量。彈藥2的能量被傳至緊固件，而把緊固件釘入工件內(nèi)。傳爆藥的點(diǎn)火發(fā)生在火藥(點(diǎn)火藥)爆炸后的不同時段。點(diǎn)火藥及傳爆藥的續(xù)爆產(chǎn)生較單一動力負(fù)載爆炸物料更長時段的峰值或接近峰值的爆炸壓力。通過提供一種可顯著抵抗引爆的合一爆炸物可使峰值或接近峰值的爆炸壓力橫跨較長時段，以至使傳爆藥的爆炸不會與點(diǎn)火藥的爆炸同時發(fā)生。彈藥塊2必須有充分的爆炸能力以產(chǎn)生足夠動力而推動緊固件。大于一定量的摩擦才可引發(fā)彈藥2的引爆或爆燃。在超過一定量的摩擦?xí)r，彈藥2隨即被引爆或爆燃。彈藥2的引爆或爆燃導(dǎo)致密閉腔室內(nèi)的氣體壓力的形成和增大。一旦緊固件系統(tǒng)無法束縛緊固件對抗密閉腔室內(nèi)的氣壓，緊固件即被射出緊固件系統(tǒng)之外。彈藥驅(qū)動式緊固件系統(tǒng)具有驅(qū)動緊固件進(jìn)入選定工件的功能。固體彈藥丸1的彈藥2在固體彈藥丸1引爆或爆燃時全部被用盡，以至此后緊固件系統(tǒng)內(nèi)無殘存的彈藥2。固體彈藥丸1的外殼3隨后可輕易地整體被移去。
由于不使用起爆器或電解質(zhì)引燃固體彈藥丸1，本發(fā)明的緊固件系統(tǒng)較為經(jīng)濟(jì)。此外，由于固體彈藥丸1不靠電荷引燃，使用固體彈藥丸1的緊固件系統(tǒng)較現(xiàn)存或以往的自推式緊固件更安全，且更容易和更有效地加以控制。同時，例如在輸送過程中，機(jī)械式?jīng)_擊或移動不會引燃彈藥2。在撞針撞擊彈藥2產(chǎn)生足夠摩擦?xí)r，才會引燃彈藥2。不能忽視的是，彈藥2僅在高于最小設(shè)定能量下才可能被點(diǎn)火，因此，在低度摩擦或?qū)椝幍目諝忸A(yù)壓的情況下不會發(fā)生引爆。
固體彈藥丸1的引爆或爆燃發(fā)生在一部分被其自行封閉的腔室內(nèi)。為減少一緊固件系統(tǒng)的能量耗損，固體彈藥丸1與撞針之間的空氣量必須減至最低，從而使引爆或爆燃固體彈藥丸1的撞針能量被盡可能地有效利用。由于事先限定的空氣量較少，因此，彈藥2被引爆或爆燃時實際中不會造成能量的浪費(fèi)，大體上撞針?biāo)械膭幽鼙挥糜谝虮紡椝?。此外，由于固體彈藥丸1與緊固件間無任何空間，固體彈藥丸1引爆或爆燃所導(dǎo)致的氣體膨脹降至最低。引爆或爆燃所導(dǎo)致的低度氣體膨脹意味著對緊固件施以較大的能量，因而可提高緊固件系統(tǒng)的效率。
固體彈藥丸1的也可被用為槍炮彈藥，槍炮的固體彈藥丸1的擊發(fā)方式與緊固件系統(tǒng)相同，并可產(chǎn)生相同的效果。
前述本發(fā)明某些目的，通過上述描述、附圖與示例它們變得更明顯。然而，在不脫離本發(fā)明的范圍內(nèi)，可對上述描述、附圖及示例作一些改變。因此上述描述、附圖及示例應(yīng)被解釋為本發(fā)明原理的解說例證，而不具有限制意義。關(guān)于上述描述及示例，應(yīng)認(rèn)識到的是，任一描述、附圖及示例應(yīng)被本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員視為顯而易知，所有與示例中所說明的、說明書中所描述的或附圖中所圖示的內(nèi)容具有同等關(guān)系的特征均被包括在本發(fā)明內(nèi)。
而且，由于本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員將來極易對本發(fā)明進(jìn)行多種修改及改變，因此在此不將本發(fā)明限制為一成不變的結(jié)構(gòu)與操作。因此，所有適當(dāng)?shù)男薷募案淖兙鶓?yīng)落入本發(fā)明的范圍。還應(yīng)理解的是，下述權(quán)利要求擬包括本發(fā)明的所有一般性及特定性特征，而且本發(fā)明范圍內(nèi)所有言語陳述應(yīng)介于兩者之間。
權(quán)利要求
1.一種固體彈藥丸，它包括(a)一個外殼，它具有一開口后端、一前端以及一連接所述開口后端和所述前端的管狀側(cè)壁；(b)一個基座，它位于所述開口后端和所述前端之間，并具有一前表面和一后表面，所述基座后表面中央設(shè)置有一突起部分，所述突起部分面向所述開口后端；以及(c)一彈藥塊，它居中地放置并平衡地位于所述基座突起部分上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體彈藥丸，其特征在于，所述外殼具有一密閉前端，以使所述基座的前表面作為所述外殼的密閉前端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體彈藥丸，其特征在于，所述彈藥塊在所述固體彈藥丸外殼的開口后端下方延伸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體彈藥丸，其特征在于，所述彈藥塊延伸至所述固體彈藥丸外殼的開口后端及其上方。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體彈藥丸，其特征在于，所述基座后表面的突起部分有一平坦面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體彈藥丸，其特征在于，所述外殼具有一開口的前端。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的固體彈藥丸，其特征在于，所述基座的前表面為平坦面。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的固體彈藥丸，其特征在于，所述前表面具有一面向所述開口前端的中央突起部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的固體彈藥丸，其特征在于，所述中央突起部分具有一平坦面。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體彈藥丸，其特征在于，一種著色試劑被用于所述固體彈藥丸。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體彈藥丸，其特征在于，所述彈藥塊由密度低于1.6gms/cm3的密實硝化纖維素組成。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體彈藥丸，其特征在于，所述外殼由熱塑性樹脂構(gòu)成。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的固體彈藥丸，其特征在于，所述外殼由聚乙稀構(gòu)成。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體彈藥丸，其特征在于，所述外殼由苯乙稀-丁二稀橡膠(SBR)構(gòu)成。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體彈藥丸，其特征在于，所述外殼由丙烯腈構(gòu)成。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體彈藥丸，其特征在于，所述外殼包括一涂層。
17.一種固體彈藥丸的應(yīng)用方法，所述固體彈藥丸被裝載一緊固件，以便通過利用一緊固件系統(tǒng)將所述緊固件釘入一工件中，所述固體彈藥丸包括(ⅰ)一個外殼，它具有一開口后端、一前端以及一連接所述開口后端和所述前端的管狀側(cè)壁；(ⅱ)一個基座，它位于所述開口后端和所述前端之間，并具有一前表面和一后表面，所述基座后表面中央設(shè)置有一突起部分，所述突起部分面向所述開口后端；以及(ⅲ)一彈藥塊，它居中地放置并平衡位于所述基座突起部分上；其中，所述方法包括(a)把所述被裝載緊固件的固體彈藥丸放入所述緊固件系統(tǒng)內(nèi)，所述緊固件的一側(cè)被調(diào)整靠在所述固體彈藥丸上，在相對側(cè)則面向所述工件；以及(b)在所述緊固件系統(tǒng)內(nèi)撞擊所述固體彈藥丸，以供給足夠的摩擦而引爆或爆燃彈藥；結(jié)果是，所述緊固件被射出所述緊固件系統(tǒng)之外，在引爆或爆燃后所述緊固件系統(tǒng)內(nèi)不會殘留任何彈藥；以及所述固體彈藥丸的外殼可毫無困難地整體被移走。
全文摘要
本發(fā)明提供一種殼裝固體彈藥丸,它包括一外殼,該外殼有一前端、一開口后端以及一連接該開口后端與前端的管狀側(cè)壁;一位于該開口后端與前端間并有一前表面及一后表面的基座,該基座具有一位于后表面中央部分并面向開口后端的突起部分;一被放置并平衡居中地位于所述基座突起部分上及基座下方的彈藥塊。本發(fā)明還涉及一種固體彈藥丸的應(yīng)用方法,該固體彈藥丸被裝載一緊固件,以便通過利用一緊固件系統(tǒng)將緊固件釘入一工件中。
文檔編號B25C1/10GK1297804SQ9912439
公開日2001年6月6日 申請日期1999年11月25日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月25日
發(fā)明者林炯 申請人:林炯