CLAVADORA DE COMBUSTIÓN CON UN SENSOR DE TEMPERATURA.

Una clavadora de combustión que comprende: un alojamiento (12) que encierra sustancialmente un motor de combustión (14) que tiene una culata de cilindro (42);

una unidad de control (62) asociada con dicho alojamiento para controlar el funcionamiento de la herramienta; al menos una placa de circuito impreso (66) conectada eléctricamente a dicha unidad de control para mantener el funcionamiento de la herramienta; al menos un sensor de temperatura (60) montado en dicha al menos una placa de circuito impreso para vigilar la temperatura de la herramienta y señalizar la temperatura detectada a dicha unidad de control, estando dispuesto dicho al menos un sensor de temperatura sobre dicha culata del cilindro, caracterizada porque incluye, además, un receptáculo (74) en dicha culata (42) del cilindro para acomodar dicho al menos un sensor de temperatura (60)

Clavadora de combustión con un sensor de temperatura.

SOLICITUD RELACIONADA

La presente solicitud reivindica, conforme a 35 USC parágrafo 120, la prioridad de la solicitud norteamericana número de serie 60/684, 088, presentada el 23 de Mayo de 2005.

ANTECEDENTES

La presente invención se refiere en general a herramientas de hincado de sujetadores utilizadas para hincar sujetadores en piezas de trabajo y especialmente a herramientas de hincado de sujetadores accionadas por combustión, denominadas también herramientas de combustión o clavadoras de combustión.

En la técnica se conocen herramientas accionadas por combustión para uso en el hincado de sujetadores en piezas de trabajo y se describen ejemplos en las patentes de Nikolich, cedidas al presente cesionario, U.S Pat. Re. No. 32, 452 y U.S. Pat. Nos. 4, 522, 162, 4, 483, 473, 4, 483, 474, 4, 403, 722, 5, 197, 646, 5, 263, 439 y 5, 713, 313. Herramientas hincadoras de clavos y grapas similares accionadas por combustión están disponibles comercialmente en ITW-Paslode de Vernon Hills, Illinois, bajo las marcas IMPULSE® y PASLODE®. Clavadoras de combustión similares se describen también en las solicitudes de patente EP 1459850 y EP 1332836.

Tales herramientas incorporan un alojamiento de herramienta que encierra un pequeño motor de combustión interna o fuente de potencia. El motor es accionado por un bote de gas combustible presurizado, también llamado pila de combustible. Una unidad electrónica de distribución de potencia accionada por batería produce una chispa de encendido y un ventilador situado en una cámara de combustión proporciona una combustión eficiente dentro de la cámara y a la vez facilita procesos auxiliares de la operación de la operación del dispositivo. Tales procesos auxiliares incluyen: mezclado del combustible y aire dentro de la cámara; generación de turbulencia para incrementar el proceso de combustión; barrido de subproductos de combustión con aire nuevo; y refrigeración del motor. Este motor incluye un pistón alternativo con una hoja hincadora rígida alargada dispuesta dentro de un cuerpo de cilindro.

Un manguito de válvula puede moverse axialmente en vaivén alrededor del cilindro y, a través de un varillaje articulado, se mueve para cerrar la cámara de combustión cuando un elemento de contacto con el trabajo al final del varillaje articulado es presionado contra una pieza de trabajo. Esta acción de presionado dispara también una válvula dosificadora de combustible para introducir un volumen especificado de combustible en la cámara de combustión cerrada.

Después de tirar del interruptor de disparo, lo que hace que la chispa encienda una carga de gas en la cámara de combustión del motor, el pistón y la hoja hincadora combinados son forzados hacia abajo para impactar en un sujetador posicionado e hincarlo en la pieza de trabajo. El pistón vuelve después a su posición original o posición de predisparo debido a presiones diferenciales de gas creadas por el enfriamiento de gases de combustión residuales dentro del cilindro. Los sujetadores son alimentados al estilo de un almacén a la pieza de lanza, en donde son mantenidos en una orientación apropiadamente posicionada para recibir el impacto de la hoja hincadora.

Las herramientas de combustión anteriormente identificadas incorporan un ventilador en la cámara de combustión. Este ventilador realiza muchas funciones, una de las cuales es la de refrigeración. El ventilador realiza la refrigeración aspirando aire a través de la herramienta entre ciclos de disparo. El ventilador es accionado por potencia suministrada por una batería embarcada y, para prolongar la vía de la batería, es una práctica corriente minimizar el tiempo de funcionamiento del motor. Asimismo, un corto tiempo de funcionamiento del ventilador reduce el desgaste del motor del ventilador (cojinetes y escobillas) , limita la emisión de sonido desde la herramienta debido al flujo de aire y, lo que es muy importante, limita la infiltración de polvo en la herramienta. Para gestionar el “tiempo de conexión” del ventilador, las herramientas de combustión incorporan típicamente un programa de control que limita el “tiempo de conexión” del ventilador a 10 segundos o menos.

Las aplicaciones de herramientas de combustión que demandan altas tasas de ciclos o requieren que la herramienta funcione a elevadas temperaturas ambiente hacen frecuentemente que suba la temperatura de los componentes de la herramienta. Esto conduce a una serie de problemas de comportamiento funcional. La más común es una condición sobrecalentada que se evidencia por el disparo de la herramienta, pero sin que se hinque ningún sujetador. Esto se denomina con frecuencia “salto” o “disparo de fogueo”. Como se ha discutido anteriormente, la función de retorno por vacío de un pistón depende de la tasa de refrigeración de los gases de combustión residuales. A medida que suben las temperaturas de los componentes, se reduce la temperatura diferencial entre el gas de combustión y las paredes del motor. Esto aumenta la duración del ciclo de retorno del pistón en un grado tal que el usuario puede abrir la cámara de combustión antes de que haya retornado el pistón, incluso con un mecanismo de bloqueo instalado. El resultado es que la hoja hincadora permanece en la pieza de lanza de la herramienta e impide el avance de los sujetadores. En consecuencia, un subsiguiente evento de disparo de la

herramienta no hinca un sujetador.

Otra desventaja de la alta temperatura de funcionamiento de la herramienta es que hay esfuerzos relacionados con el calor en los componentes de la herramienta. Entre otras cosas, se reduce la vida de la batería, y se ha visto que el aceite lubricante interno tiene una capacidad de lubricación reducida con un extenso funcionamiento de la herramienta a alta temperatura. Por consiguiente, las temperaturas de funcionamiento elevadas requieren a menudo un mantenimiento más frecuente de la herramienta, necesitando un tiempo de paro no deseado de la herramienta.

Es conocido el recurso de colocar un elemento sensor de temperatura en inmediata proximidad al motor o fuente de potencia de combustión y gestionar la función de refrigeración del ventilador para regular las temperaturas del motor y conseguir un funcionamiento deseable de la herramienta. Sin embargo, debido al significativo choque y calor asociados con una clavadora de combustión, se tiene que dar una consideración de diseño a la construcción y/o al montaje del elemento sensor dentro de la herramienta para obtener un funcionamiento fiable.

Así, hay necesidad de una herramienta de hincado de sujetadores mejorada accionada por combustión que regule las temperaturas de funcionamiento de la herramienta dentro de límites aceptados para prolongar el buen comportamiento funcional y mantener un retorno relativamente rápido del pistón a la posición de predisparo. Además, hay necesidad de una herramienta de hincado de sujetadores mejorada accionada por combustión que gestione las funciones de la herramienta de acuerdo con las temperaturas del motor y proporcione un sensor de temperatura que ofrezca una vida de funcionamiento fiable.

BREVE SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Las necesidades anteriormente listadas son satisfechas o superadas por el presente sensor de temperatura para una clavadora de combustión que materializa una disposición en estrecha proximidad al compartimiento del motor de la herramienta, pero que, no obstante, está suficientemente distante y/o protegida para que se reduzcan los severos esfuerzos de vibración y temperatura inherentes al funcionamiento de la herramienta. El presente elemento sensor está montado en una placa de circuito con conectores para promover la facilidad de montaje durante la fabricación.

En un área adyacente a la placa de circuito un perfil de intercambio de calor o una cavidad de la culata del cilindro, en la que se posicionará el sensor, expondrá el sensor a la temperatura de funcionamiento de la herramienta. Al menos un tornillo de montaje proporcionará una retención positiva de la placa de circuito en la culata del cilindro, y un adaptador conductor de la placa de circuito proporcionará tierra al circuito con la culata. El presente sensor proporciona una construcción conveniente y efectiva que promoverá una larga vida de funcionamiento y unas lecturas de temperatura relativamente exactas.

Más específicamente, una clavadora de combustión incluye un alojamiento que encierra... [Seguir leyendo]

1. Una clavadora de combustión que comprende: un alojamiento (12) que encierra sustancialmente un motor de combustión (14) que tiene una culata de cilindro (42) ; una unidad de control (62) asociada con dicho alojamiento para controlar el funcionamiento de la herramienta;

al menos una placa de circuito impreso (66) conectada eléctricamente a dicha unidad de control para mantener el funcionamiento de la herramienta; al menos un sensor de temperatura (60) montado en dicha al menos una placa de circuito impreso para vigilar la temperatura de la herramienta y señalizar la temperatura detectada a dicha unidad de control, estando dispuesto dicho al menos un sensor de temperatura sobre dicha culata del cilindro, caracterizada porque incluye, además, un receptáculo (74) en dicha culata (42) del cilindro para acomodar dicho al menos un sensor de temperatura (60) .

2. La clavadora de combustión de la reivindicación 1, en la que dicho sensor de temperatura está dispuesto sobre un lado inferior (72) de dicha placa de circuito (66) y, tras su inserción en dicho receptáculo, dicho al menos un sensor de temperatura (60) queda encerrado por dicho receptáculo y dicha placa de circuito.

3. La clavadora de combustión de la reivindicación 1 ó 2, en la que dicha placa de circuito (66) está provista de conectores de pulsador (69) para conectar dicho sensor de temperatura (60) a dicha unidad de control (62) .