SISTEMA DE VÁLVULA REGULADORA DEL ESCAPE Y DE RETORNO DEL PISTÓN.

Un sistema de válvula de escape y de retorno del pistón para una herramienta accionada por combustión,

que comprende:

un alojamiento (102) del cilindro;

un pistón (104) situado dentro del dicho alojamiento del cilindro;

una cámara (106, 108) de combustión definida dentro del dicho alojamiento (102) del cilindro para la combustión de una mezcla de aire-combustible para accionar dicho pistón (104) a través de un recorrido de potencia;

una válvula principal (116) de escape operativamente asociada con dicha cámara (106) de combustión para permitir que los gases de escape sean expulsados desde dicha cámara de combustión;

una válvula reguladora (128) del escape operativamente asociada con dicha válvula principal (116) de escape para permitir que dichos gases de escape sean descargados a la atmósfera como resultado de su paso a través de dicha válvula principal (116) de escape y dicha válvula reguladora (128) de escape, caracterizado porque una línea (146) de señal conecta fluídicamente dicho alojamiento (102) del cilindro con dicha válvula principal (116) de escape para permitir que dichos gases de escape de dicha cámara de combustión desplacen dicha válvula principal de escape a su posición abierta, con el fin de permitir que dichos gases de escape, situados dentro de dicha cámara de combustión, sean expulsados fuera de dicha cámara de combustión, y a través de dicha válvula principal (116) de escape y dicha válvula reguladora (128) de escape a la atmósfera, y para permitir que dicho pistón (104) retorne desde una posición definida en el extremo de su recorrido de potencia a su posición original, antes de dicha combustión de dicha mezcla aire-combustible dentro de dicha cámara de combustión, comprendiendo además dicho sistema de válvula de escape y de retorno del pistón:

medios (136) de diafragma operativamente asociados con dicha válvula principal (116) de escape y sobre los cuales actúan dichos gases de escape, desde dicha cámara (106, 108) de combustión y dicha línea (146) de señal, para desplazar dicha válvula principal (116) de escape desde dicha posición cerrada a dicha posición abierta, y donde dicha línea (146; 346) de señal está fluídicamente conectada a dicho alojamiento (102; 302) del cilindro por medio de un puerto (142; 342) de señal que está definido dentro de una parte de la pared lateral de dicho alojamiento (102; 302) del cilindro, que está dispuesto contiguamente a dicha posición en la cual está situado dicho pistón (104; 304) cuando dicho pistón (104) está situado al final de su recorrido de potencia, para permitir que dicha cámara (106, 108; 306, 308) de combustión esté fluídicamente conectada con dicha línea (146; 346) de señal, por medio de dicho puerto (142; 342) de señal cuando dicho pistón (104; 304) está situado al final de su recorrido de potencia.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2008/057983.

Solicitante: ILLINOIS TOOL WORKS INC..

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 3600 WEST LAKE AVENUE GLENVIEW, IL 60026 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: ADAMS,JOSEPH S.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B25C1/08 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B25 HERRAMIENTAS MANUALES; HERRAMIENTAS DE MOTOR PORTATILES; MANGOS PARA UTENSILIOS MANUALES; UTILLAJE DE TALLER; MANIPULADORES.B25C HERRAMIENTAS MANUALES PARA CLAVAR O GRAPAR; HERRAMIENTAS PORTATILES PARA GRAPAR ACCIONADAS POR FUERZA MUSCULAR (para la fabricación de calzados A43D). › B25C 1/00 Herramientas manuales para clavar (martillos en sí B25D; detalles o partes constitutivas, p. ej. carcasas o cuerpos de herramientas portátiles a motor no relacionadas particularmente con la operación efectuada B25F 5/00; máquinas para clavar B27F 7/02 ); Dispositivos de alimentación de clavos para estas herramientas. › accionados por la presión de una combustión.
  • F02B63/02 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F02 MOTORES DE COMBUSTION; PLANTAS MOTRICES DE GASES CALIENTES O DE PRODUCTOS DE COMBUSTION.F02B MOTORES DE COMBUSTION INTERNA DE PISTONES; MOTORES DE COMBUSTION EN GENERAL (válvulas operadas cíclicamente para este efecto F01L; lubricación de los motores de combustión interna F01M; silenciadores o dispositivos de escape para este efecto F01N; refrigeración de motores de combustión interna F01P; turbinas de combustión interna F02C; plantas motrices en las que los motores utilizan productos de combustión F02C, F02G). › F02B 63/00 Adaptaciones de los motores para accionar bombas, herramientas manuales o   generadores eléctricos; Combinaciones portátiles de motores con dispositivos accionados a motor (de motores con pistones rotativos y oscilantes F02B 53/14). › para herramientas manuales.
  • F02B71/04 F02B […] › F02B 71/00 Motores de pistón libre; Motores sin eje principal rotativo. › Adaptaciones de tales motores para usos especiales; Combinaciones de tales motores con los aparatos accionados por ellos (si predominan los aspectos concernientes a los aparatos accionados, véanse las clases concernientes a estos aparatos).

PDF original: ES-2376504_T3.pdf

 

SISTEMA DE VÁLVULA REGULADORA DEL ESCAPE Y DE RETORNO DEL PISTÓN.

Fragmento de la descripción:

Sistema de válvula reguladora del escape y de retorno del pistón Campo de la invención La presente invención está relacionada en general con herramientas de fijación de sujeciones accionadas por combustión y, más en particular, con un sistema nuevo y mejorado de válvula reguladora del escape y de retorno del pistón, donde hay dispuesta una válvula principal de escape dentro de la parte de la pared superior de la cámara de combustión, y hay incorporada una válvula reguladora del escape dentro de la parte de la pared lateral del alojamiento del cilindro, en un lugar dispuesto por encima de la cámara de combustión, de forma que cuando la válvula principal de escape se abre para expulsar los gases calientes de la combustión dentro de la cámara de combustión, la válvula reguladora del escape será forzada efectivamente a su posición abierta para permitir que los gases calientes de la combustión sean realmente expulsados, permitiendo con ello que el pistón se desplace hacia arriba para completar realmente su recorrido de vuelta y se impida eficazmente que tenga lugar el rebote del pistón.

Antecedentes de la invención Las herramientas convencionales de fijación de sujeciones accionadas por combustión se basan normalmente en las condiciones de vacío o presión reducida, efectivamente formadas dentro de la cámara de combustión como resultado de los gases de combustión residuales dentro de la cámara de combustión, que sufren un enfriamiento una vez que el pistón ha sido accionado hacia abajo por las fuerzas generadas dentro de la cámara de combustión para fijar una sujeción sobre un substrato, para efectuar el retorno del pistón hacia su posición original o su posición más elevada. Más en particular, esto tiene lugar en vista del hecho de que tales herramientas convencionales utilizan normalmente una pluralidad de puertos de escape que están dispuestos como una serie ordenada predeterminada que está definida dentro de las partes inferiores de la pared lateral del alojamiento del cilindro en posiciones que quedarán contiguas al pistón cuando éste alcance el final de su recorrido hacia abajo o su recorrido de potencia, para quedar dispuesto en su posición más baja y con ello fijar la sujeción en un substrato. Se puede apreciar por tanto que los puertos de escape quedarán dispuestos por debajo del pistón cuando éste comienza su recorrido hacia abajo o su recorrido de potencia, sin embargo, cuando el pistón alcanza el final de su recorrido descendente o su recorrido de potencia y queda dispuesto en su posición más baja, el pistón pasará efectivamente por debajo de la serie de puertos de escape, de forma que la cámara de combustión queda ahora fluídicamente conectada a los puertos de escape, por lo que se pueden descargar o expulsar hacia fuera a la atmósfera los gases de escape del interior de la cámara de combustión desde la cámara de combustión y la herramienta. Consecuentemente, la masa de los gases que permanecen en la cámara de combustión se reduce, tales gases serán enfriados después y condensados efectivamente, y la subsiguiente caída de la presión, con respecto a la presión ambiente del lado inferior del pistón, da como resultado efectivamente la formación de condiciones de vacío o presión reducida dentro de la cámara de combustión por encima del pistón, llevando efectivamente el pistón de nuevo a su posición original o más alta.

El problema de tal sistema es que, cuando el pistón alcanza el final de su recorrido descendente o recorrido de potencia para quedar dispuesto en su posición más baja, el pistón se encontrará normalmente con un amortiguador que controla eficazmente la deceleración y la longitud del recorrido del pistón. Consecuentemente, el pistón rebotará efectivamente fuera o hacia atrás del amortiguador, cubriendo con ello o cerrando los puertos de escape antes de que una cantidad suficiente de los gases de combustión, situados dentro de la cámara de combustión, puedan ser expulsados a la atmósfera. El pistón, que ahora se desplaza en dirección ascendente, comprime por tanto los gases de combustión que quedan situados por encima de él y efectivamente atrapados dentro de la cámara de combustión hasta que el movimiento ascendente o energía del pistón se disipe efectivamente o se agote como resultado de tal compresión del gas. Además, los gases comprimidos se expandirán subsiguientemente y tenderán a desplazar el pistón de nuevo hacia abajo para hacer volver efectivamente al pistón hacia su posición más baja. Este fenómeno puede originar un doble recorrido de podría tender a sacar parcialmente otra sujeción desde la herramienta. Alternativamente, el pistón puede oscilar durante varios ciclos haciendo que el aire fresco o aire ambiente, situado por debajo del pistón, sea efectivamente cortocircuitado alrededor del pistón, por medio de los puertos de escape definidos dentro de las partes de la pared lateral del alojamiento del cilindro, por lo que se reducirán efectivamente las condiciones de vacío o baja presión dentro de la cámara de combustión, haciendo con ello que el pistón retorne lentamente a su posición original o más alta o, alternativamente, el pistón pueda conseguir solamente un movimiento de retorno parcial o incompleto. Más aún, como este proceso ha originado efectivamente que los gases de combustión se mantengan dentro de la herramienta durante un periodo de tiempo anormalmente largo, la herramienta quedará propensa al sobrecalentamiento.

Existe por tanto la necesidad en la técnica de un sistema mejorado de expulsión de los gases de combustión y retorno del pistón, por el que los problemas antes mencionados no ocurran dentro de la herramienta de fijación de sujeciones accionada por combustión.

Sumario de la invención Los objetivos anteriores y otros objetivos se consiguen de acuerdo con las enseñanzas y principios de la presente invención, por medio de la provisión de una nueva y mejorada disposición o sistema de válvula de escape, para su disposición dentro de la cámara de combustión de una herramienta de fijación de sujeciones accionada por combustión, que elimina el sistema de puerto de escape antes indicado y definido dentro de las partes del extremo inferior de la pared lateral del alojamiento del cilindro, y sustituye eficazmente al mismo con una válvula principal de escape situado dentro de la parte del extremo superior de la cámara de combustión. Además, se dispone una válvula reguladora del escape dentro de la parte del extremo superior del alojamiento del cilindro, de manera que queda situada por encima de la cámara de combustión. Más aún, se define un puerto de descarga dentro del miembro de pared del extremo inferior del alojamiento del cilindro para permitir que el aire, situado por debajo del pistón, sea descargado cuando el pistón se desplaza descendentemente durante su recorrido descendente o recorrido de potencia, y una línea de señal conecta también fluídicamente una parte inferior de la pared lateral del alojamiento del cilindro con la válvula principal de escape. Consecuentemente, cuando el pistón se aproxima o alcanza su posición más baja y pasa por el puerto por medio de lo cual la línea de señal se conecta al alojamiento del cilindro, la línea de señal se conecta fluídicamente con la cámara de combustión, de manera que los gases de la combustión serán expulsados desde la cámara de combustión, conducidos a través de la línea de señal y accionan la válvula principal de escape a su posición abierta.

Por tanto, a medida que el pistón se desplaza hacia arriba durante su recorrido de retorno, los gases residuales situados dentro de la cámara de combustión serán forzados hacia fuera desde la cámara de combustión como resultado de ser expulsados a través de la válvula principal de escape, y además, tales gases de escape forzarán la válvula reguladora del escape a su posición abierta. Por tanto, los gases de escape situados dentro de la cámara de combustión no quedan atrapados, el pistón no comprime ningún gas de escape dentro de la cámara de combustión, y los gases de escape dentro de la cámara de combustión son expulsados rápidamente a la atmósfera para minimizar la formación de calor dentro de la herramienta. De acuerdo con otros modos de realización del sistema de válvula de escape y retorno del pistón, el aire situado por debajo del pistón puede ser almacenado dentro de una cámara del espacio vacío que puede ser utilizada después para ayudar al movimiento hacia arriba del pistón a su posición original o más alta, o más aún, el aire desde la cámara del espacio vacío puede ser conducido hacia atrás a la cámara de combustión para ser utilizado para limpiar la cámara... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un sistema de válvula de escape y de retorno del pistón para una herramienta accionada por combustión, que comprende:

un alojamiento (102) del cilindro;

un pistón (104) situado dentro del dicho alojamiento del cilindro;

una cámara (106, 108) de combustión definida dentro del dicho alojamiento (102) del cilindro para la combustión de una mezcla de aire-combustible para accionar dicho pistón (104) a través de un recorrido de potencia;

una válvula principal (116) de escape operativamente asociada con dicha cámara (106) de combustión para permitir que los gases de escape sean expulsados desde dicha cámara de combustión;

una válvula reguladora (128) del escape operativamente asociada con dicha válvula principal (116) de escape para permitir que dichos gases de escape sean descargados a la atmósfera como resultado de su paso a través de dicha válvula principal (116) de escape y dicha válvula reguladora (128) de escape, caracterizado porque una línea (146) de señal conecta fluídicamente dicho alojamiento (102) del cilindro con dicha válvula principal (116) de escape para permitir que dichos gases de escape de dicha cámara de combustión desplacen dicha válvula principal de escape a su posición abierta, con el fin de permitir que dichos gases de escape, situados dentro de dicha cámara de combustión, sean expulsados fuera de dicha cámara de combustión, y a través de dicha válvula principal (116) de escape y dicha válvula reguladora (128) de escape a la atmósfera, y para permitir que dicho pistón (104) retorne desde una posición definida en el extremo de su recorrido de potencia a su posición original, antes de dicha combustión de dicha mezcla aire-combustible dentro de dicha cámara de combustión, comprendiendo además dicho sistema de válvula de escape y de retorno del pistón:

medios (136) de diafragma operativamente asociados con dicha válvula principal (116) de escape y sobre los cuales actúan dichos gases de escape, desde dicha cámara (106, 108) de combustión y dicha línea (146) de señal, para desplazar dicha válvula principal (116) de escape desde dicha posición cerrada a dicha posición abierta, y donde dicha línea (146; 346) de señal está fluídicamente conectada a dicho alojamiento (102; 302) del cilindro por medio de un puerto (142; 342) de señal que está definido dentro de una parte de la pared lateral de dicho alojamiento (102; 302) del cilindro, que está dispuesto contiguamente a dicha posición en la cual está situado dicho pistón (104; 304) cuando dicho pistón (104) está situado al final de su recorrido de potencia, para permitir que dicha cámara (106, 108; 306, 308) de combustión esté fluídicamente conectada con dicha línea (146; 346) de señal, por medio de dicho puerto (142; 342) de señal cuando dicho pistón (104; 304) está situado al final de su recorrido de potencia.

2. El sistema de válvula de escape y de retorno del pistón, como se ha establecido en la reivindicación 1, que comprende además:

medios (124) de tensión de un resorte operativamente asociado con dicha válvula principal (116) de escape para forzar normalmente a dicha válvula principal (116) de escape a una posición cerrada desde la cual se desplazará dicha válvula principal (116) de escape a dicha posición abierta por dichos gases de escape conducidos desde dicha cámara (106, 108) de combustión y hacia dicha válvula principal (116) de escape por medio de dicha línea (146) de señal.

3. El sistema de válvula de escape y de retorno del pistón, como se ha establecido en la reivindicación 1, que comprende además:

una válvula reguladora (148) dispuesta dentro de dicha línea (146) de señal, para permitir que dichos gases de escape sean transmitidos desde dicha cámara (106, 108) de combustión a dicha válvula principal (116) de escape, pero impidiendo que dichos gases de escape sean transmitidos hacia atrás desde dicha válvula principal (116) de escape a dicha cámara (106, 108) de combustión.

4. El sistema de válvula de escape y de retorno del pistón, como se ha establecido en la reivindicación 1, que comprende además:

un orificio (150) de purgado dispuesto dentro de dicha línea (146) de señal, para permitir que dichos gases de escape sean transmitidos hacia atrás desde dicha válvula principal (116) de escape a dicho alojamiento (102) del cilindro, con el fin de ayudar a dicho movimiento de retorno de dicho pistón (104) a su posición original.

5. El sistema de válvula de escape y de retorno del pistón, como se ha establecido en la reivindicación 4, que comprende además:

un ajustador (152) de orificios operativamente asociado con dicho orificio (150) de purgado para controlar ajustablemente el flujo de dichos gases de escape desde dicha válvula principal (116) de escape que vuelven a 5 dicho alojamiento (102) del cilindro, con el fin de controlar el tiempo requerido para desplazar dicha válvula principal (116) de escape desde dicha posición abierta a dicha posición cerrada.

6. El sistema de válvula de escape y de retorno del pistón, como se ha establecido en la reivindicación 1, en el que, dicha línea (346) de señal está fluídicamente conectada a una cámara (308) de trabajo, que está definida sobre un lado de dicho pistón (304) , que está dispuesto opuestamente al lado de dicho pistón que está descubierto hacia dicha cámara de combustión (306) , para permitir que dichos gases de escape, que son transmitidos por dicha línea (346) de señal desde dicha válvula principal (316) de escape a dicha cámara (308) de trabajo, puedan ayudar al retorno de dicho pistón (304) desde el extremo de su recorrido de potencia a su posición original.

7. El sistema de válvula de escape y de retorno del pistón, como se ha establecido en la reivindicación 6, que comprende además:

una válvula reguladora (348) dispuesta dentro de dicha línea (346) de señal, para permitir que dichos gases de escape sean transmitidos desde dicha cámara de combustión (306) a dicha válvula principal (316) de escape, pero impidiendo que dichos gases de escape sean transmitidos hacia atrás desde dicha válvula principal (316) de escape a dicha cámara de combustión (306) .


 

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