MXPA01010165A - Suspension de herramienta activada por combustion para motor de ventilador con nucleo ferrico. - Google Patents

Suspension de herramienta activada por combustion para motor de ventilador con nucleo ferrico.

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MXPA01010165A
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Abstract

Un mecanismo de suspension para un motor de un ventilador de camara de combustion en una herramienta manual impulsada por combustion, construida y dispuesta para impulsar una hoja impulsora para impulsar un perno a una pieza de trabajo, donde la herramienta genera una aceleracion axial hacia arriba del motor al haber combustion en la camara, una aceleracion axial reciproca subsiguiente del motor cuando el piston toca un tope, y cuando menos una de las aceleraciones causa que el motor oscile respecto a la herramienta, donde el mecanismo de suspension incluye una porcion de suspension configurada para proporcionar una amortiguacion progresiva al motor al generarse las aceleraciones axiales.

Description

SUSPENSIÓN DE HERRAMIENTA ACTIVADA POR COMBUSTIÓN PARA MOTOR DE VENTILADOR CON NÚCLEO FÉRRICO SOLICITUD RELACIONADA La presente solicitud está relacionada con la Solicitud de Patente de los EE.UU. copendiente con No. de Serie 08/996,284, registrada el 22 de diciembre de 1997, para "Herramienta activada por combustión con suspensión para motor de ventilador con cámara de combustión perfeccionada", incorporada a la presente por referencia. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere en general a perfeccionamientos en herramientas portátiles y activadas por combustión para impulsar pernos, particularmente a perfeccionamientos relacionados con la suspensión de un motor para un ventilador de cámara de combustión para disminuir la aceleración y oscilación axiales operativamente inducidas del motor, para disminuir el desgaste del motor, y específicamente en aplicaciones donde se utilizan motores de bajo costo de ventilador con núcleo férrico para impulsar el motor de ventilador de la cámara de combustión. Las herramientas portátiles activadas por combustión, o conocidas como herramientas de marca IMPULSE®, que se utilizan para impulsar pernos en piezas de trabajo, se describen en las patentes de los EE.UU. de asignación común para Nikolich, No. de Reg. de Pat. 32,452, y las patentes de los EE.UU. No. 4,522,162; 4,483,473; 4,483,474; 4,403,722; 5,197,646 y 5,263,439, todas éstas incorporadas a la presente por referencia. Hay herramientas similares activadas por combustión para impulsar clavos y grapas, comercialmente disponibles de ITW-Paslode de Vernon Hills, Illinois, EE.UU., bajo la marca IMPULSE®. Estas herramientas incorporan un compartimento de herramienta con forma general de pistola en el que se aloja un pequeño motor de- combustión interna. El motor es activado por una reserva de gas combustible a presión, también conocida como celda de combustible. Una unidad electrónica de distribución de energía activada por baterías produce la chispa para la ignición, y un ventilador ubicado en la cámara de combustión proporciona una combustión eficiente dentro de la cámara y facilita la expulsión, incluyendo el escape de productos secundarios de la combustión. El motor incluye un pistón reciprocante con una hoja impulsora elongada y rígida dispuesta dentro de un cuerpo de cilindro. Una manga de válvula es axialmente reciprocante alrededor del cilindro y, mediante una articulación, se mueve para cerrar la cámara de combustión cuando se oprime un elemento de contacto de trabajo en el extremo de la articulación contra una pieza de trabajo. Esta acción de oprimir también activa una válvula medidora de combustible para introducir un volumen específico de combustible hacia la cámara de combustión cerrada. Al jalar un interruptor activador, que causa la ignición de una carga de gas en la cámara de combustión del motor, el pistón y la hoja impulsora son disparados hacia abajo para producir impacto con un perno colocado, e impulsarlo hacia la pieza de trabajo. Luego el pistón regresa a su posición original, o "preparada", mediante diferenciales de presión de gas dentro del cilindro. Los pernos son alimentados como en cartucho en la boquilla, donde son sostenidos en una orientación apropiadamente colocada para recibir el impacto de la hoja impulsora. Al producirse la ignición de la mezcla de combustible y aire, la combustión de la cámara produce la aceleración del ensamblaje de pistón y hoja impulsora y la penetración del perno en la pieza de trabajo si el perno está presente. Este movimiento combinado hacia abajo produce una fuerza reactiva o retroceso del cuerpo de la herramienta. Por consiguiente, el motor de ventilador, que está suspendido en el cuerpo de la herramienta, está sujeto a una aceleración opuesta a la carrera de trabajo del pistón, la hoja impulsora y el perno. Luego, en un lapso de milisegundos, el momento del ensamblaje de pistón y hoja impulsora es detenido mediante el tope en el extremo opuesto del cilindro, y el cuerpo de herramienta es acelerado hacia la pieza de trabajo. Por consiguiente, el motor y el eje quedan sujetos a una fuerza de aceleración opuesta a la dirección de la primera aceleración. Estas aceleraciones recíprocas hacen que el motor oscile respecto a la herramienta. La magnitud de las aceleraciones, si no se mantienen bajo control, son perjudiciales para la vida y confiabilidad del motor. Las herramientas convencionales impulsadas por combustión del tipo IMPULSE® requieren motores especialmente diseñados para resistir estas aceleraciones recíprocas del eje y el motor, y las oscilaciones resultantes del motor. Entre otras cosas, los motores son preferiblemente del tipo de núcleo sin hierro, y están equipados con bujes internos de absorción de impactos, superficies de impulso y desgaste y una construcción general para trabajos pesados. Estas modificaciones hechas a la medida resultan en motores relativamente costosos que aumentan el costo de producción de las herramientas . Por consiguiente, existe la necesidad de un mecanismo de suspensión de motor para una herramienta activada por combustión que reduzca las demandas de operación sobre el motor, aumente la confiabilidad del motor y permita el uso de motores de ventilador más semejantes a los que se producen convencionalmente, para reducir el costo de producción de la herramienta. En un intento continuo para reducir los costos de fabricación, es deseable utilizar el motor de ventilador de menor costo posible para esta aplicación. En tal momento, el motor es un motor de núcleo férrico convencional, también conocido como motor DC cepillado de magneto permanente, del tipo producido por Canon y Nidec Copal de Japón, así como muchos otros fabricantes conocidos de motores. Cuando se utilizaron motores de núcleo férrico como motores de ventilador de herramienta de combustión, se descubrió que la suspensión convencional resultaba en una condición subamortiguada, donde el motor oscilaba excesivamente y fuera de coordinación respecto a la oscilación operativa de la herramienta de combustión, como se describió anteriormente. En otras palabras, existe una descoordinación de impedancia mecánica entre la herramienta de combustión y el motor de ventilador de la cámara de combustión. Esto se debe en gran parte al peso muy reducido de los motores de núcleo férrico en comparación a los motores convencionales. Los motores de núcleo férrico pesan tan sólo 1/3 de los motores de ventilador de cámara de combustión sin núcleo férrico. Los motores de núcleo férrico son menos durables y son incapaces de resistir fuerzas de 50g o mayores que se generan mediante la combustión. Como resultado, en la operación, las suspensiones convencionales para motor de herramientas de combustión subamortiguan el motor de núcleo férrico. Esta subamortiguación reduce significativamente la efectividad de la suspensión, y somete al motor a fuerzas axiales perjudiciales. En vez de ello, el objetivo es lograr una amortiguación crítica, en la que se obtenga la amortiguación exacta y suficiente para recibir el movimiento generado por combustión e impedir oscilaciones que excedan el punto de equilibrio. Una forma de lograr una amortiguación crítica entre el motor de ventilador y la herramienta de combustión es aumentar su flexibilidad, como al reducir la masa del miembro resiliente de suspensión que circunscribe y se proyecta radialmente del motor y el contenedor de motor para sujetar estas componentes a la cabeza de combustión de la herramienta. Se ha descubierto que aumentar la flexibilidad de esta forma, a un grado en que se suspenda satisfactoriamente el motor de núcleo férrico, también resulta en la situación insatisfactoria en que el miembro de suspensión pierde su resiliencia y, al generarse las fuerzas iniciadas por la combustión, es incapaz de hacer regresar al motor a la posición designada de inicio. Otro parámetro de diseño de las herramientas de combustión es que, aunque se conocen capacitores para reducir picos de voltajes y transientes para motores de escobilla, y es ventajoso colocar el capacitor cerca de la fuente de picos y transientes, los capacitores no fueron capaces de sobrevivir a las fuerzas de impacto generadas en una herramienta de combustión en el motor de ventilador. Por consiguiente, estos capacitores de supresión de ruido debieron ser montados en ubicaciones más remotas y por ello menos efectivas en la herramienta. Por consiguiente, existe la necesidad de una suspensión para motor de ventilador de herramienta de combustión que pueda acomodar un motor de núcleo férrico y proporcionar suficiente amortiguación para proteger al motor de fuerzas de impacto generadas por la combustión. Existe también la necesidad de una suspensión para motor de ventilador de herramienta de combustión que permita el montaje de un capacitor de supresión de ruido en o cerca del motor de ventilador. Por consiguiente, es un objeto de la presente invención proporcionar una herramienta perfeccionada activada por combustión con un mecanismo de suspensión perfeccionado para un motor de ventilador para cámara de combustión de núcleo férrico, en el que la suspensión reduce las aceleraciones recíprocas inducidas operativamente del motor, en tanto que mantienen las oscilaciones del motor dentro de un rango aceptable . Otro objeto de la presente invención es proporcionar una herramienta perfeccionada activada por combustión caracterizada por un mecanismo para amortiguar la oscilación operativamente inducida del motor de ventilador de cámara de combustión, especialmente cuando el motor es del tipo de núcleo férrico. Otro objeto más de la presente invención es proporcionar una herramienta perfeccionada activada por combustión que posea una suspensión montada en la herramienta para "flotar" respecto a la cámara de combustión y por consiguiente amortiguar las vibraciones inducidas por la combustión. Otro objeto de la presente invención es proporcionar una herramienta perfeccionada activada por combustión que posea un mecanismo de suspensión para un' motor de ventilador para cámara de combustión que aumente la vida del motor. Otro objeto de la presente invención es proporcionar una herramienta perfeccionada activada por combustión que posea un mecanismo de suspensión para un motor de ventilador para cámara de combustión que pueda acomodar el montaje de un capacitor de supresión de ruido en o cerca del motor de ventilador. SUMARIO DE LA INVENCIÓN Los objetos antes descritos son cumplidos o excedidos por la presente herramienta perfeccionada sujetadora activada por combustión, que se caracteriza por un mecanismo para suspender un motor de ventilador para cámara de combustión que reduce los efectos de la aceleración axial recíproca del motor, y la oscilación resultante del motor, durante la operación de la herramienta. En la modalidad preferida, el ensamblaje incluye una red flexible de goma vulcanizada a un anillo de retención del motor. La red también está vulcanizada a una abrazadera de montaje de cabezal de cilindro, de manera que sólo la red asegura el anillo a la abrazadera. Además, la abrazadera está montada mediante pernos y bujes con cuerda con el cabezal de cilindro, de forma -que "flota" respecto al movimiento de la cámara de combustión. Para este fin, la abrazadera se caracteriza por salientes resilientes ubicadas en los puntos de montaje del cabezal de cilindro que proporcionan amortiguación progresiva. Conforme el motor cambia de posición, se incrementa la amortiguación. Como tal, el presente mecanismo de suspensión de motor proporciona una amortiguación afinada con mayor precisión a los motores de ventilador de núcleo férrico que las suspensiones convencionales. Otra característica de la presente suspensión de motor es que permite el montaje de un capacitor de supresión de ruido en el motor de ventilador. Más específicamente, la presente invención proporciona un mecanismo de suspensión para un motor de un ventilador para cámara de combustión en una herramienta portátil activada por combustión construida y dispuesta para impulsar una hoja impulsora para impulsar un perno hacia una pieza de trabajo, donde la herramienta genera una aceleración axial hacia arriba del motor al haber combustión en la cámara, una aceleración axial recíproca subsiguiente del motor cuando el pistón sobresale de un tope, donde cuando menos una de las aceleraciones causa que el motor oscile respecto a la herramienta, donde el mecanismo de suspensión incluye una porción de suspensión configurada para proporcionar una amortiguación progresiva del motor al generarse las aceleraciones axiales. En otra modalidad, la presente invención proporciona un mecanismo de suspensión para un motor de un ventilador para cámara de combustión en una herramienta portátil construida y dispuesta para impulsar una hoja impulsora para impulsar un perno hacia una pieza de trabajo, donde el mecanismo de suspensión comprende una abrazadera para montaje de motor que, al sujetarse a un cabezal de cilindro de la herramienta, queda configurada para ser móvil respecto al cabezal de cilindro. En otra modalidad más, la presente invención proporciona un mecanismo de suspensión para un motor de un ventilador para cámara de combustión en una herramienta portátil activada por combustión, construida y dispuesta para impulsar una hoja impulsora para impulsar un perno hacia una pieza de trabajo, donde el mecanismo de suspensión incluye un anillo de retención para motor rígido que define una taza para aceptar el motor, donde el motor posee un extremo de eje de armadura, donde el anillo de retención del motor está configurado de tal manera que el motor queda asegurado a éste sólo en el extremo del eje de armadura. Además, la presente invención proporciona una herramienta portátil activada por combustión, construida y dispuesta para impulsar una hoja impulsora para impulsar un perno hacia una pieza de trabajo. La herramienta incluye una cámara de combustión definida en parte por un cabezal de cilindro, un ventilador para cámara de combustión, un motor conectado con el ventilador y un mecanismo de suspensión para el motor configurado para regular el movimiento axial relativo del motor respecto al cabezal de cilindro. El mecanismo de suspensión incluye una porción de suspensión configurada para proporcionar una amortiguación progresiva al motor, en cuanto se inicia la aceleración axial del cabezal de cilindro. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista lateral fragmentada de una herramienta sujetadora activada por combustión de conformidad a la presente invención, donde la herramienta está parcialmente cortada y en sección vertical, con propósitos de claridad. La Figura 2 es una vista aumentada en perspectiva del cabezal de cilindro de la herramienta que se muestra en la Figura 1, con el mecanismo de suspensión y el motor de ventilador para cámara de combustión de conformidad a la presente invención. La Figura 2A es una sección tomada a lo largo de la 5 línea 2A de la Figura 2, y en la dirección que se indica en general. La Figura 3 es una sección transversal del cabezal de cilindro y el mecanismo de suspensión de la presente invención tomado sobre la línea 3-3 de la Figura 2, y en la 10 dirección que se indica en general. La Figura 4 es una vista plana superior del presente mecanismo de suspensión, con porciones omitidas para más claridad. La Figura 5 es una vista fragmentada y aumentada 15 del mecanismo que se muestra en la Figura 4. La Figura 6 es una sección transversal tomada sobre la línea 6-6 de la Figura 4 y en la dirección que se indica en general. La Figura 7 es una vista plana superior de un 20 tablero de circuito configurado para montarse en el presente motor de ventilador para combustión. La Figura 8 es una gráfica que muestra la aceleración y oscilación operativamente inducidas de un motor de ventilador de núcleo férrico para cámara de combustión con suspensión convencional en una herramienta portátil activada ltíigfi^?¡¡aatil=a^j^ por combustión. El eje X representa el tiempo en milisegundos y el eje Y representa la aceleración en g, medida por un acelerómetro. La Figura 9 es una gráfica del tipo de la Figura 8, mostrando el funcionamiento de un motor de ventilador de núcleo férrico en una herramienta portátil activada por combustión, equipada con la suspensión perfeccionada para motor de la presente invención. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN 10 Haciendo ahora referencia a la Figura 1, una herramienta activada por combustión del tipo adecuado para utilizarse con la presente invención se designa en general como 10. La herramienta 10 posee un compartimento 12 que incluye una cámara principal de fuente de energía 14 con dimensiones para contener una fuente de energía autónoma de combustión interna 16, una cámara de celda de combustible 18 en general paralela y adyacente a la cámara principal 14, y una porción de manija 20 que se extiende desde un lado de la cámara de celda de combustible y opuesta a la cámara principal. Además, un cartucho de pernos 22 está colocado para extenderse en general paralelo a la porción de manija 20 desde un punto de unión con una boquilla 26 que depende de un extremo inferior 28 de la cámara principal 14. Se proporciona una batería (no se muestra) para proporcionar energía - -inr? ir. i i ?? eléctrica a la herramienta 10, y está alojada desprendiblemente en un compartimento (no se muestra) ubicado en el lado opuesto del compartimento 12 respecto al cartucho de pernos 22. Opuesto al extremo inferior 28 de la cámara principal, está un extremo superior 30. Un tapón 32 cubre el extremo superior 30 y está unido desprendiblemente con el compartimento 12 para proteger el motor de ventilador y la bujía. Tal y como se utilizan en la presente, "inferior" y "superior" se utilizan para hacer referencia a la herramienta 10 en un orientación operativa, como se muestra en la Figura 1; sin embargo, se comprenderá que la presente invención puede utilizarse en una variedad de orientaciones, dependiendo de la aplicación. Puede utilizarse una válvula medidora de combustible mecánicamente unida (no se muestra) , como la que se revela en la patente de los EE.UU. No. 4,483,474. Alternativamente, se proporciona una válvula electromagnética medidora de combustible de tipo solenoide (no se muestra) o una válvula inyectora del tipo descrito en la patente de los EE.UU. de asignación mancomunada No. 5,263,439, para introducir combustible en la cámara de combustión, como es conocido en la técnica. Un combustible de hidrocarburo líquido a presión, como MAPP, está contenido dentro de una celda de combustible ubicada en la cámara de celda de combustible 18, y está presurizado mediante un propelente, como se conoce en la técnica. Haciendo referencia a las Figuras 1, 2 y 3, un cabezal de cilindro 34, dispuesto en el extremo superior 30 de la cámara principal 14, define un extremo superior de una cámara de combustión 36, y proporciona un puerto de bujía (no se muestra) para una bujía 38 (sólo Figura 4), un motor de ventilador eléctrico 40 y un sello de anillo O 41. En la presente invención, el motor de ventilador 40 es un motor convencional de núcleo férrico, también conocido como motor DC de escobillas e imán permanente del tipo producido por Nidec Copal de Tokio, Japón, Canon de Japón, y muchos otros fabricantes de motores. El motor 40 posee un extremo de eje de armadura 42 con una armadura (no se muestra), un eje de armadura 43 y cuando menos una abertura de montaje 44, que puede tener cuerda, dependiendo de la aplicación. Haciendo ahora referencia a las Figuras 2, 2A y 3, el motor incluye un extremo de escobilla 45 opuesto al extremo de eje de armadura 42. Como es conocido en la técnica, el eje de armadura 43 (y la armadura, que no se muestra) está soportado en el motor por baleros. Un balero 46 en el extremo de escobilla 45, y similarmente en el extremo de eje de armadura 42, soportan axialmente el eje de armadura 43 y la armadura. Una característica del presente motor 40 es que el balero 46 posee un reborde 47 que está ubicado dentro de un compartimento de motor 48, en vez de estar en el exterior, como sucede con muchos motores convencionales, se descubrió que esta disposición del balero 46 y el reborde 47 previene un desasentamiento indeseable de los bujes convencionales tras quedar expuesto a fuerzas recíprocas repetidas del tipo generado por las herramientas de combustión, y que se describieron anteriormente. Además de las modificaciones anteriormente descritas, el motor convencional de núcleo férrico está preferiblemente reforzado para resistir mejor- el desafiante entorno de una herramienta de combustión. Por ejemplo, el conmutador está preferiblemente provisto de pestañas plásticas para impedir que gire respecto al eje de armadura 43, se aplica adhesivo adicional al conmutador para incrementar las capacidades de carga axial y rotacional, y los extremos de cable de las bobinas de la armadura están envueltas varias veces alrededor del aislante para impedir que se desenrollen. El motor de ventilador 40 está suspendido deslizantemente mediante un mecanismo de suspensión de motor de ventilador, designado en general como 50, dentro de una cavidad dependiente 52 en el centro del cabezal de cilindro, para permitir algún movimiento longitudinal del motor. Como puede apreciarse mejor en la Figura 3, el motor 40 está preferiblemente retenido en la cavidad 52, de forma que se crea un espacio de aire 54 entre el extremo inferior o de eje de armadura 42 del motor (alojado dentro de un tapón protector, como se describirá posteriormente) y un piso 56 de la cavidad 52. La función del espacio de aire 54 es proporcionar un espacio dinámico operativo, es decir, proporcionar espacio para el motor durante las oscilaciones que ocurren en el transcurso de la operación. Haciendo ahora referencia a las Figuras 2, 3 y 6, en una modalidad preferida el mecanismo 50 incluye una taza de retención de motor circular y rígida 58 con un reborde anular exterior 59,- una pared lateral en general cilindrica 60 y un piso 62. En la modalidad preferida, la taza de retención de motor 58 está hecha al troquelar un disco plano de hoja metálica o material equivalente, y está dimensionado para circunscribir y alojar el motor 40, aunque sin embargo puede apreciarse que pueden utilizarse otras formas para la taza 58 en herramientas que poseen diferentes formas de cabezal de cámara de combustión. Una ventaja de esta estructura de la taza 68 es que proporciona una barrera para proteger el motor 40 contra el calor y el polvo. Además, la taza 58 proporciona el punto de unión para el motor 40, puesto que el piso 62 está provisto de una abertura central de eje de armadura 64 (Figura 6) para acomodar el eje de armadura 43, y aberturas 65 a través de las que los pernos 66 aseguran el extremo de eje de armadura 42 al piso 62. Por consiguiente, una característica de la presente suspensión 50 es que el motor 40 está asegurado con la taza 58 sólo en el extremo de eje de armadura 42. Otra característica más de la taza de retención del motor 58 es que una vez que se asegura el motor 40 a ésta, funciona como balero lineal para el movimiento axial del motor respecto a la cavidad 52 en el cabezal de cilindro 34. El mecanismo de suspensión 50 también incluye una abrazadera de montaje 68 que está asegurada al cabezal de cilindro 34 con una pluralidad de, y preferiblemente tres, aberturas 70 por las que pasan pernos con cuerda 71. Como mejor puede apreciarse en las Figuras 3 y 6, la abrazadera 68 incluye una esquina con radio interno 72 y una pared lateral dependiente 74. La esquina 72 y la pared lateral 74 de la abrazadera 68 son concéntricas con, y radialmente separadas de, un reborde radial 76 de la taza de retención de motor 58. En la modalidad preferida, la taza de retención de motor 58 está provista con un tope resiliente en forma de "C" 75 (Figura 4) vulcanizado o unido al reborde anular exterior 59 de la taza 58. El tope 75 impide que la taza de retención del motor 58 haga contacto con un tablero de circuito 116 si la herramienta cae. Colocada entre la pared lateral dependiente 74 y el reborde radial 76, y asegurada a estos, hay una red resiliente 78 con una porción interior 80 asegurada al reborde de pared lateral 76, una porción media 82 y una porción externa 84 asegurada a la pared lateral 74 (que puede apreciarse en la Figura 6) . En la modalidad preferida, la red 78 es una goma de neopreno con una dureza durométrica de 25 a 30, vulcanizada con la taza 58 y la abrazadera 68. Sin embargo, se contempla que otros materiales y métodos de unión conocidos en la técnica pueden proporcionar la adhesión y propiedades de flexibilidad necesarias y similares a las de la goma. Como mejor puede apreciarse en la Figura 6, la red 78 está asegurada a' la pared lateral 74 y el reborde 76, de forma que una superficie superior 86 de la red forma una zona de depresión o muesca anular similar a un plato. Podrá apreciarse que la red 78 es la única estructura proporcionada para asegurar la abrazadera de montaje de cabezal 68 a la taza de retención de motor 58. Además, en la modalidad preferida, la superficie superior 86 preferiblemente posee una pluralidad de perforaciones descendientes y separadas equidistantemente 88 que se extienden cuando menos parcialmente por la porción media 82. En la modalidad preferida, las perforaciones 88 son ciegas, en el sentido de que no se extienden enteramente por la porción media 82. Se prefiere esta construcción como técnica de fabricación, para impedir que las rebabas de goma creadas al moldear las perforaciones se separen de la red 78 y caigan en el motor. Una superficie inferior 90 de la red 78 posee una muesca anular 92 configurada para que la muesca no se comunique con las perforaciones 88. Como se muestra en la Figura 4, la red 78 y una parte de la abrazadera de montaje 68 están interrumpidas, y no forman círculos completos, para permitir un espacio para instalar la bujía 38. La red 78 proporciona un sistema aislante y de absorción de impactos para minimizar la dinámica operativa de la cámara principal 14 causada por la combustión en el motor, y también para proteger el motor de la aceleración axial y oscilaciones grandes. Aunque la modalidad preferida incluye las perforaciones 88 en la superficie superior 86 y la muesca anular 92 en la superficie inferior 90, se contempla que las perforaciones y la muesca podrían estar en la superficie 86 o 90, y que la profundidad de la muesca 92 puede variar. La profundidad y orientación de las perforaciones 88 puede variar con la aplicación. Por ejemplo, también puede proporcionarse un segundo conjunto de perforaciones en la red 78 para que se abran hacia la superficie inferior 90. Además, la profundidad de la muesca 92 puede variar según la aplicación. Además, se contempla que muchos otros patrones o durometrías para la goma de la red 78 podrían proporcionar características similares de absorción de impactos. Por consiguiente, las perforaciones 88 y la muesca 92 no necesariamente deben estar presentes, y si lo están, no necesariamente deben ser redondas, y tampoco es necesario que las muescas o zonas deprimidas 86 y 92 sean anulares, y las perforaciones no necesitan estar en la superficie superior 86 caracterizada por esquinas redondeadas para impedir que se rompan. Se contempla que el conocedor de la técnica es capaz de variar la cantidad, separación, disposición y configuración de las perforaciones 88 o la muesca 92 para adecuarla a alguna aplicación en particular. Haciendo ahora referencia a las Figuras 4 a 6, una importante característica del presente mecanismo de suspensión 50 es que proporciona amortiguación progresiva al motor 40 al generarse fuerzas de impacto por la combustión en la herramientas 10. En la presente solicitud, "amortiguación progresiva" significa que el mecanismo de suspensión 50 proporciona mayor absorción de energía conforme el motor 40 se mueve axialmente respecto al cabezal de cilindro 34. Esta amortiguación progresiva reduce la aceleración y oscilación operativamente inducida del motor 40, y permite el uso de motores más convencionales para impulsar el ventilador. Un aspecto del presente mecanismo de suspensión 50 que proporciona esta ventaja es que la abrazadera de montaje 68 está parcialmente desacoplada respecto al cabezal de cilindro 34. En vez de estar rígidamente asegurada al cabezal de cilindro 34, la abrazadera de montaje 68 está asegurada al cabezal de cilindro con una pluralidad (preferiblemente tres) pernos con cuerda 71 y una pluralidad de bujes que se describen posteriormente, pero se retiene en una relación axialmente separada respecto al cabezal de cilindro mediante una pluralidad similar de miembros separadores resilientes 94 en cada punto de unión. Cada uno de los miembros separadores 94 posee una base 96 que, en la modalidad preferida es en general circular, aunque quedan contempladas otras formas. Se proporciona una abertura central 98 para acomodar el buje y el sujetador 71. Además, cada miembro separador 94 posee una pluralidad de, y preferiblemente tres, topes de goma 100 o de otro material resiliente y periféricamente separados que se proyectan en general axialmente desde la base 96. Vistos lateralmente, los topes de goma 100 son cónicos y forman un extremo superior puntiagudo o punta 102 al extenderse desde un extremo inferior 104 que se une a la base 96. Es una configuración cónica o triangular que proporciona la amortiguación progresiva. También se contempla que la cantidad y configuración precisa de los topes 100 puede variar para adecuarse a la aplicación. Cabe hacerse notar que los miembros separadores 94 preferiblemente están hechos del mismo material similar a la goma que forma la red resiliente 78, y preferiblemente están vulcanizados a la abrazadera de montaje 68 cuando se forma la red 78. Haciendo ahora referencia a las Figuras 2 y 6, el recorrido hacia arriba de la abrazadera de montaje 68 y los miembros separadores 94 está restringido por un buje de montaje rígido 106 asociado con cada miembro separador. Cada uno de los bujes de montaje 106 está configurado para unirse coincidentemente con el miembro separador resiliente 94, y posee un reborde que se proyecta radialmente 108 para proporcionar un tope al movimiento axial de la abrazadera montada en el cabezal 68. El reborde 108 está provisto de un diámetro suficiente para unirse con los topes 100. Además, los bujes 106 se unen con el cabezal de cilindro 34 en sus extremos inferiores, y están provistos de una longitud axial suficiente para acomodar el recorrido vertical de la abrazadera de montaje 68 durante la operación. En sus extremos superiores 110, los bujes 106 poseen un acoplador 112 con dimensiones para unirse coincidentemente con una abertura 114 correspondiente en un tablero de circuito 116 (Figura 6) . En cada punto de unión, una vez que el perno 71, con la asistencia de una arandela de bloqueo 118, asegura el tablero de circuito 116 y el buje 106 al cabezal de cilindro 34, la abrazadera de montaje 68 y la suspensión 50 de hecho "flotan", o son móviles independientemente de, y respecto a, el cabezal de cilindro. Debido a la construcción de los topes 100, cuando las fuerzas operativas causan que la suspensión 50 se mueva hacia arriba respecto al cabezal de cilindro 34, los topes 100 se comprimen, y su configuración cónica proporciona progresivamente más amortiguación al aumentar el movimiento axial de la abrazadera de montaje 68. Por consiguiente, mientras más recorrido axial de la abrazadera de montaje 68, más energía es absorbida por los miembros separadores resilientes 94 para desacelerar el motor 40. La amortiguación es limitada por el reborde radial 108 y el tablero de circuito 116. De ser necesario, la red resiliente 78 absorbe energía adicional, lo que permite que la taza de retención del motor 58 se mueva respecto a la abrazadera de montaje 68. Haciendo ahora referencia a las Figuras 2 y 7, otra característica de * la presente herramienta 10 es que la efectividad aumentada del mecanismo de suspensión 50 permite el montaje de un capacitor de supresión de ruido 120 directamente sobre el motor 40. Como se indicó anteriormente, los capacitores de supresión de ruido son conocidos para el propósito de reducir picos y transientes de voltaje. En las herramientas convencionales de combustión del tipo vendido con la marca IMPULSE®, los motores para trabajos relativamente pesados con núcleo no férrico no generaban picos de voltaje al grado de que fuera necesario un capacitor de supresión de ruido. Sin embargo, la presente herramienta 10 utiliza los motores de núcleo férrico 40 para trabajos típicamente más ligeros, para los que es aconsejable esta supresión, especialmente para proteger la unidad de control electrónico (ECU) que genera la señal para la bujía 38. De la misma manera, estos tipos de capacitor normalmente no pueden sobrevivir en las significativas fuerzas "g" que se generan en una herramienta de combustión. Por consiguiente, el presente mecanismo de suspensión 50 proporciona otro beneficio, en el sentido de que el capacitor 120 puede montarse directamente sobre el motor 40, para mayores cualidades supresivas. Más específicamente, el capacitor 102, que preferiblemente es del tamaño luf, aunque quedan contemplados otros tamaños, dependiendo de la aplicación, se conecta a un tablero de circuito 122 que posee un circuito convencional de supresión de ruido 124, como se conoce en la técnica. El tablero de circuito 122 y el capacitor 120 están montados adyacentes al extremo de cepillo 45 del motor 40. Para resistir los impactos experimentados por el motor 40, el tablero de circuito 122 está asegurado mediante una adhesivo químico al extremo de cepillo 45 del motor, además de puntos de soldadura 126. Un tapón protector 128 cubre el tablero de circuito 122 y se une a presión con el borde del tablero de circuito 122. Haciendo ahora referencia a la Figura 1, la cámara de combustión 36 en general cilindrica se abre y cierra mediante el movimiento de deslizamiento del miembro de válvula 130 que se mueve dentro de la cámara principal 14 mediante un elemento de contacto con pieza de trabajo 132 en la boquilla 26 utilizando un vínculo de manera conocida. El miembro de válvula 130 funciona como dispositivo de control de gas en la cámara de combustión 36, y las paredes laterales de la cámara de combustión están definidas por el miembro de válvula 130, cuyo extremo superior se une con un anillo "O" 41 para sellar el extremo superior de la cámara de combustión. Una porción inferior 136 del miembro de válvula 130 circunscribe un cuerpo de cilindro en general cilindrico o cilindro 138. Un extremo superior del cuerpo de cilindro 138 está provisto de un anillo "O" exterior (no se muestra) que se une con una porción correspondiente del miembro de válvula 130 para sellar un extremo inferior de la cámara de combustión 36. Dentro del cuerpo cilindrico 138 hay un pistón recíprocamente dispuesto 144 al que está unida una hoja impulsora 146 rígida y elongada que se utiliza para impulsar pernos (no se muestra) , adecuadamente colocada en la boquilla 26, hacia una pieza de trabajo (no se muestra) . Un extremo inferior del cuerpo de cilindro define un asiento 148 para un tope 150 que define el límite inferior de recorrido del pistón 144. En el extremo opuesto del cuerpo cilindrico 138, está fijado un anillo de retención 152 de tope de pistón para limitar el recorrido hacia arriba del pistón 144. Ubicados en la porción de manija 20 del compartimento 12 están los controles para operar la herramienta 10. Un ensamblaje de interruptor de gatillo 154 incluye un interruptor de gatillo 156, un gatillo 158 y un miembro inclinado de retorno de gatillo 160. La ECU 162, bajo el control del interruptor de gatillo 156, activa la bujía 38. Al jalarse el gatillo 158, se genera una señal desde la ECU 160 para causar una descarga en el estallador de la bujía 38, que enciende el combustible que se inyecta a la cámara de combustión 36 y se vaporiza o fragmenta por un ventilador 164. El ventilador 164 es impulsado por el eje de armadura 43, y está -ubicado dentro de la cámara de combustión 36 para aumentar el proceso de combustión y facilitar el enfriamiento y escape. El motor de ventilador 40 está controlado preferiblemente por un interruptor de cabezal y/o un interruptor de gatillo 156, como se revela con mayor detalle en las patentes anteriores incorporadas por referencia. La ignición obliga al pistón 144 y la hoja impulsora 146 a que desciendan por el cuerpo cilindrico 138, hasta que la hoja impulsora entra en contacto con un perno y lo impulsa hacia el substrato de forma bien conocida en la técnica. El pistón luego regresa a su posición original o "lista" mediante diferenciales de presión de gas dentro del cilindro, que se mantienen en parte por la condición sellada de la cámara de combustión 36. El motor de ventilador 40 experimenta dos aceleraciones primarias durante este ciclo. Primero, cuando la ignición de gases combustibles en la cámara 36 obligan al pistón hacia abajo y hacia la pieza de trabajo, y preferiblemente un perno hacia la pieza de trabajo, la herramienta 10 experimenta una fuerza opuesta hacia arriba, o fuerza de retroceso, en la dirección opuesta. El motor de ventilador 40, que está suspendido por el mecanismo 50 en la herramienta, es acelerado hacia arriba en la dirección del retroceso de la herramienta por una fuerza transmitida a través del mecanismo de suspensión. Además, el eje de armadura 43 es acelerado en la misma dirección al tener un movimiento constreñido respecto al motor dentro de los límites del juego axial. Entonces, en menos de aproximadamente 10 milisegundos, el pistón 144 sube por el cilindro 138 contra el tope 150. Esta acción cambia la aceleración de la herramienta 10 hacia la pieza de trabajo. Por consiguiente, el motor y eje se aceleran ahora en esta nueva dirección opuesta. Estas aceleraciones recíprocas son repetibles y el mecanismo de suspensión 50 debe ser afinado para que el motor no oscile excesivamente con respecto a la herramienta, y sobresalga hacia arriba o hacia abajo como se discutió anteriormente. Por "afinado" se quiere decir que la resiliencia del mecanismo de suspensión está ajustada para impedir que algún motor en particular oscile excesivamente dentro de límites predeterminados y específicos a la aplicación, dependiendo de la fuerza inducida por la combustión generada por la fuente de poder particular 16. El presente mecanismo de suspensión afinada 50 anticipa las dos aceleraciones opuestas separadas por un tiempo predeterminado razonablemente repetible y las limitaciones de resiliencia del motor dentro de los límites del tapón y el piso en la cavidad, para minimizar la fuerza de aceleración de las "g" sufridas por el motor. Las Figuras 8 y 9 muestran la aceleración y oscilación experimentadas por el motor durante la operación de la herramienta. Los resultados que se muestran en la Figura 8 son de una herramienta que posee una suspensión que incorpora la red resiliente 78 dispuesta entre la taza 58 y la abrazadera 68, y que incorpora un motor de núcleo férrico 40, que es más ligero que el motor para el que se diseñó la suspensión. Como se muestra, aproximadamente 4 milisegundos después de la ignición (que ocurre aproximadamente en el punto de 5 milisegundos en la gráfica) , que se muestra en 170, el motor experimentó una fuerza de aceleración de aproximadamente 40g de la aceleración de la herramienta debido a la fuerza de retroceso que se transmitió inmediatamente al motor a través del mecanismo de suspensión. Aproximadamente 9 milisegundos tras la ignición, que se muestra en 172, el motor experimentó una aceleración en la dirección opuesta de aproximadamente 135g luego del momento en que el pistón 144 llegó al fondo del cilindro 138 que fue transmitido nuevamente al motor. Posteriormente, el motor experimentó una oscilación de aproximadamente dos aceleraciones adicionales mayor, marcada como 174 (40 g) y 176 (25 g) causadas por la falta de afinación del mecanismo de suspensión. Nótese que esta suspensión no poseía la presente abrazadera de montaje "flotante" 68 y los topes 100. La Figura 9 muestra la aceleración y oscilación experimentadas por el motor 40 en una herramienta 10 equipada con el presente mecanismo perfeccionado de suspensión de motor de ventilador 50. Tras la ignición, la primera aceleración 170 del motor 40 fue de aproximadamente 30g, y la aceleración recíproca 172 fue de aproximadamente 35g. Posteriormente, el motor 40 no experimentó ninguna aceleración adicional superior a las 30 g. La amortiguación progresiva "flotante" proporcionada por el presente mecanismo de suspensión 50 causa menos aceleración inmediatamente transmitida, en tanto que tampoco permite una amplitud excesiva de oscilación, por lo que no hay piezas que sobresalen hacia arriba o hacia abajo. El resultado de la presente invención es que el mecanismo de suspensión perfeccionado para motor de ventilador 50 no sólo disminuye la aceleración del motor 40, sino que también disminuye el recorrido o desplazamiento general del motor y la cantidad de oscilación del motor. Como se muestra en las Figuras 8 y 9, y debido a una afinación apropiada, el mecanismo de suspensión perfeccionado de motor 50 disminuye la aceleración y también amortigua la oscilación y opera dinámicamente sin contacto nocivo con las limitaciones positivas de la herramienta 10 (sobresalir hacia arriba o hacia abajo) . Uno de los principales beneficios de este descubrimiento es que el motor 40 puede ser del tipo económico y ligero de núcleo férrico, y aún así puede resistir las severas fuerzas de aceleración generadas por la herramienta 10. En tanto que se mostró y describió una modalidad particular de la suspensión de herramienta de combustión para el motor de ventilador de núcleo férrico de la presente invención, los conocedores de la técnica podrán apreciar cambios y modificaciones que pueden hacerse en la presente invención sin apartarse de la invención en sus aspectos más amplios y que se describen en las reivindicaciones anexas.

Claims (29)

  1. REIVINDICACIONES 1. Un mecanismo de suspensión para un motor de un ventilador de cámara de combustión en una herramienta manual impulsada por combustión, construida y dispuesta para impulsar una hoja impulsora para impulsar un perno a una pieza de trabajo, donde la herramienta genera una aceleración axial hacia arriba del motor al haber combustión en la cámara, una aceleración axial recíproca subsiguiente del motor cuando el pistón toca un tope, y cuando menos una de las aceleraciones causa que el motor oscile respecto a la herramienta, donde el mecanismo de suspensión comprende: un dispositivo de suspensión configurado para proporcionar una amortiguación progresiva al motor al generarse las aceleraciones axiales.
  2. 2. El mecanismo de suspensión de la reivindicación 1, donde el dispositivo de suspensión está configurado para proporcionar una mayor amortiguación conforme aumenta el movimiento axial del motor.
  3. 3. El mecanismo de suspensión de la reivindicación 1, donde el dispositivo para suspender el motor incluye una abrazadera de montaje al cabezal asegurada resilientemente a un cabezal de cilindro de la cámara de combustión.
  4. 4. El mecanismo de suspensión de la reivindicación 3, que además incluye una pluralidad de puntos de unión para unir la abrazadera al cabezal de cilindro, donde cada punto de unión está provisto de cuando menos un miembro separador resiliente.
  5. 5. El mecanismo de suspensión de la reivindicación 4, donde cuando menos un miembro separador resiliente está configurado para proporcionar amortiguación progresiva.
  6. 6. El mecanismo de suspensión de la reivindicación 5, donde cuando menos un miembro separador resiliente posee una pluralidad de topes separados para proporcionar la amortiguación progresiva.
  7. 7. El mecanismo de suspensión de la reivindicación 6, donde cada tope posee un extremo superior y un extremo inferior, y es cónico desde el extremo inferior al extremo superior.
  8. 8. El mecanismo de suspensión de la reivindicación 7, donde existen tres topes para cada punto de montaje .
  9. 9. El mecanismo de suspensión de la reivindicación 5, que además incluye un buje rígido de montaje configurado para unirse con el miembro separador resiliente, y para proporcionar un tope para el movimiento axial de la abrazadera de montaje de cabezal.
  10. 10. El mecanismo de suspensión de la reivindicación 9, donde el miembro separador resiliente incluye una pluralidad de topes cónicos, y el buje de montaje incluye un reborde que se proyecta radialmente para unirse con los topes.
  11. 11. El mecanismo de suspensión de la reivindicación 1, donde el dispositivo de suspensión del motor incluye una taza rígida de retención de motor que define un espacio para aceptar el motor, una abrazadera de montaje de cabezal radialmente separada del anillo y configurada para unirse a un cabezal de cilindro de la cámara de combustión, una red flexible dispuesta entre el anillo de retención y la abrazadera de montaje, y una pluralidad de puntos de unión para unirse la abrazadera de montaje con el cabezal de cilindro, donde cada punto de unión está provisto de un miembro separador resiliente configurado para proporcionar la amortiguación progresiva.
  12. 12. El mecanismo de suspensión de la reivindicación 11, donde cuando menos un miembro separador resiliente posee una pluralidad de topes separados para proporcionar la amortiguación progresiva.
  13. 13. El mecanismo de suspensión de la reivindicación 12, donde cada tope posee un extremo superior y un extremo inferior, y es cónico desde el extremo inferior hasta el extremo superior.
  14. 14. El mecanismo de suspensión de la reivindicación 1, donde la amortiguación es no lineal.
  15. 15. Un mecanismo de suspensión para un motor de un ventilador de cámara de combustión en una herramienta manual activada por combustión construida y dispuesta para impulsar una hoja impulsora para impulsar un perno en una pieza de trabajo, donde el mecanismo de suspensión comprende una abrazadera de montaje de motor que, al sujetarla a un cabezal de cilindro de la herramienta, está configurada para ser móvil respecto al cabezal de cilindro.
  16. 16. El -mecanismo de suspensión de la reivindicación 15, donde la abrazadera de montaje del motor posee una pluralidad de puntos de unión para sujetarse con el cabezal de cilindro, donde cada punto de unión incluye un miembro separador resiliente para proporcionar una fuerza amortiguadora progresiva al movimiento del motor respecto al cabezal de cilindro.
  17. 17. Un mecanismo de suspensión para un motor de un ventilador de cámara de combustión en una herramienta manual activada por combustión, construida y dispuesta para impulsar una hoja impulsora para impulsar un sujetador a una pieza de trabajo, donde el mecanismo de suspensión comprende: una taza rígida de retención de motor que define un espacio para aceptar el motor, donde el motor posee un extremo de eje de armadura, donde la taza de retención del motor está configurada para que el motor se asegure a ésta sólo en el extremo de eje de armadura.
  18. 18. El mecanismo de suspensión de la reivindicación 17, donde la taza está configurada para esencialmente alojar el motor.
  19. 19. El mecanismo de suspensión de la reivindicación 18, donde la taza está configurada para actuar como balero lineal para el movimiento del motor respecto al cabezal de cilindro.
  20. 20. Una herramienta manual activada por combustión construida y dispuesta para impulsar una hoja impulsora para impulsar un perno a una pieza de trabajo, donde la herramienta comprende: una cámara de combustión definida en parte por un cabezal de cilindro; un ventilador de cámara de combustión; un motor conectado con el ventilador; un mecanismo de suspensión conectado con el motor y configurado para regular el movimiento axial relativo del motor respecto al cabezal de cilindro, donde el mecanismo de suspensión incluye un dispositivo de suspensión configurado para proporcionar amortiguación progresiva del motor al iniciarse la aceleración axial del cabezal de cilindro.
  21. 21. La herramienta de la reivindicación 20, donde el motor es un motor de núcleo férrico .
  22. 22. La herramienta de la reivindicación 21, donde el motor posee un extremo de eje de armadura, y donde el motor está asegurado con el dispositivo de suspensión sólo en el extremo de eje de armadura.
  23. 23. La herramienta de la reivindicación 21, donde el motor incluye un compartimento y un balero para soportar un eje de armadura, donde el balero posee un reborde ubicado dentro del compartimento del motor.
  24. 24. La herramienta de la reivindicación 20, donde el motor es un motor de núcleo férrico y que además incluye un capacitor de supresión de ruido sujetado al motor.
  25. 25. La herramienta de la reivindicación 20, donde el dispositivo para suspender el motor incluye una taza rígida de retención de motor que define un espacio para aceptar el motor, una abrazadera de montaje de cabezal radialmente separada del anillo y configurada para unir el cabezal de cilindro de la cámara de combustión, una red flexible dispuesta entre el anillo de retención y la abrazadera de montaje, y una pluralidad de puntos de unión para unir la abrazadera de montaje al cabezal de cilindro, donde cada punto de unión está provisto de un miembro separador resiliente configurado para proporcionar la amortiguación progresiva.
  26. 26. Una herramienta manual activada por combustión construida y dispuesta para impulsar una hoja impulsora para impulsar un perno a una pieza de trabajo, donde la herramienta comprende : una cámara de combustión definida en parte por un cabezal de cilindro; un ventilador de cámara de combustión; y un motor de núcleo férrico conectado con el ventilador.
  27. 27. La herramienta de la reivindicación 26 que además comprende un mecanismo de suspensión conectado con el motor de núcleo férrico.
  28. 28. La herramienta de la reivindicación 27, donde el mecanismo de suspensión está configurado para regular el movimiento axial relativo del motor respecto al cabezal de cilindro.
  29. 29. La herramienta de la reivindicación 27, donde el mecanismo de suspensión además comprende un dispositivo de suspensión configurado para proporcionar amortiguación progresiva al motor al iniciar la aceleración axial del cabezal de cilindro.
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