Como funciona a pistola de pregos

Autor: 
Tom Harris

Para pendurar quadros ou montar uma estante, o martelo é uma ferramenta perfeita: simples, barata e inteiramente eficaz. Mas tratando-se da construção de um sobrado, da instalação de pisos de madeira ou de uma marcenaria doméstica para reforma de móveis é provável que a pistola de pregos seja escolhida como melhor opção. São máquinas poderosas que lançam pregos em alta velocidade e os cravam inteiramente em peças de madeira em frações de segundo. Obviamente, uma máquina assim poupa horas de trabalho duro e suor. Praticamente eliminam o esforço de fixar pregos.


Foto cedida por Hitachi Power Tools
Existe atualmente uma ampla gama de pistolas de prego no mercado. Vários projetos são montados em função de aplicações e tamanhos de pregos especificos.

Nesse artigo, veremos como essas populares máquinas lança  pregos a velocidades estonteantes. Encontra-se uma ampla variedade de pistolas de prego no mercado, que funcionam baseadas em princípios físicos diferentes.

Modelos de carga por mola
Fundamentalmente, uma pistola de pregos tem que realizar 2 trabalhos:

  • precisa concentrar grande capacidade de percussão em um único golpe mecanizado que possa ser repetido rapidamente;
  • precisa carregar um novo prego, uma vez que o anterior tenha sido ejetado.

Existem diversas máquinas que podem executar essas tarefas. Como não podemos olhar cada modelo separadamente, examinemos alguns projetos representativos.

As mais simples ferramentas usam molas para gerar a força de percussão. A animação abaixo mostra esse tipo de pistola de pregos funcionando.

Neste projeto, o motor, energizado por uma bateria ou corrente alternada (CA) doméstica, aciona dois eixos motrizes. O eixo frontal move uma pequena placa de anteparo e apoio (a) e um disco de metal onde foi cortada uma ranhura curva, enquanto o eixo traseiro move um trem de engrenagem que gira um pequeno excêntrico triangular de metal (b). Quando a pistola é disparada acontece o seguinte:

  1. o excêntrico triangular gira e empurra uma extremidade da alavanca para baixo (c);
  2. a alavanca pivota e empurra o percussor (d). Ao empurrar para cima, o percussor comprime duas molas (e);
  3. o percursor tem uma pequena saliência (f) em uma de suas extremidades. Quando a alavanca empurra o percussor para cima, a placa giratória do anteparo agarra esta saliência. Ao mesmo tempo, o excêntrico (b) solta a alavanca que, por sua vez, solta o percussor. O percussor é mantido no lugar por causa da placa de anteparo;
  4. a placa de anteparo quando gira, alça o percussor, até deixá-lo livre;
  5. as duas molas comprimidas impulsionam o percussor em alta velocidade. Se o prego estiver na posição, será ejetado pelo percussor.

Mecanismo de carregamento dos pregos
A pistola neste diagrama usa o tipo mais conhecido de mecanismo de carregamento de pregos. Os pregos são colados juntos, em uma longa tira. Essa tira de pregos é carregada no pente da máquina, alimentador da "culatra" da pistola. As molas na base do pente fazem com que a tira de pregos passe pela culatra. Quando o percussor do martelo desce, separa o primeiro prego da tira e o dispara da pistola cravando-o na madeira. Ao ser armado para o próximo disparo, a mola empurra o próximo prego para a culatra.


Foto cedida por Hitachi Power Tools
Pente padrão de uma pistola de pregos: a mola empurra os pregos no mecanismo de alimentação e os coloca em frente da lâmina

Uma vantagem desse sistema é o fato da cola ajudar a segurar os pregos. Quando o prego é projetado na madeira, o intenso calor de fricção aquece a cola até seu ponto de fusão. Uma vez que o prego tenha ficado no lugar, a cola rapidamente endurece novamente e une o prego à madeira circunjacente.

Neste modelo, o motor elétrico apenas arma a pistola. A mola faz o trabalho de cravação.

Pistola eletromagnética para pregos
O solenóide é um dispositivo eficaz na cravação de pregos. O solenóide nada mais é do que um simples eletromagneto usado em muitos tipos de máquinas.

Veja  Como funcionam os eletroimãs para uma exposição geral sobre os fundamentos dos aparelhos eletromagnéticos. A eletricidade quando passa por um fio gera um campo magnético. Este campo magnético pode ser ampliado se o fio estiver enrolado formando uma bobina. Assim como no caso de um imã permanente, o campo eletromagnético também tem orientação polar, uma extremidade é norte e a outra é sul. Colocando-se dois magnetos juntos as extremidades norte repelem-se mutuamente, tal como também ocorre entre duas extremidades sul, mas as extremidades contrárias são atraídas uma pela outra.

A orientação dos pólos pode ser alterada em um eletromagneto. Isto ocorre se o fluxo da corrente elétrica for invertido: nesse caso os pólos norte e sul trocam de lugar.

O solenóide é uma bobina eletromagnética com um pistão deslizante no interior. A pistola de pregos é feita de material magnético. Quando se aplica corrente elétrica através da bobina, o campo magnético repele o pistão magnético e o lança para fora. Mas invertendo a corrente, a orientação polar é trocada e o eletromagneto puxa o pistão novamente para dentro. Alguns solenóides têm um mecanismo de mola para puxar o pistão de volta.

Uma pistola eletromagnética usa um solenóide desses como percussor. Quando o gatilho é puxado, os acontecimentos se sucedem nessa ordem:

  1. a corrente elétrica percorre o eletromagneto fazendo com que o pistão se desloque para baixo; geralmente existe uma lâmina robusta presa ao pistão;
  2. a lâmina entra em contato com o prego expulsando-o da pistola;
  3. no fundo do cilindro, o pistão bate em uma chave elétrica;
  4. o acionamento dessa chave inverte a corrente que está fluindo no magneto. O eletromagneto puxa a lâmina novamente para a operação subseqüente.

Os solenóides são eficazes e confiáveis, mas têm uma potência de saída um pouco limitada. Uma pistola solenóide pode não ser capaz de cravar um prego que atravesse substâncias mais duras, pelo menos não com um único disparo. Na próxima seção, conheceremos um tipo mais poderoso de pistola de pregos que vem dominando o mercado.