Dispositivo accionado con gas con cámara de pre-compresión y cámara de propulsión.

Un dispositivo accionado por gas que comprende:

- una primera cámara para la pre-compresión de un gas combustible y la generación de una llama (11;

27)

- una segunda cámara de propulsión (15; 23), y

- medios (16; 38) para la colocación de dos cámaras en comunicación para permitir que pase la llama,

- una tercera cámara tubular intermedia (14; 29) que conecta la primera y segunda cámaras (11, 15; 27, 23)para la compresión de la mezcla no quemada en la segunda cámara (15; 23) y para acelerar lallama entre la primera (11; 27) y la segunda cámara (15; 23),

dispositivo caracterizado porque además comprende un ventilador de aceleración (13; 28) en la primera cámara degeneración de llama (11; 27), para acelerar la compresión de la mezcla no quemada e incrementarla aceleración de la llama en la tercera cámara intermedia (14; 29).

Dispositivo accionado con gas con cámara de pre-compresión y cámara de propulsión La invención está relacionada con un dispositivo accionado con gas que comprende una primera cámara de un primer medio de compresión de volumen para prender un combustible de gas y generar una llama, una segunda cámara de un segundo volumen y medios para situar las dos cámaras en comunicación, diseñándose estos medios para permitir el paso de la llama, según el preámbulo de las reivindicaciones 1 o 2. Un ejemplo de este dispositivo se divulga en el documento EP1243383A.

La invención está relacionada más particularmente con un dispositivo de sellado de combustión interna accionado con gas en el cual se impulsa un pistón bajo la acción de la explosión de una mezcla de gas y aire de manera que, a través de su biela, golpea un clavo; esta es por tanto una pistola de clavos accionada con gas, o cualquier otro dispositivo de sujeción.

Los dispositivos con dos cámaras tienen ventajas. Con dos cámaras, la primera es una cámara de pre-compresión que permite aumentar la presión de la explosión en la segunda cámara, siendo la presión de la explosión en un cierto volumen proporcional a la presión de la mezcla antes de la explosión. Lo que sucede es que, debido a la explosión en la primera cámara, la presión de combustión así generada en esta primera cámara comprime la mezcla sin quemar que es empujada por el frente de la llama y pasa a la segunda cámara para aumentar la presión dentro de ella antes de que se produzca la explosión en esta segunda cámara. Si esta segunda cámara está delimitada parcialmente con un pistón de accionamiento, en virtud de esta pre compresión, el pistón se ha desplazado sólo muy ligeramente hacia delante en el momento en que se produce la explosión en esta segunda cámara para impulsar el pistón, permitiendo esto que el pistón obtenga un correcto beneficio de la energía de combustión del gas.

Cuando, además, hay un ventilador en la cámara del generador de llama, el ratio entre la combustión y el nivel de presión máxima en esta cámara aumenta, haciendo posible la reducción del tiempo de subida de esta presión y por tanto limitar aún más el movimiento del pistón en su cámara de accionamiento antes de que tenga lugar la explosión, y por lo tanto haciendo posible aumentar aún más la potencia del dispositivo.

Se observará que el efecto de un ventilador de aceleración es más que significativo; permite que el tiempo de subida de presión se reduzca por un factor del orden de 10.

Sin embargo, e incluso con una cámara de pre-compresión o pre-cámara de combustión, la compañía solicitante se ha dado cuenta de que puede no disfrutarse el beneficio completo de la energía de combustión del gas y que, como resultado, había una necesidad de tratar de mejorar aún más el nivel de presión y el ratio de combustión en la segunda cámara de accionamiento, y por lo tanto de incrementar la potencia de los aparatos de doble cámara.

Lo que sucede es que la llama generada en la primera cámara de pre-compresión pasa hacia la segunda cámara de accionamiento antes de que toda la mezcla no quemada procedente de la primera cámara haya sido capaz de entrar en la segunda cámara para aumentar la presión en ella. Ahora, tan pronto como la llama pasa a través de la segunda cámara, se produce la explosión.

Además, dada la relación pV/T = constante cuanto más se desea incrementar la presión de la cámara de accionamiento, más se necesita incrementar el volumen de la primera cámara de pre-combustión, y esto no es necesariamente deseable.

Es por tanto bajo estas circunstancias por las cuales el solicitante propone su invención.

Por lo tanto, esta invención está relacionada con un dispositivo accionado con gas como se indica en las reivindicaciones 1 ó 2.

En virtud de la invención, puede ser cierto que al menos todo el volumen de la mezcla de la tercera cámara intermedia se desplace hacia la segunda cámara de propulsión para aumentar la presión en ella, de manera que la llama generada en la primera cámara pasa a través de la entrada y salida de la cámara intermedia.

La tercera cámara intermedia para la compresión y aceleración de la llama es una cámara tubular, preferiblemente de sección transversal aproximadamente igual a aquella que genera la llama en la primera cámara generadora de llama.

En general, el dispositivo de la invención será un dispositivo de sellado, estando la segunda cámara de propulsión delimitada en particular por un pistón que aplica una sujeción y que pretende impulsarse por la acción de la explosión de la mezcla en esta segunda cámara de propulsión.

A modo de comparación y para proporcionar una buena ilustración, se enfatizará que, en un dispositivo convencional con solo una cámara para la generación de la llama y para la propulsión del pistón, el pistón puede haberse desplazado, en el pico de presión, alrededor de dos centímetros, para un recorrido global de alrededor de 10 centímetros; en un dispositivo de dos cámaras, esta porción de recorrido perdido puede reducirse a la mitad, hasta alrededor de 1 centímetro y en el dispositivo de la invención, se reduce más aún por un factor de 3 o 4, hasta alrededor de 0, 3 cm.

En virtud de la invención, como el volumen útil esencialmente reside en la cámara intermedia, el volumen de la primera cámara generadora de llama puede reducirse y esto tiene la ventaja adicional de facilitar en gran medida las condiciones bajo las cuales puede escapar la mezcla quemada y bajo las cuales el dispositivo puede enfriarse.

En un caso, con dos cámaras, o en el otro, con solo una cámara aguas arriba de la cámara de propulsión, es preferible disponer válvulas a la entrada de esta cámara de propulsión.

Ventajosamente, en el caso de un dispositivo de sellado con un pistón para aplicar sujeciones, que comprende un cuerpo en el cual se monta un pistón deslizante, un alojamiento para acomodar un cargador de sujeciones y una empuñadura de manejo y de accionamiento, la cámara o cámaras para la generación de una llama, la compresión y aceleración de la llama se forma en la empuñadura, creando un diseño modular del dispositivo más sencillo y reduciendo su tamaño.

Se entenderá mejor la invención con la ayuda de la siguiente descripción de diversos modos de realización del dispositivo de la invención, con referencia a los dibujos adjuntos en los cuales:

-

La Figura 1 es una representación esquemática del dispositivo de tres cámaras.

-

La Figura 2 es una representación esquemática del dispositivo de dos cámaras.

-

La Figura 3 es una representación esquemática de una forma modular alternativa del dispositivo de la Figura

1.

El dispositivo de la Figura 1 es una pistola de clavos accionada con gas para aplicar clavos 1 en un material 2. Comprende un cuerpo 3 con una guía 4 en punta en el frente, y en la parte inferior, un accionamiento y una empuñadura 5 de accionamiento. Para aplicar los clavos 1, se monta un pistón 6, a través de su cabeza 8, para que deslice en un cilindro 7. El pistón 6 tiene una biela 9 que impulsa los clavos 1. El cuerpo 3 comprende un alojamiento para acomodar un cartucho de gas combustible destinado a inyectarse en un dispositivo de cámaras de combustión antes de que se encienda la mezcla de gas y aire para impulsar el pistón 6. El cuerpo 3 también comprende una cabeza cilíndrica que soporta una bujía 10 para encender la mezcla.

En este caso, en el cuerpo 3, hay una primera cámara 11, con un orificio 12 de entrada de gas en el cual sobresale la bujía 10, cuya cámara es una cámara para la pre-compresión de la mezcla gas-aire y para la generación de una llama. En esta primera cámara 11 se monta el ventilador 13 de un dispositivo de ventilación a motor. La cámara 11 se comunica con la entrada a una cámara tubular intermedia 14 que es una cámara para la compresión y aceleración de la llama. La cámara tubular intermedia 14 se comunica, a través de su salida y a través de un número de orificios 16 que se pueden cerrar con una válvula 17, con una última cámara 15, delimitada en parte por la cabeza 8 del pistón, que es una cámara de propulsión.

Se explica a continuación la forma en que funciona el dispositivo.

Después de cerrarse la última cámara 15 de propulsión, y de que se inyecte el gas en la primera cámara 11, la bujía 10 creará una chispa que encienda la mezcla de gas y aire en la cámara 11, cuya combustión de la mezcla provocará que aumente la presión en esta cámara. Debido al aumento de presión, la mezcla no quemada de la primera cámara 11 y especialmente de la cámara tubular... [Seguir leyendo]

1. Un dispositivo accionado por gas que comprende:

- una primera cámara para la pre-compresión de un gas combustible y la generación de una llama (11; 27)

-una segunda cámara de propulsión (15; 23) , y -medios (16; 38) para la colocación de dos cámaras en comunicación para permitir que pase la llama, -una tercera cámara tubular intermedia (14; 29) que conecta la primera y segunda cámaras (11, 15; 27, 23)

para la compresión de la mezcla no quemada en la segunda cámara (15; 23) y para acelerar la llama entre la primera (11; 27) y la segunda cámara (15; 23) ,

dispositivo caracterizado porque además comprende un ventilador de aceleración (13; 28) en la primera cámara de generación de llama (11; 27) , para acelerar la compresión de la mezcla no quemada e incrementar la aceleración de la llama en la tercera cámara intermedia (14; 29) .

2. Un dispositivo accionado por gas que comprende:

- una primera cámara tubular para la pre-compresión de un gas combustible y la generación de una llama (18) -una segunda cámara (15) de propulsión, y -medios (16) para la colocación de dos cámaras en comunicación entre sí diseñadas para permitir que pase la llama,

- la tercera cámara (18) se diseña para ser una cámara de pre-compresión y generación de una llama y para comprimir la mezcla no quemada en la segunda cámara (15) y acelerar la llama entre la primera (18) y la segunda cámara (15) ,

dispositivo caracterizado porque comprende un ventilador (13) de aceleración para acelerar la compresión de la mezcla no quemada e incrementar la aceleración de la llama en dicha primera cámara (18) . 25

3. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, en el que la cámara (14; 18; 29) para compresión y aceleración de la llama es una cámara tubular de sección transversal aproximadamente igual a la llama.

4. Dispositivo de acuerdo con alguna de las reivindicaciones 1 a 3, que es un aparato de sellado, cuya cámara (15;

23) de propulsión está delimitada por un pistón (6; 22) para impulsar una sujeción y está destinado a ser propulsado por la acción de una explosión de la mezcla en esta cámara de propulsión.

5. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, en las que dichos medios (16; 38) de comunicación comprenden medios (17) de válvula.

6. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, en las que dichos medios (16; 38) de comunicación 35 comprenden diversos orificios.

7. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 a 6, en los que hay un cuerpo (20) que comprende un cilindro (21) en el que el pistón (22) está montado de forma deslizante, un alojamiento (37) para acomodar un cargador de sujeciones y una empuñadura manejable (25) en el que se forma la cámara (29) para la compresión y aceleración de la llama.

8. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 7, en el que la cámara (27) de generación de llama se forma en la empuñadura (25) .

9. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7 y 8, en la que la cámara (23) de propulsión se forma en la parte trasera del cuerpo (20) , detrás del cilindro (21) .

10. Dispositivo de acuerdo tanto con una de las reivindicaciones 7 a 9, que comprende un módulo (20) del cuerpo, 45 un módulo (37) para alojamiento de la carga, y un módulo (25) de empuñadura.