Aparato para la impulsión de elementos de fijación.

Un aparato (30) de impulsión de elementos de fijación para impulsar un elemento de fijación (4) en un sustrato,

el aparato comprende:

una fuente de potencia (31);

un circuito de control (10), dicho circuito de control está acoplado operativamente a dicha fuente de potencia;

un motor (1), dicho motor está acoplado operativamente a dicha fuente de potencia, dicho motor responde a dicho circuito de control (10);

un pistón de vacío (8);

un convertidor (5) de movimiento lineal, dicho convertidor de movimiento lineal está acoplado operativamente a dicho motor (1), dicho convertidor de movimiento lineal está acoplado operativamente a dicho pistón de vacío (8);

un pistón de impulsión (11);

un yunque (33), dicho yunque está acoplado operativamente a dicho pistón de impulsión (11);

un medio de retención (9), dicho medio de retención retiene dicho pistón de impulsión en una primera posición hasta aplicar una fuerza suficiente sobre el pistón de impulsión o hasta que sea liberada una fuerza de retención de dicho medio de retención; y

un cilindro (6); dicho pistón de vacío es capaz de moverse con un movimiento de vaivén dentro de dicho cilindro;

caracterizado por que dicho pistón de impulsión es capaz de moverse con un movimiento de vaivén dentro de dicho cilindro, en donde durante un ciclo de impulsión dicho convertidor de movimiento lineal acciona dicho pistón de vacío de modo que se genera un vacío, un vacío que es aplicado sobre dicho pistón de impulsión, y cuando dicho vacío alcanza un volumen suficiente, dicho medio de retención (9) libera dicho pistón de impulsión (11) y en donde dicho pistón de impulsión se mueve desde una primera posición hasta una segunda posición de modo que dicho yunque (33) sea capaz de impulsar un elemento de fijación en un sustrato.

Aparato para la impulsión de elementos de fijación REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS

La presente solicitud es una continuación de y reivindica la prioridad según el 35 U.S.C. § 120 sobre la Solicitud de Patente en trámite Serie Nº 13/888.863 de EEUU en tramitación, presentada el 7 de Mayo de 2013, cuya solicitud `863 reivindica una prioridad según el 35 U.S.C. § 119 sobre la Solicitud de Patente Provisional 61/691.746 presentada el 21 de Agosto de 2012. Adicionalmente, la presente solicitud reivindica una prioridad según el 35

U.S.C. § 119 sobre la Solicitud Provisional de EEUU Serie Nº 61/691.746 en tramitación, presentada el 21 de Agosto de 2012.

CAMPO DE LA DESCRIPCIÓN

La presente descripción se refiere aparatos de impulsión de elementos de fijación, y más particularmente a tales mecanismos de impulsión de elementos de fijación o grapas que requieren el funcionamiento como una herramienta manual. Tal dispositivo es conocido a partir del documento WO 2012061295 A2.

ANTECEDENTES

Un aparato impulsor de elementos de fijación (también denominado aquí "remachadora" o "dispositivo") generalmente pesa menos de 6, 8 kg (15 libras) y es generalmente adecuado para una operación totalmente portátil. Los contratistas y propietarios de viviendas normalmente usan medios asistidos de impulsión de elementos de fijación en la madera. Estos medios asistidos de impulsión de elementos de fijación pueden tener la forma de sistemas de elementos de fijación de acabado usados en zócalos o molduras superiores en casas y en proyectos domésticos, o la forma de sistemas normales de elementos de fijación que se usan para hacer paredes o tender un revestimiento sobre las mismas. Estos sistemas pueden ser portátiles (es decir, no conectados o unidos a un compresor de aire o toma de corriente en la pared) o no portátiles.

El aparato impulsor de elementos de fijación más normal usa una fuente de aire comprimido para accionar un cilindro para empujar un elemento de fijación en un sustrato. Para aplicaciones en las que no se requiera la portabilidad éste es un sistema muy funcional y permite la rápida entrega de elementos de fijación para un montaje rápido. Sin embargo, una desventaja es que requiere que el usuario compre un compresor de aire y los cables aéreos asociados con el fin de usar este sistema. Una desventaja adicional es el inconveniente de estar unido el dispositivo (a través de una tubería de aire) a un compresor de aire.

Para resolver este problema varios tipos de impulsores de elementos de fijación portátiles operan sin celdas de combustible. Típicamente estas remachadoras tienen un cilindro en el que se introduce un combustible junto con oxígeno del aire. La subsiguiente mezcla se inflama con la consiguiente expansión de los gases que empujan el cilindro y de este modo impulsan el elemento de fijación en las piezas en las que se trabaja. Este diseño es complicado y es bastante más caro por lo tanto que una remachadora de elementos de fijación neumática normal. Son necesarios tanto la electricidad como el combustible ya que la fuente de chispas obtiene su energía típicamente de unas baterías. La ocupación de una cámara con una mezcla explosiva de combustible, el uso de cartuchos de combustible consumibles, la fuerte detonación y la liberación de los productos de la combustión son todas las desventajas de esta solución. Sistemas tales como éstos existen ya y se venden comercialmente a contratistas con el nombre de Paslode.

Otra solución comercialmente disponible son las remachadoras de elementos de fijación que usan la energía eléctrica para impulsar una grapadora o punta con alambre. Estas unidades típicamente usan un solenoide para impulsar el elemento de fijación (tal como los comercialmente disponibles con el nombre Arrow o los que usan un sistema de trinquete con muelle tal como la grapadora eléctrica Ryobi) . Estas unidades están limitadas a elementos de fijación cortos (típicamente de 1" o menores) , están sometidas a unas fuerzas de reacción altas sobre el usuario y están limitadas por su velocidad de repetición. La alta fuerza de reacción es una consecuencia del comparativamente largo tiempo que emplea para impulsar el elemento de sujeción en el sustrato. Adicionalmente, debido al uso de muelles mecánicos o solenoides, la capacidad de impulsar elementos de fijación más largos o elementos de fijación más anchos está severamente limitada, lo que relega estos dispositivos a un conjunto de aplicaciones limitado. Una desventaja adicional de las unidades impulsadas por solenoides es que a menudo tienen que ser enchufadas a la pared con el fin de tener un voltaje suficiente para crear la fuerza necesaria para impulsar incluso elementos de fijación cortos.

Una solución final disponible comercialmente es usar un mecanismo de volante y embragar el volante a un yunque que impulsa el elemento de fijación. Ejemplos de tales herramientas pueden encontrarse con el nombre Dewalt. Esta herramienta es capaz de impulsar los elementos de fijación muy rápidamente y de tamaños mayores. La principal desventaja de tal herramienta es su gran peso y tamaño en comparación con la neumática equivalente. Adicionalmente, el mecanismo de impulsión es muy complicado, lo que significa un coste de venta al por menor alto en comparación con la remachadora de elementos de fijación neumática.

Claramente basada en los anteriores esfuerzos, existe la necesidad de proporcionar una solución portátil para impulsar elementos de fijación que no sea voluminosa debido a las celdas de combustible o a las tuberías de aire. Adicionalmente, la solución tiene que proporcionar una baja sensación de reacción, impulsar elementos de fijación de tamaño grande y ser simple, barata y de funcionamiento robusto.

La técnica anterior propone varios modos adicionales de impulsar un elemento de fijación o grapa. La primera técnica se basa en un diseño de impacto múltiple. En este diseño un motor u otra fuente de potencia está conectado al yunque de impacto por medio de un dispositivo de desplazamiento en vacío o de otro dispositivo. Esto permite que la fuente de potencia realice múltiples impactos sobre el elemento de fijación para impulsarlo al interior de la pieza en la que se trabaja. Las desventajas de este diseño incluyen una fatiga mayor del operador ya que la técnica de actuación es una serie de golpes en vez de un único movimiento de impulsión. Una desventaja adicional es que esta técnica requiere el uso de un mecanismo de absorción de energía una vez que el elemento de fijación está asentado. Esto es necesario para impedir que el yunque cause un daño excesivo al sustrato cuando asienta el elemento de fijación. Adicionalmente, los diseños de impactos múltiples no son muy eficientes debido a la constante inversión del movimiento y a la velocidad limitada de producción del operador.

Un segundo diseño que proponen las Patentes de EEUU Nos 3.589.588, 5.503.319 y 3.172.121 incluye el uso de mecanismos de almacenamiento de energía potencial (en la forma de un muelle mecánico) . En estos diseños el muelle es montado (o accionado) por medio de un motor eléctrico. Una vez que el muelle está suficientemente comprimido, la energía es liberada desde el muelle al interior del yunque (o pieza de impulsión del elemento de fijación) , y de este modo empuja el elemento de fijación en el sustrato. En este diseño existen varias desventajas. Éstas incluyen la necesidad de un sistema complejo de comprimir y controlar el muelle, y con el fin de almacenar una energía suficiente, el muelle tiene que ser muy pesado y voluminoso. Adicionalmente, el muelle sufre una fatiga, lo que da a la herramienta una vida muy corta. Finalmente, los muelles de metal tienen que mover una importante cantidad de masa con el fin de descomprimirse, y el resultado es que estos impulsores de elementos de fijación a baja velocidad dan lugar a una fuerza de reacción alta sobre el usuario.

Para mejorar este diseño, se ha usado un muelle neumático para sustituir el muelle mecánico. La Patente de EEUU Nº 4.215.808 propone comprimir el aire dentro de un cilindro y a continuación liberar el aire comprimido mediante el uso de una transmisión por engranaje. Esta patente supera algunos de los problemas asociados con los elementos de fijación impulsados por un muelle mecánico antes descritos, pero está sometida a otras limitaciones. Un tema particularmente molesto relativo a estos diseños es el peligro para la seguridad en el caso en que se obstruya el yunque en el recorrido hacia abajo. Si el yunque se obstruye o se deforma dentro del alimentador y el operador trata de eliminar la obstrucción, está sometido a toda la fuerza del yunque, ya que el yunque... [Seguir leyendo]

1. Un aparato (30) de impulsión de elementos de fijación para impulsar un elemento de fijación (4) en un sustrato, el aparato comprende:

una fuente de potencia (31) ;

un circuito de control (10) , dicho circuito de control está acoplado operativamente a dicha fuente de potencia;

un motor (1) , dicho motor está acoplado operativamente a dicha fuente de potencia, dicho motor responde a dicho circuito de control (10) ;

un pistón de vacío (8) ;

un convertidor (5) de movimiento lineal, dicho convertidor de movimiento lineal está acoplado operativamente a dicho motor (1) , dicho convertidor de movimiento lineal está acoplado operativamente a dicho pistón de vacío (8) ;

un pistón de impulsión (11) ;

un yunque (33) , dicho yunque está acoplado operativamente a dicho pistón de impulsión (11) ;

un medio de retención (9) , dicho medio de retención retiene dicho pistón de impulsión en una primera posición hasta aplicar una fuerza suficiente sobre el pistón de impulsión o hasta que sea liberada una fuerza de retención de dicho medio de retención; y un cilindro (6) ; dicho pistón de vacío es capaz de moverse con un movimiento de vaivén dentro de dicho cilindro;

caracterizado por que dicho pistón de impulsión es capaz de moverse con un movimiento de vaivén dentro de dicho cilindro, en donde durante un ciclo de impulsión dicho convertidor de movimiento lineal acciona dicho pistón de vacío de modo que se genera un vacío, un vacío que es aplicado sobre dicho pistón de impulsión, y cuando dicho vacío alcanza un volumen suficiente, dicho medio de retención (9) libera dicho pistón de impulsión (11) y en donde dicho pistón de impulsión se mueve desde una primera posición hasta una segunda posición de modo que dicho yunque (33) sea capaz de impulsar un elemento de fijación en un sustrato.

2. El aparato reivindicado en la reivindicación 1, que además comprende:

al menos un sensor (12) ;

en donde dicho al menos un sensor es capaz de determinar una posición de al menos uno de dicho pistón de vacío y dicho pistón de impulsión, y dicho al menos un sensor es además capaz de al menos (i) dirigir dicho circuito de control para detener la operación del aparato con base en al menos una posición de al menos uno de dicho pistón de vacío y dicho pistón de impulsión, o (ii) hacer que el medio de retención libere el pistón de impulsión.

3. El aparato reivindicado en la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde durante un ciclo de retorno dicho pistón de impulsión (11) es movido desde la segunda posición a la primera posición de modo que el aparato después de esto sea capaz de repetir el ciclo de impulsión.

4. El aparato reivindicado en la reivindicación 1, que además comprende:

una cámara (13) , dicha cámara está formada o expandida y es capaz de recibir un vacío en ella;

en donde durante dicho ciclo de impulsión dicho convertidor (5) de movimiento lineal acciona dicho pistón de vacío (8) de modo que dicho vacío sea generado en la cámara; y en donde durante un ciclo de retorno dicho pistón de impulsión es movido desde la segunda posición a la primera posición de modo que el aparato después de esto sea capaz de repetir el mismo ciclo.

5. El aparato reivindicado en la reivindicación 1 o la reivindicación 2 o la reivindicación 4, en donde dicho medio de retención (9) comprende al menos uno de un imán, un electroimán, un solenoide, un medio mecánico, una válvula neumática, y un ajuste de fricción.

6. El aparato reivindicado en la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde dicho aparato comprende además un medio de ventilación (35) , dicho medio de ventilación es capaz de dar salida a cualquier aire en exceso de una cantidad umbral atrapado entre dicho pistón de vacío y dicho pistón de impulsión.

7. El aparato reivindicado en la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde dicho aparato comprende además al menos una válvula (36) conectada operativamente a al menos uno de dicho cilindro y de dicho pistón de vacío.

8. El aparato reivindicado en la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde dicho aparato comprende además un parachoques (7) , dicho al menos un parachoques está dispuesto entre dicho pistón de vacío y dicho

pistón de impulsión, dicho al menos un parachoques absorbe al menos una parte de la energía remanente dentro de dicho pistón de impulsión después de que al menos uno del ciclo de impulsión y del ciclo de retorno se haya terminado.

9. El aparato reivindicado en la reivindicación 1 o la reivindicación 4, en donde dicho circuito de control (10)

impide la posterior operación del aparato tras la detección de un estado de fallo hasta que el estado de fallo haya sido resuelto.

10. El aparato reivindicado en la reivindicación 2, en donde dicho al menos un sensor (12) es capaz de detectar la existencia de un estado de fallo, dicho circuito de control (10) impide la posterior operación del aparato tras la detección de un estado de fallo hasta que el estado de fallo haya sido resuelto.

11. El aparato reivindicado en la reivindicación 1 o la reivindicación 2 o la reivindicación 4, en donde dicho aparato comprende además un elemento mecánico, dicho elemento mecánico es capaz de liberar dicho pistón de impulsión de dicho medio de retención con base en una posición de dicho pistón de vacío en dicho cilindro.