ES2329280T3 - Aparato de ajuste de fijacion. - Google Patents
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Abstract
Aparato de ajuste de fijación para clavar elementos de fijación en un sustrato, con una guía de pistón (13), que presenta una cavidad (14), en la que está dispuesto un pistón de ajuste de fijación (20) desplazable axialmente, en el que el pistón de ajuste de fijación (20) presenta una cabeza de pistón (23) y un vástago de pistón (21), con una guía de bulón (12) que se conecta en la guía de pistón (13) y con una instalación de tope del pistón (30) el pistón de ajuste de fijación (20), que está dispuesto en una zona extrema de la cavidad (14) dirigida hacia la guía de bulón (12), en el que la instalación de tope de pistón (30) presenta un elemento de tope para el pistón de ajuste de fijación (20), en el que el elemento de tope presenta un primer anillo (31) y un segundo anillo (32), que están dispuestos coaxiales entre sí y desplazables uno con respecto al otro y están apoyados mutuamente sobre un elemento elástico, caracterizado porque entre el primero (31) y el segundo anillo (32) está dispuesto un espacio de alojamiento (33) relleno con partículas (34) y hermético frente a estas partículas (34).
Description
Aparato de ajuste de fijación.
La presente invención se refiere a un aparato de
ajuste de fijación del tipo mencionado en el preámbulo de la
reivindicación 1 de la patente. Tales aparatos de ajuste de fijación
se pueden accionar con combustibles sólidos, gaseosos o líquidos o
también con aire a presión o aire comprimido, En los aparatos de
ajuste de fijación accionados por combustión, se acciona un pistón
de fijación a través de los gases de la combustión. A través de
este pistón de fijación se pueden clavar entonces elementos de
fijación, como por ejemplo clavos o bulones, en un sustrato.
En los aparatos de ajuste de fijación, se conoce
a partir del documento DE 39 30 592 A1 guiar el pistón en una guía
de pistón, que está dispuesta desplazable axialmente en un casquillo
de carcasa del aparato de ajuste de fijación. Para que se pueda
iniciar un proceso de ajuste de fijación, el aparato de ajuste de
fijación debe presionarse en un sustrato, de manera que la guía de
pistón es introducida a presión en el casquillo de la carcasa. Para
la eliminación de la energía del pistón en caso ajustes erróneos o
en caso de exceso de energía está previsto delante en la guía del
pistón, en su zona extrema dirigida hacia una guía de bulón, un
cuerpo anular elástico, que retiene el pistón.
Sin embargo, en este caso es un inconveniente
que cuando el desgaste del cuerpo anular elástico es demasiado
grande y éste no se puede reconocer, pueden sufrir daños componentes
esenciales y caros del aparato. Además, el collar del pistón que
incide en el cuerpo anular, debe presentar un diámetro lo más grande
posible, para evitar una destrucción prematura del cuerpo anular
elástico. De esta manera, se eleva el peso del aparato. Por otra
parte, el pistón rebota en virtud de la elasticidad del cuerpo
anular después de incidir sobre éste, de manera que se puede
producir un impacto posterior no deseado del pistón, especialmente
en el caso de energías de ajuste grandes.
A partir del documento DE 196 17 671 C1, del que
parte la presente invención, se conoce un aparato de ajuste de
fijación de bulón accionado por fuerza de pólvora con un pistón
dispuesto en un taladro de guía del cañón. El pistón presenta una
cabeza de pistón y un vástago de pistón, en el que la cabeza del
pistón configura en su lado dirigido hacia el vástago del pistón
una sección cónica. Frente a esta sección cónica del pistón está
dispuesto un alojamiento cónico en el extremo del lado de la boca de
la parte delantera del cañón, en el que se puede introducir la
sección cónica en el caso de un ajuste de fijación erróneo durante
un proceso de ajuste de fijación con exceso de energía. Un disco de
amortiguación dispuesto en la dirección de ajuste de fijación
detrás del alojamiento cónico amortigua en este caso la incidencia
del pistón.
Aquí se evita un desgaste elevado del disco de
amortiguación elástico, como puede aparecer en el aparato de ajuste
de fijación conocido a partir del documento DE 39 30 592 A1. Sin
embargo, también aquí es un inconveniente que se puede producir un
rebote y, por lo tanto, un impacto posterior del pistón.
Se conoce a partir del documento US 4.824.003
un aparato de ajuste de fijación, en el que entre la guía del
pistón y la guía del bulón están dispuestos un primer anillo rígido
y un anillo elástico uno detrás de otro. En el anillo elástico está
dispuesto, además, todavía otro anillo rígido, que limita la carrera
del primer anillo rígido. El primer anillo rígido presenta un
orificio de paso, que se estrecha cónicamente en la dirección de
ajuste de fijación para el vástago de pistón. El pistón está
configurado cónicamente en la superficie del collar del pistón que
está dirigida hacia el primer anillo rígido, de manera que los
contornos de la superficie cónica del pistón y del orificio de paso
cónico del primer anillo rígido se complementan entre sí.
También aquí existe el inconveniente de que se
puede producir un rebote y, por lo tanto, un impacto posterior del
pistón.
El cometido de la presente invención consiste,
por lo tanto, en desarrollar un aparato de ajuste de fijación del
tipo mencionado anteriormente, que evita los inconvenientes
mencionados anteriormente y reduce a un mínimo la velocidad de
reborde del pistón.
El cometido de acuerdo con la invención se
soluciona a través de un aparato de ajuste de fijación con las
características de la reivindicación 1. De acuerdo con ello, es
suficiente que un elemento de tope presente un primer anillo y un
segundo anillo, que están dispuestos coaxiales entre sí y se puedan
desplazar uno con respecto al otro y entre ellos esté dispuesto un
espacio de alojamiento relleno con partículas y hermético frente a
estas partículas. De esta manera, en el caso de un ajuste de
fijación erróneo se consigue una conversión casi completa de la
energía de impacto del pistón de ajuste de fijación en calor, que se
produce durante la fricción de las partículas entre sí, cuando el
primer anillo es presionado bajo compresión del espacio de
alojamiento y de las partículas que se encuentran allí en dirección
al segundo anillo De la misma manera se impide en gran medida un
rebote del pistón de ajuste de fijación a través de las partículas.
El primer anillo y el segundo anillo se apoyan mutuamente sobre un
elemento elástico, como por ejemplo un elemento de resorte o un
elemento de goma, con lo que se garantiza de una manera sencilla una
recuperación de los dos anillos uno del otro y una distensión del
espacio de alojamiento después de un impacto del pistón de ajuste de
fijación. El segundo anillo puede estar configurado en este caso
también en una sola pieza con la guía del pistón. El espacio de
alojamiento puede presentar en este caso, por ejemplo, una altura
perpendicularmente a una base de 1 - 5 mm.
De manera ventajosa, el espacio de alojamiento
se extiende entre dos superficies de limitación cónicas opuestas
entre sí de los dos anillos. El espacio de alojamiento tiene de esta
manera una forma cónica correspondiente, que garantiza una buena
distribución de la presión sobre las partículas.
En este caso es favorable que el elemento
elástico sea un cuerpo anular elástico, que está dispuesto entre el
primer anillo y el segundo anillo y que cierra el espacio de
alojamiento radialmente hacia fuera. Por medio de un cuerpo anular
de este tipo se consigue entonces no sólo la recuperación de los
anillos y la distensión de nuevo del espacio de alojamiento, sino
también una obturación del espacio de alojamiento contra una salida
de partículas radialmente hacia fuera. Además, las partículas se
pueden desviar bajo presión también en la dirección del cuerpo
anular, con lo que se puede influir positivamente sobre el
movimiento de empuje entre el anillo superior y el anillo
inferior.
De manera ventajosa, las partículas presentan un
tamaño de grano entre 0,1 mm y 5,0 mm. El tamaño del grano
corresponde en este caso en las partículas esféricas a su diámetro.
Las partículas de este tamaño impiden especialmente bien un rebote
del pistón de ajuste de fijación.
De la misma manera es ventajoso que las
partículas estén provistas en la periferia con un lubricante, como
por ejemplo aceite o grafito, con lo que se mejoran las propiedades
de recuperación de las partículas.
Además, es ventajoso que las partículas estén
configuradas como bolas de acero, que presentan una dureza de 40 -
65 HRC. Éstas tienen buenas propiedades mecánicas y alcanzan una
duración de vida alta. Pero es concebible también la utilización
de otros metales, cerámica o minerales adecuados.
En una configuración ventajosa con buena
distribución de la presión sobre las partículas, las superficies de
limitación cónicas presentan, respectivamente, semi-ángulos cónicos
iguales en un intervalo de 10º a 50º.
De una manera alternativa, las superficies de
limitación cónicas pueden presentar también semi-ángulos cónicos,
que están en un intervalo de 10º a 50º y que se diferencian en torno
a 0,5º a 5º. Esto puede ser ventajoso de acuerdo con el material y
el grano de las partículas.
En una variante ventajosa, en el espacio de
alojamiento está dispuesto todavía al menos un elemento elástico,
como por ejemplo una pieza de espuma que se puede comprimir
fuertemente. A través de esta medida se pone a disposición un
espacio de desviación para las partículas, que se encuentra dentro
del espacio de alojamiento. De manera alternativa a una pieza de
espuma, entre el cuerpo anular elástico y el casquillo que lo rodea
en la periferia puede estar previsto también un espacio hueco, en el
que se puede desviar el cuerpo anular elástico.
Otras ventajas y características de la invención
se deducen a partir de las reivindicaciones dependientes, de la
descripción siguiente y de los dibujos. En los dibujos se representa
la invención en varios ejemplos de realización.
En este caso:
La figura 1 muestra esquemáticamente un aparato
de ajuste de fijación de acuerdo con la invención con una
instalación de tope del pistón, parcialmente en la sección
longitudinal.
La figura 2a muestra un detalle ampliado del
aparato de ajuste de fijación de acuerdo con la marca IIa de la
figura 1.
La figura 2b muestra el detalle de la figura 1,
que corresponde a la figura 2a, cuando el elemento de tope del
pistón está cerrado.
La figura 3 muestra un detalle de otro aparato
de ajuste de fijación en la semi-sección
longitudinal.
La figura 4 muestras un detalle de otro aparato
de ajuste de fijación en la sección longitudinal.
En las figuras 1 y 2a se reproduce un aparato de
ajuste de fijación 10 guiado manualmente, que presenta una
instalación de tope del pistón designada, en general, con 30. El
aparato de ajuste de fijación 10 presenta en este caso, además, una
guía de pistón 13 dispuesta en una carcasa 11 de una o varias
partes. En una cavidad 14 de la guía de pistón 13 está dispuesto
desplazable un pistón de ajuste de fijación 20, que puede ser
accionado a través de un medio de impulsión o de sus productos de
reacción, como por ejemplo gases de combustión, etc. El pistón de
ajuste de fijación 20 presenta un vástago de pistón 21, en el que se
conecta en la dirección de ajuste de fijación 40 del aparato de
ajuste de fijación 10 en una cabeza de pistón 23. Un collar de
pistón 22 está dispuesto distanciado de la cabeza del pistón 23
sobre el vástago del pistón 21 y presenta una contra superficie de
tope 24 dispuesta en la dirección de la instalación de tope del
pistón 30, que está configurada cónicamente en el ejemplo de
realización. El collar del pistón 22 con la contra superficie de
tope 24 podría estar dispuesta desviándose de la forma de
realización representada aquí, pero también directamente en la zona
de la cabeza del pistón 23 que se encuentra en la dirección de
ajuste de fijación. La guía del pistón 13 está alojada de forma
desplazable en la carcasa 11 configurada en forma de casquillo,
contra la que se apoya elásticamente sobre un elemento de resorte
19. En el extremo de la guía del pistón 13, que está colocado
opuesto a la dirección de ajuste de fijación 40, está dispuesto un
almacén de cartuchos 25 para el alojamiento de una carga de
propulsión, por ejemplo en forma de un cartucho, de una pastilla o
de un blister.
Solamente es posible un proceso de ajuste de
fijación con el aparato de ajuste de fijación cuando el aparato de
ajuste de fijación 10 es presionado con una guía de pistón 12
antepuesta a la guía de pistón 13 en la dirección de ajuste de
fijación contra un sustrato no representado aquí. La guía del pistón
12 está conectada en un punto de intersección 26, que está
configurado, por ejemplo, como rosca, con la guía del pistón. Para
la activación de un proceso de ajuste de fijación, en el aparato de
ajuste de fijación 10 está dispuesto todavía un conmutador de
activación 18.
En el extremo de la guía del pistón 13 que está
dirigido hacia la guía del pistón 12, está dispuesta la instalación
de tope del pistón 30 ya mencionada, que se apoya en un tope 15 de
un alojamiento 16 de la guía del pistón 12. Esta instalación de
tope del pistón 30 presenta en el presente ejemplo de realización
un primer anillo 31 configurado como anillo cónico metálico y un
segundo anillo 32 configurado como anillo cónico metálico, que
forman conjuntamente un elemento de tope. Entre los dos anillos 31,
32 está dispuesto un cuerpo anular elástico 35, por ejemplo de
HNBR, que distancia ambos anillos uno del otro, de manera que entre
ambos anillos 31, 32 está configurado un espacio de alojamiento 33.
Este espacio de alojamiento 33 está relleno con partículas 34 en
forma de bolas de acero. El espacio de alojamiento se cierra hacia
el pistón de ajuste de fijación 20 por una sección cilíndrica 38
del primer anillo 31. Sobre esta sección cilíndrica 38 se asienta
el segundo anillo 32 y se fija allí en su posición sobre un elemento
de seguridad 28, como por ejemplo un anillo de seguridad, bajo
tensión previa ligera del cuerpo anular elástico 35. En lugar de
bolas de acero se podrían utilizar también, por ejemplo, bolas de
cerámica. Las partículas 34 presentan, respectivamente, un diámetro
de aproximadamente 0,2 mm y están recubiertas con preferencia con
polvo de grafito. Pero, en general, se pueden utilizar también
partículas 34 con un diámetro de aproximadamente 0,1 a 5 mm. Las
bolas de acero utilizadas presentan una dureza de aproximadamente
56 HRC. Pero, en general, también es posible utilizar bolas de
acero con una dureza de 40 a 65 HRC.
El espacio de alojamiento 33 se encuentra entre
una primera superficie de limitación cónica 41, que está
configurada en el primer anillo 31 y una segunda superficie de
limitación cónica 42, que está configurada en el segundo anillo 32.
Ambas superficies de limitación cónicas 41, 42 presentan en el
ejemplo representado los mismos semi-ángulos cónicos
\alpha_{1}, \alpha_{2} de 16º, de manera que los
semi-ángulos cónicos en el intervalo de 10º - 50º son favorables en
sí. El espacio de alojamiento 33 presenta en el presente ejemplo de
realización una altura h perpendicularmente a su base, que se
configura aquí a través de una de las dos superficies de limitación
cónicas (41, 42), de 2 mm. Esta altura h corresponde en este caso
al espesor de capa de las partículas 34, que rellenan el espacio de
alojamiento 33. En general, se ha revelado que es favorable que las
alturas h o bien los espesores de capa de las partículas 34 estén en
el intervalo de aproximadamente 1 a 5 mm.
En el lado del primer anillo 31 que está alejado
de la guía del pistón 12 está dispuesta una superficie de tope 17
en este anillo, que está configurada en el ejemplo de realización
como superficie cónica y contra la que puede rebotar el pistón de
ajuste de fijación 20 con la contra superficie de tope 24
configurada en el collar del pistón 22, para frenarla sobre la
instalación de tope del pistón 30, cuando éste avanza hacia delante
debido a un ajuste de fijación erróneo o en virtud de una carga
propulsora demasiado fuerte hasta el primer anillo 31. La contra
superficie de tope 24 está configurada en este caso complementaria
de la superficie de tope 17 y en el presente ejemplo está
configurada de la misma manera como superficie cónica. Además, en
el primer anillo 31 está dispuesto un orificio de paso cilíndrico
39, a través del cual está guiado el vástago de pistón 21.
En el caso de un impacto del pistón de ajuste de
fijación 20 en la dirección de ajuste de fijación 40 sobre la
instalación de tope del pistón 30, el primer anillo 31 es
presionado en la dirección de la flecha 43 contra el cuerpo anular
elástico 35 y las partículas 34 en el espacio de alojamiento 33. Las
partículas 34 son presionadas en este caso contra el segundo anillo
32 y posibilitan un deslizamiento del primer anillo 31 en la
dirección de la flecha 43 sobre el segundo anillo 32. En virtud de
la fricción alta de las partículas 34 entre sí se convierte en este
caso una gran parte de la energía de impacto en calor, de manera que
la deformación plástica de las partículas 34 es sólo mínima. Las
partículas 34 impiden un rebote del pistón de ajuste de fijación
20, puesto que las fuerzas de fricción entre sí actúan también en
dirección opuesta a la dirección de la flecha 43.
El cuerpo anular elástico 35 es aplastado de la
misma manera en dirección axial en el caso de un impacto del pistón
de ajuste de fijación 20, Además, las partículas 34 se desvían
también en dirección al cuerpo anular elástico 35 y lo aplastan en
este caso también lateralmente. Al final del proceso de impacto, el
cuerpo anular elástico 35 sirve para la recuperación de la
instalación de tope del pistón 30 a su posición de partida. Las
partículas 34 se encuentran después de esta recuperación de nuevo en
su configuración de partida.
En la figura 2b se representa el aparato de
ajuste de fijación 10 descrito anteriormente con la instalación de
tope del pistón 30 desgastada. El avance estático del pistón de
ajuste de fijación 20 es aproximadamente 2 mm mayor. El extremo de
la sección cilíndrica 38, que está dirigido hacia la guía del pistón
12, que está provisto con una superficie de chaflán 48, marcha
contra un chaflán 27 en sentido opuesto en la guía del pistón 12 y
se deforma a través de éste hacia dentro. A través de esta presión
hacia dentro, se atasca el pistón de ajuste de fijación 20 en su
vástago de pistón 21 en la instalación de tope del pistón 30, de
manera que se señaliza el desgaste de la instalación de tope del
pistón 30 al usuario.
El relleno del espacio de alojamiento 22 con
partículas 34 durante la fabricación y mantenimiento de la
instalación de tope del pistón 30 se puede realizar, por una parte,
a través de un taladro en uno de los anillos 3, 32, de manera que
la agitación favorece el ajuste de las partículas. Por otra parte,
sería posible para el relleno un acoplamiento bilateral del cuerpo
del anillo elástico 35 en el estado montado.
Como otra variante, sería concebible un relleno
en cantidad dosificada en el estado distendido de los anillos 31,
32. Además, sería concebible una inserción de un anillo de
partículas 34, que se ha destruido mecánicamente a través del
primer proceso de tope del pistón. Las partículas 34 estarían
disponibles de esta manera después del empleo por primera vez de la
instalación de tope del pistón 30.
El aparato de ajuste de fijación representado en
la figura 3 solamente se diferencia del aparato descrito
anteriormente en las figuras 1 a 2b porque ambos semi-ángulos
cónicos \alpha_{1}, \alpha_{2} tienen diferente magnitud.
De esta manera, el semi-ángulo cónico \alpha_{1} de la primera
superficie de limitación 41 tiene 18º, mientras que el semi-ángulo
cónico \alpha_{2} de la segunda superficie de limitación 42
tiene 16º. De esta manera se puede conseguir una distribución
mejorada de la presión. Debido a otros signos de referencia no
mencionados aquí, se remite en toda la extensión a la descripción
precedente con relación a las figuras 1 a 2b.
El aparato de ajuste de fijación representado en
la figura 4 se diferencia del aparato descrito anteriormente en las
figuras 1 a 2b solamente porque en el espacio de alojamiento está
dispuesto un elemento flexible 37, como por ejemplo una pieza de
espuma, con lo que se mejora la libertad de movimiento de las
partículas 34. Además, el cuerpo anular elástico 35 es retenido
radialmente hacia fuera a través de una proyección circundante 36
del segundo anillo 32, con lo que se impide una desviación completa
del cuerpo anular elástico 35 hacia fuera. En esta variante, se
puede ajustar el recorrido de tope del pistón de ajuste de fijación
20 sobre el volumen del elemento elástico 37. La separación
funcional entre el cuerpo anular elástico 35 y el elemento elástico
37 - función de recuperación sobre el cuerpo anular elástico 35 y
función de modificación del volumen sobre el elemento elástico 37
posibilita ajustar mejor el freno. Como variante, también es
concebible, por ejemplo, que la goma de recuperación esté
totalmente rodeado por un casquillo de acero. Debido a otros signos
de referencia no mencionados aquí, se remite en toda la extensión a
la descripción precedente con relación a las figuras 1 a 2b.
Claims (8)
1. Aparato de ajuste de fijación para clavar
elementos de fijación en un sustrato, con una guía de pistón (13),
que presenta una cavidad (14), en la que está dispuesto un pistón de
ajuste de fijación (20) desplazable axialmente, en el que el pistón
de ajuste de fijación (20) presenta una cabeza de pistón (23) y un
vástago de pistón (21), con una guía de bulón (12) que se conecta
en la guía de pistón (13) y con una instalación de tope del pistón
(30) el pistón de ajuste de fijación (20), que está dispuesto en una
zona extrema de la cavidad (14) dirigida hacia la guía de bulón
(12), en el que la instalación de tope de pistón (30) presenta un
elemento de tope para el pistón de ajuste de fijación (20), en el
que el elemento de tope presenta un primer anillo (31) y un segundo
anillo (32), que están dispuestos coaxiales entre sí y desplazables
uno con respecto al otro y están apoyados mutuamente sobre un
elemento elástico, caracterizado porque entre el primero (31)
y el segundo anillo (32) está dispuesto un espacio de alojamiento
(33) relleno con partículas (34) y hermético frente a estas
partículas (34).
2. Aparato de ajuste de fijación de acuerdo con
la reivindicación 1, caracterizado porque el espacio de
alojamiento (33) se extiende entre dos superficies de limitación
(41, 42) opuestas entre sí de los dos anillos (31, 32).
3. Aparato de ajuste de fijación de acuerdo con
la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento
elástico es un cuerpo anular elástico (35), que está dispuesto
entre el primer anillo (31) y el segundo anillo (32) y que cierra
el espacio de alojamiento (33) radialmente hacia fuera.
4. Aparato de ajuste de fijación de acuerdo con
la reivindicación 1, caracterizado porque las partículas
(34) presentan un tamaño del grano entre 0,1 mm y 5,0 mm.
5. Aparato de ajuste de fijación de acuerdo con
la reivindicación 1 ó 4, caracterizado porque las partículas
(34) están provistas en la circunferencia con un lubricante.
6. Aparato de ajuste de fijación de acuerdo con
una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque las
partículas (34) están configuradas como bolas de acero, que
presentan una dureza de 40 a 65 HRC.
7. Aparato de ajuste de fijación de acuerdo con
una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque las
superficies de limitación cónicas (41, 42) presentan,
respectivamente, semi-ángulos cónicos (\alpha_{1},
\alpha_{2}) iguales en un intervalo de 10º a 50º.
8. Aparato de ajuste de fijación de acuerdo con
una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque en
el espacio de alojamiento (33) está dispuesto todavía al menos un
elemento elástico (37).
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