ES2367269T3 - Proceso para determinar el uso de datos para un aparato portátil activado manualmente y el dispositivo para implementar el proceso. - Google Patents

Abstract

Proceso para determinar datos de uso para un aparato portátil accionado manualmente que es activado indirectamente por un pistón de accionamiento (6) que comprende, además, un medio (3, 15, 10-12) de impulsión del pistón y un medio (18) de amortiguación del pistón, caracterizado porque se utilizan (23, 25) datos de uso procedentes del aparato y la potencia del aparato es adaptada a estos datos en tiempo real por una alerta (25, 26, 33) emitida a su operador con relación a la activación con potencia insuficiente o con potencia excesiva.

Description

La invención comprende adaptar la potencia para dispositivos de fijación para fijar elementos en un material de soporte para el tamaño de estos elementos de fijación así como para el tipo de material.

Los clavos y las grapas se pueden considerar como elementos de fijación.

Más generalmente, la invención comprende todas las herramientas manuales portátiles del tipo de clavar y grapar, pero también para perforar o incluso para demoler, en pocas palabras, todas las herramientas utilizadas para fines tales como construcción, edificación, y obras públicas.

La invención es aplicable para herramientas accionadas con gas, pero se puede aplicar también a herramientas de corte con polvo, herramientas eléctricas o herramientas neumáticas.

Todas estas herramientas son activadas por encendido indirecto, con un pistón de accionamiento, específicamente una clavija o clavo de fijación, donde el pistón es impulsado hacia delante hasta que su cabeza es aplastada contra un amortiguador.

Todas estas herramientas pueden resistir numerosos impactos, especialmente dos en cada activación, una en el momento del encendido, cuando un aparato o cartucho de gas está implicado, y otra cuando el pistón es aplastado contra el amortiguador.

El aplastamiento del pistón contra el amortiguador puede causar un segundo impacto:

a) poco después del primero, que es un impacto significativo, en el caso de que se active cuando está vacío;

b) un poco después, pero todavía relativamente significativo para un escenario que implica un clavo corto o un

material delicado:

c) un tiempo más tarde, para un clavo largo o material duro o

d) todavía un tiempo más tarde, en el caso de un clavo largo y material muy duro.

En el primer caso, a), el aparato es sobre-activado muy claramente, en el segundo caso, b), es sobre-activado todavía, pero menos, en el tercer caso, c), el aparato está todavía muy ligeramente sobre-activado y finalmente en el cuarto caso d), el aparato está activado en una medida insuficiente.

El uso de un aparato activado en una medida insuficiente no es más deseable que el uso de un aparato sobre-activado, puesto que esto podría conducir a deterioro y causar desgaste prematuro. Incluso es aconsejable alertar a un operador del aparato en el caso de uso intensivo con potencia superior e inferior a la ideal e incluso impedir que continúe utilizando su aparato.

El solicitante había deseado abordar este problema de adaptar la potencia de un aparato de fijación a las condiciones que rodean su uso, e incluso la idoneidad del propio aparato para esas condiciones de uso, por ejemplo reduciendo su peso o abandonando ciertos requerimientos de robustez o de resistencia mecánica para centrarse en la adaptación del aparato en la finalidad exacta para la que está diseñado y prolongar su periodo de vida útil en la mayor medida posible. Este problema es la motivación de esta invención y su innovación.

De esta manera, la invención implica en primer lugar un proceso de acuerdo con la reivindicación 1.

Debería indicarse que el documento FR-A-2.847.502 enseña una herramienta de fijación con un detector de desgaste asociado con las fracturas para el pistón de accionamiento dispuesto para detener el proceso de fijación de acuerdo con el desgaste de las fracturas. Esta referencia no enseña ninguna adaptación de la potencia de la herramienta.

El documento FR-A-2.856.325 enseña una herramienta de fijación con un dispositivo electrónico de supervisión para supervisar su desgaste para proporcionar datos relacionados con este desgaste y otros problemas de funcionamiento. Los datos no se utilizan para adaptar la potencia de la herramienta.

El documento US 2003/015088 enseña ajustar la potencia del pistón de accionamiento para controlar la profundidad de ajuste. La profundidad de ajuste no es un dato de uso.

El documento US-B1 6.216.935 enseña un dispositivo de grapar, cuya potencia se ajusta de acuerdo con el espesor de la obra a grapar. Este espesor no es un dato de uso.

La utilidad de la adaptación reside en avisar al operario, específicamente avisándole de activaciones que se realizan con potencia insuficiente o con potencia excesiva.

Por lo tanto, podemos medir el tiempo transcurrido entre el encendido y el impacto del pistón sobre el medio de amortiguación.

El uso del aparato se puede adaptar determinando la energía consumida por el pistón y la energía residual sobre el medio de amortiguación, y la energía consumida puede depender, en el caso de un dispositivo para la fijación de elementos de fijación, de la longitud de los elementos y de la resistencia del material de soporte sobre el que se montan los elementos.

La energía residual se puede determinar por un sensor. Los siguientes se pueden considerar como un sensor: un sensor piezoeléctrico, un sensor detector de deformación, un acelerómetro o cualquier otro detector de impacto.

La invención se refiere también a un aparato portátil activado manualmente con activación indirecta utilizando un pistón de accionamiento que consta de un medio de impulsión del pistón y un medio de amortiguación del pistón, distinguido por el hecho de que comprende un medio para detectar el impacto del pistón contra el medio de amortiguación.

Con preferencia, el detector de impacto está seleccionado del grupo que consta de un sensor detector de deformaciones y un sensor piezoeléctrico.

De manera ventajosa, el aparato comprende un medio de detección del encendido y un medio para calcular el tiempo transcurrido entre un encendido y el impacto del pistón contra el medio de amortiguación.

Con preferencia, el medio para calcular está dispuesto para determinar la energía residual del pistón en el momento de su impacto contra el medio de amortiguación e incluso de manera más ventajosa en un umbral de alerta.

La invención se comprenderá mejor a través de la siguiente descripción de una manera preferida de una forma de realización del aparato de la invención, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 muestra una vista en sección del aparato de la invención, que comprende un detector de impacto y un módulo de cálculo que permite la implementación del proceso de la invención.

La figura 2 muestra un diagrama de bloques funcional del aparato de la invención y de un sistema de asistencia diagnóstica acoplado al aparato.

La figura 3 muestra los diagramas de tiempo comparados que corresponden a una activación en vacío y a dos activaciones, con elementos de fijación de diferentes longitudes, y

La figura 4 muestra un diagrama de tiempo con la manera preferida de determinar datos de uso para el aparato de la invención y de utilizar estos datos.

Con referencia a la figura 1, el aparato mostrado aquí es un dispositivo de fijación para fijar elementos con activación de gas.

En su forma de realización estándar, comprende, en una carcasa 1, una base trasera 2, una cámara de combustión 3, un manguito de cámara de combustión 4, un cilindro 5, un pistón 6, una guía de clavija 8 y un soporte de guía de clavija 7. La guía de clavija 8 funciona como un sensor para rodear y cerrar la cámara de combustión 3.

El manguito de la cámara de combustión 4 está montado mediante deslizamiento sobre el cilindro 5, cierra la cámara de combustión 3 por detrás y por delante, con el pistón 6 y el cilindro 5. El pistón 6, que está equipado con una cabeza trasera 6’, está montado mediante deslizamiento sobre el cilindro 5, que es integral de la carcasa 1. La guía de clavija 8, que se proyecta fuera de la parte delantera de la carcasa 1, está montada mediante deslizamiento en el soporte de la guía de clavija 7, que es integral con la carcasa 1.

El cilindro 5 contiene, en su parte delantera, un amortiguador 18, que es integral del cilindro 5, contra el que la cabeza 6’ del pistón 6, que es impulsada hacia delante durante una activación, está diseñada para empujar y, en la parte trasera, un ventilador de mezcla 16.

Todos estos elementos del aparato tienen un eje común 9.

Los muelles 35 y 36 están diseñados para retornar hacia el manguito delantero 4, en la posición de reposo, cuando el aparato abandona el estado soportado. Cuando el dispositivo está en la posición de reposo, el manguito 4 y la guía de clavija 8 son retornados a la parte delantera por los muelles 35 y 36 y la cámara de combustión 3 se abre por detrás.

Un almacén de suministro, aquí provisto con clavos (no mostrados), se conecta con la guía de clavija 8, para cargar clavos en la guía de clavija 8.

El dispositivo consta de un sensor piezoeléctrico 23 entre la base transversal delantera 22 del cilindro 5 y el amortiguador 18, que está delante de este último. También se podría prever, encolado a la base 2, un acelerómetro

o un detector de impactos de cojinete o un sensor extensométrico de deformación montado sobre la base 2 o cilindro

5. El sensor 23 podría haber sido localizado también dentro del amortiguador 18.

El sensor 23 está conectado eléctricamente a un módulo de cálculo 25, que es un cuadro electrónico, que está fijado allí a la base 2, y que comprende esencialmente una función de cálculo 26 que se explicará con más detalle a continuación.

Con referencia a la figura 2, el dispositivo comprende, entre otras cosas, cuadros de memoria 29 y 31 que se pueden regrabar, que se pueden localizar en el módulo 25, y una luz de alarma 33, todos los cuales están conectados eléctricamente al módulo 25, y un conducto de inyección de gas 10, que está conectado a un dispositivo de admisión de gas 11 (una válvula de solenoide). Una bujía de chispa y de encendido 12 penetra en la cámara 3.

La válvula de solenoide 11, que está conectada a un cartucho de gas 15, para abrir y cerrar el conducto 10, inyecta en la cámara 3, antes de cada activación, una cantidad Q de gas durante un periodo de apertura D que corresponde a una potencia de encendido P.

Cuando el dispositivo está amarrado contra un soporte 100 (figura 1), la guía de clavija 8 es accionada hacia atrás con relación a su soporte 7, hacia el cilindro 5 y la carcasa 1. El desplazamiento de la guía de clavija 8 acciona el manguito 4 hacia atrás, a través del uso de la jaula 24, hasta que la cámara de combustión 3 se cierra en su parte trasera por la base 2 y, en la parte delantera, por la cabeza 6’ del pistón 6 y cilindro 5.

Mientras el retroceso del manguito 4 estás siendo detectado por un contacto 30, la válvula de solenoide 11 se abre por una función de control 20 de válvula de solenoide del módulo 25 durante el periodo de tiempo D y se inyecta gas por el conducto 10 desde el cartucho 15 en la cámara de combustión 3. Y cuando el manguito 4 entra en contacto con la base 2, activa el ventilador 16 con el fin de agitar el contenido de la cámara 3.

Cuando se acciona la activación controlada del dispositivo durante el encendido 37, estos medios 37 disparan, por una parte, una función de recogida 28 del módulo 25 y, por otra parte, la bujía de chispa 12 provoca que la mezcla de gas y aire contenida en la cámara de combustión 3 explosione; esto provoca la propulsión del pistón 6 hacia delante con una energía cinética total Et que es igual a la potencia de activación P.

Puesto que un clavo estaba instalado en la guía de clavija 8, el pistón 6 impulsa sobre el clavo, que es impulsado hacia delante y es presionado en el soporte 100, y de esta manera consume una energía útil Eu.

Al final del proceso, la cabeza 6’ del pistón 6 es impulsada contra el amortiguador 18 con una energía cinética residual Er, los gases de la combustión se escapan desde el cilindro 5 y la cámara de combustión 3 y el pistón 6 es accionado hacia atrás, de manera que retorna a la posición de reposo.

La energía Eu es tal que

Eu = Et – Er

A la salida del soporte del dispositivo, los muelles de retorno 35 y 36 son liberados, la guía de clavija 8 y el manguito 4 retornan a la posición de reposo y la cámara de combustión se abre de nuevo en la parte trasera.

Después de que la válvula de solenoide 11 se ha cerrado en el instante t0, el sensor de impacto 23, con referencia a la figura 3, puede detectar impactos 50, 51 ó 52 ó 53 sucesivos, que da lugar a explosión de la mezcla en un instante t1 y a la disipación de la energía Er al término de la carrera del pistón 6’ en el amortiguador 18 en varios intervalos de tiempo dt1, dt2, dt3 después de t1 de acuerdo con las condiciones de uso 1, 2, 3.

Condición 1: no existe ningún clavo en la guía de clavija 8 que provoque la activación cuando está vacía. Esto podría suceder cuando el almacén está vacío. dt1 es el periodo de tiempo mínimo. Por otra parte, las señales 50 y 51 suministradas por el sensor de impacto 23 son claramente iguales y son de amplitud igual a a1.

Condición 2: ha sido activado un clavo corto. dt2 es un periodo que es todavía mayor que el dt1 máximo conocido a partir de la experiencia anterior y registrado en la memoria 29. La activación permanece todavía sobre-activada, con una amplitud de la señal de energía residual a2, que es menor que a1.

Condición 3: ha sido activado un clavo largo. dt3 es un periodo de tiempo que es todavía mayor que el dt2 máximo conocido a partir de la experiencia anterior y registrado en la memoria 29. La activación está ligeramente sobre-activada con una amplitud de la señal a3 que es menor que a2.

Condición 4: una de las condiciones anteriores para las que a2 o a3 no están precisamente detectadas; la activación está accionada con una potencia insuficiente.

La longitud del clavo se ha considerado como dato de uso. La dureza o resistencia del material receptor es otro dato que podría combinarse con la longitud de los clavos. De esta manera, la condición 2 puede corresponder a un material blando y la condición 4 a un material muy duro.

El cálculo de los periodos de tiempo dt1, dt2 y dt3 se realiza a través de la función de recogida 28 con la ayuda de pitidos en tiempo real desde un cronómetro 27.

Aquí, los periodos de tiempo dt1, dt2, dt3 se calculan hallando la diferencia entre el instante t1 de la señal de activación emitido por medios de encendido 37 y el instante de recepción t1+dt1, dt2, dt3 del segundo impacto 51, 52, 53 contados a partir de t1.

Si, como en la condición 4, este segundo impacto no se produce dentro de un periodo de tiempo predeterminado, la energía total Et es insuficiente o, como en la condición 1, el dispositivo es activado cuando está vacío, el usuario es notificado por una señal específica 33, que puede ser visual o acústica. En este último caso, la función 26 cuenta el número de activaciones en vacío y, utilizando un circuito ET 34, bloquea la activación de la bujía de encendido 12 si este número excede un umbral predeterminado que ha sido registrado en la memoria 29.

En condiciones normales de activación, tales como las dos últimas anteriores, las amplitudes del impacto 52 y 53 al final de la trayectoria a2 y a3 son inferiores a la cantidad a1 que corresponde a activaciones en vacío. Estos datos a1, a2, a3 son recogidos también, si es aplicable, por la función de recogida 28 y son transmitidos a la función de cálculo 26.

La función de cálculo 26 deduce energías Et, Er y Eu desde que comienza con estas amplitudes a1, a2, a3, que son directamente representativas de las energías cinéticas del pistón 6 durante la activación y al final del proceso.

También se podría comparar la amplitud de la energía residual con un umbral y activar una alerta en el caso de que se exceda este umbral y, como en el caso anterior, bloquear el aparato si el número de veces que el umbral ha sido excedido supera otro umbral.

Con referencia a la figura 4, con el fin de ajustar la potencia de activación P del dispositivo de fijación, procedemos de la siguiente manera, donde la adaptación del dispositivo se realiza entonces en tiempo diferido.

Durante una etapa 103, el sensor 23 detecta datos de uso característicos a1, a2, a3 en los instantes t1, t2, t3 con referencia a la función de detección 28, de acuerdo con los pitidos del cronómetro 27 en tiempo real.

Durante una etapa 104, la función de detección 28 muestra periodos de tiempo entre el instante del encendido y el instante en el que la cabeza 6’ hace impactar el pistón sobre el amortiguador 18, dt1, dt2, dt3.

En la etapa 105, la función de cálculo 26 calcula la energía residual Er utilizando los datos a1, a2, a3, y en la etapa 106 calcula la energía útil EU = Et – Er, que es también representativa del material de soporte 100, que tiene en cuenta el clavo impulsado dentro del mismo.

La naturaleza de los clavos, principalmente su longitud, se determina durante la etapa 108 a través de la función de cálculo 26, comparando los valores de dt1, dt2 o dt3 con los valores máximos dt1, dt2, dt3 registrados en la memoria

29.

La función 26 ejecuta entonces una etapa de procesamiento 109, en la que determina la naturaleza del material a través de una operación 114 ó 116 u otra operación que es seleccionada teniendo en cuenta la longitud del clavo y la energía útil Eu calculada durante la tapa 106, o una operación 118 que discrimina entre activaciones que estaban vacías o con potencia insuficiente.

Una vez que la operación 118 ha sido completada, pasamos a la etapa 112, registrando datos de uso característicos en la memoria 31 y contabilizando datos para emitir una alerta al usuario durante una etapa 113 o para bloquear el aparato inhibiendo la puerta ET 34.

En otro caso, durante la etapa 110, utilizamos la energía residual no absorbida, que fue calculada durante la etapa 105, para calcular la potencia de activación P como una función de datos de uso predeterminados que fueron registrados en la memoria 29, es decir, el periodo de tiempo D para abrir la válvula de solenoide 11, a través de una operación 119 ó 120 u otra seleccionada de acuerdo con la naturaleza de la fijación, la longitud del clavo o otra, como una función de la naturaleza del material. Por ejemplo, establecemos la energía residual en un porcentaje de la energía útil Eu calculada en la etapa 106.

Durante una operación 111, los datos de uso característicos del dispositivo son registrados en una memoria 31, y se actualiza el valor del periodo de tiempo D, tan pronto como este valor D ha sido calculado en la memoria 29.

El dispositivo está preparado para una nueva utilización, en la que durante la etapa 101, la función de instrucción 20 de la válvula de solenoide 11 utiliza el periodo de tiemp9o D que se acaba de registrar en la memoria 29 para inyectar una cantidad óptima de gas dentro de la cámara 3, en la etapa 102 los medios de encendido 37 controlan la activación de la bujía de encendido 12 con autorización de a puerta 34, y al mismo tiempo emiten una señal a la función de recogida 28 que se lee en el instante t1 en que llega, con el fin de comenzar una nueva etapa 103.

Cuando se lee la memoria 31, la función de cálculo 26 está en una posición, en la que retorna desde el mantenimiento, para transmitir a un medio de mantenimiento (no mostrado) asistido por ordenador un historial del 5 uso del aparato atizando una clavija 32 que ha sido prevista en el aparato, por ejemplo un conector de serie RS 232.

Por lo tanto, es posible que un usuario evalúe completamente las condiciones de uso para el aparato durante el mantenimiento del aparato y utilice la información registrada sucesiva como una ayuda de diagnóstico de localización de averías investigando en los registros del aparato para localizar las causas de cualquier fallo o desgaste percibido.

10 Normalmente, determinamos las dimensiones de los diferentes elementos de la estructura de la herramienta indicada anteriormente: pistón del cilindro, manguito y base de la cámara, etc. como una función de la energía teórica total Et disipada durante la activación.

Ahora podemos determinar como una función de la energía máxima Eu, calculada sobre datos de uso reales para un conjunto de dispositivos durante un tiempo predeterminado, la energía que es inferior a ET.

15 Por lo tanto, podríamos producir posteriormente estructuras de herramientas que son más ligeras y menos costosas.

Claims (12)

1. REIVINDICACIONES

   1.-Proceso para determinar datos de uso para un aparato portátil accionado manualmente que es activado indirectamente por un pistón de accionamiento (6) que comprende, además, un medio (3, 15, 10-12) de impulsión del pistón y un medio (18) de amortiguación del pistón, caracterizado porque se utilizan (23, 25) datos de uso procedentes del aparato y la potencia del aparato es adaptada a estos datos en tiempo real por una alerta (25, 26, 33) emitida a su operador con relación a la activación con potencia insuficiente o con potencia excesiva.
2. 2.-Proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que se mide el periodo de tiempo (dt) entre el encendido (t1) y el impacto (t2, t3) del pistón (6) sobre el medio de amortiguación (18).
3. 3.- Proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el uso del aparato está adaptado para determinar (23, 25) la energía consumida Et y la energía residual Er del pistón (6) sobre el medio de amortiguación (18).
4. 4.- Proceso de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la energía residual se determina utilizando un sensor (23, 25).
5. 5.- Aparato portátil accionado manualmente con activación indirecta por un pistón de accionamiento (6) para implementar el proceso de la reivindicación 1, que comprende, además, un medio (3, 15, 10-12) de impulsión del pistón (6) y un medio (18) de amortiguación del pistón (6) que se caracteriza por el hecho de que comprende un medio (23) para detectar el impacto del pistón (6) contra el medio de amortiguación (18).
6. 6.- Aparato de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el detector de impacto (23) está seleccionado del grupo que consta de un sensor detector de deformaciones y un sensor piezoeléctrico.
7. 7.- Aparato de acuerdo con la reivindicación 10 u 11, en el que se ha previsto un medio (37) para detectar el encendido y un medio (25) para calcular el periodo de tiempo transcurrido entre el encendido y el impacto del pistón

   (6) contra el medio de amortiguación (18).
8. 8.- Aparato de acuerdo con la reivindicación 7, en el que el medio de cálculo (25, 26) está dispuesto para determinar (105, 106) la energía residual del pistón (6) en el instante de su impacto contra el medio de amortiguación (18).
9. 9.-Aparato de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el medio de cálculo (25, 26) está dispuesto de manera que utiliza la energía residual ER y a partir de ella deduce la potencia de activación P como una función de datos de uso.
10. 10.- Aparato de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 a 9, en el que el detector de impactos (23) está colocado delante de los medios de amortiguación (18).
11. 11.- Aparato de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 a 9, en el que el detector de impactos está colocado sobre la base trasera (2) del aparato.
12. 12.- Aparato de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 a 9, que es un aparato de fijación impulsado con gas, que comprende un cilindro (5), en el que el pistón (6) está montado y el detector de impactos está colocado sobre el cilindro (5).