ES2211421T3 - Acoplamiento de seguridad conmutado por el par de giro para un mecanismo de detencion por apriete del mandril de una herramienta electrica. - Google Patents

Abstract

Herramienta eléctrica, en especial una taladradora o taladradora percutora, una perforadora percutora o una atornilladora, con una carcasa (12) de máquina, con un motor de accionamiento para accionar un husillo (24), con un mandril (14) unido con el husillo (24) para sujetar una herramienta, con un mecanismo de detención por apriete (30), en la que el husillo (24) puede ser bloqueado contra giro frente a la carcasa (12) de máquina mediante el mecanismo de detención por apriete (30), donde el mecanismo de detención por apriete (30) libera automáticamente el husillo (24) en caso de una transmisión del par de giro del motor de accionamiento al mandril (14) y bloquea automáticamente el husillo (24) frente a la carcasa (12) de máquina en caso de una transmisión del par de giro del mandril (14) al motor de accionamiento, caracterizada porque la herramienta eléctrica (10) dispone de un acoplamiento de seguridad (39) conmutado por el par de giro, estando el acoplamiento de seguridad (39) integradoen el mecanismo de detención por apriete (30).

Description

Acoplamiento de seguridad conmutado por el par de giro para un mecanismo de detención por apriete del mandril de una herramienta eléctrica.

La invención se refiere a una herramienta eléctrica, en especial a una taladradora o taladradora percutora, o a una perforadora percutora o a una atornilladora, con una carcasa de máquina, con un motor de accionamiento para accionar un husillo, con un mandril unido con el husillo para sujetar una herramienta, con un mecanismo de detención por apriete, en la que el husillo puede ser bloqueado contra giro frente a la carcasa de máquina mediante el mecanismo de detención por apriete, y el mecanismo de detención por apriete libera automáticamente el husillo en caso de una transmisión del par de giro del motor de accionamiento al mandril y bloquea automáticamente el husillo frente a la carcasa de máquina en caso de una transmisión del par de giro del mandril al motor de accionamiento. Estas herramientas eléctricas son en especial herramientas guiadas a mano.

Del documento DE 198 03 454 A1 se conoce una taladradora o taladradora percutora guiada a mano en la que el husillo portabrocas puede acoplarse de forma rígida al giro con la carcasa de máquina a través de un dispositivo de retención dispuesto entre el husillo portabrocas, o un eje intermedio unido de forma giratoria con el husillo portabrocas, donde el dispositivo de retención se desbloquea automáticamente en caso de una transmisión del par de giro del motor de accionamiento a la herramienta, y se bloquea automáticamente en caso de una transmisión del par de giro del portaherramientas en sentido inverso.

Una taladradora de este tipo tiene la ventaja de poder sujetar sin llave las herramientas en el portaherramientas, o separar sin problemas el mandril del husillo portabrocas, siempre que estén unidos de forma separable, ya que el husillo portabrocas queda automáticamente bloqueado. El usuario no tiene que realizar ninguna operación por separado para bloquear el husillo portabrocas. Asimismo, se puede prescindir también de un dispositivo de seguridad para impedir la retención del husillo portabrocas mientras gira, ya que no es posible activar la retención por separado.

No obstante, la taladradora o taladradora percutora conocida tiene la desventaja de que no está previsto ningún dispositivo de seguridad contra sobrecarga que, en caso de uso indebido, protege el mecanismo de detención por apriete o un engranaje existente contra sobrecarga cuando se conecta el motor con el husillo bloqueado. Si se desea prever adicionalmente este dispositivo de seguridad, es preciso adaptar la carcasa de la máquina al aumento del espacio de construcción requerido, y se deben prever apoyos complicados de los ejes.

El objetivo de la presente invención consiste por lo tanto en modificar una herramienta eléctrica conocida de tal manera que se prevé a un dispositivo de seguridad contra sobrecarga y, al mismo tiempo, se requiera sólo un espacio de construcción reducido, tal como está disponible en herramientas eléctricas manuales.

De acuerdo con la invención se logra este objetivo proporcionando una herramienta eléctrica, en especial una taladradora o taladradora percutora, o una perforadora de percusión, o una atornilladora donde la herramienta eléctrica dispone de un acoplamiento de seguridad conmutado por el par de giro, que está integrado en el mecanismo de detención por apriete. Gracias a la integración del acoplamiento de seguridad conmutado por el par de giro, que puede ser en especial un acoplamiento a fricción, pero también un acoplamiento de cuerpos de bloqueo, en el mecanismo de detención por apriete se proporciona por un lado una protección contra sobrecarga del engranaje o del mecanismo de detención por apriete, y por otro lado se supera la desventaja de necesitar un espacio relativamente grande en la carcasa de la máquina, que en general está muy limitado, y de tener que incorporar adicionalmente apoyos complicados para los ejes si el acoplamiento de seguridad y el mecanismo de detención por apriete se prevén por separado.

Debido a la unión del acoplamiento de seguridad y del mecanismo de detención por apriete en un único componente se reducen también considerablemente el número de piezas requeridas y el tiempo de montaje.

De acuerdo con un primer ejemplo de realización puede estar previsto que la herramienta eléctrica disponga de un eje intermedio, accionado por el motor de accionamiento y unido con el husillo a través de un engranaje.

Es ventajoso si el mecanismo de detención por apriete, con el acoplamiento de seguridad integrado, está dispuesto en el eje intermedio, ya que el movimiento axial de percusión del husillo no tiene ninguna influencia perturbadora en la retención del mismo mediante el mecanismo de detención por apriete. Asimismo, en el eje intermedio actúan fuerzas inferiores que en el eje principal, debido a la desmultiplicación que normalmente existe entre el eje intermedio y el eje principal, por lo que el mecanismo de detención por apriete puede dimensionarse de forma más reducida.

El mecanismo de detención por apriete puede comprender una carcasa en la que están dispuestos segmentos de arrastre, donde el husillo o el eje intermedio, respectivamente, dispone de elementos de apriete en la zona del mecanismo de detención por apriete, donde los elementos de apriete o los segmentos de arrastre, respectivamente, actúan en función del sentido de transmisión del par de giro (motor de accionamiento / portabrocas o portabrocas / motor de accionamiento) en los rodillos de apriete dispuestos en la carcasa.

En especial puede estar previsto que los elementos de apriete constituyan una parte integrada del eje intermedio o del husillo, es decir, el eje con forma cilíndrica dispone de levas en la zona de la carcasa del mecanismo de detención por apriete, y por cada rodillo de apriete está prevista una leva. Pueden estar previstos en especial tres rodillos de apriete con los tres elementos de apriete y segmentos de arrastre correspondientes, ya que de esta manera se consigue una aplicación especialmente favorable y uniforme de la fuerza de apriete, junto con un centrado del mecanismo de detención por apriete. El husillo o el eje intermedio tiene en este caso una sección transversal poligonal.

Durante una transmisión del par de giro del husillo o del mandril en sentido al motor de accionamiento, es decir, al sujetar o aflojar una herramienta, los elementos de apriete o las levas del eje intermedio o del husillo entran en contacto con los rodillos de apriete y presionan los mismos contra la carcasa del mecanismo de detención por apriete. En este estado se impide un giro del eje intermedio o del husillo por el bloqueo mediante los rodillos de apriete.

Durante una transmisión del par de giro del motor de accionamiento en sentido al mandril, es decir, en estado de servicio, los segmentos de arrastre actúan en los rodillos de apriete moviéndolos hacia delante en la carcasa durante el giro del eje, de modo que los rodillos de apriete se encuentran siempre en la zona entre dos levas del eje intermedio o del husillo. Los rodillos de apriete circulan en este caso en la carcasa del mecanismo de detención por apriete.

De acuerdo con otro ejemplo de realización preferido, que tiene carácter de invención independiente, puede estar previsto que la transmisión del par de giro del motor de accionamiento al husillo, o al eje intermedio, esté espacialmente separada de la transmisión del par de giro del mandril al husillo. Es decir, el punto de transmisión del par de giro es distinto en función de si la transmisión se realiza en sentido desde el mandril o en sentido desde el motor de accionamiento. El mecanismo de detención por apriete con el acoplamiento de seguridad puede estar dispuesto entre los dos puntos de transmisión del par de giro.

Finalmente puede estar previsto que el eje intermedio sea acoplable con el husillo portabrocas a través de por lo menos dos etapas de engranaje, y que la herramienta eléctrica esté equipada con marcha a la derecha y a la izquierda.

Más detalles y ventajas de la invención se desprenden de la representación gráfica y de la siguiente descripción de una forma de realización preferida, así como de las reivindicaciones dependientes y de los otros documentos de la solicitud. En las figuras se muestra:

Fig. 1 Herramienta eléctrica de acuerdo con la invención, concretamente, una taladradora, de acuerdo con la invención con vista en corte a través de la carcasa.

Fig. 2 El eje intermedio según la figura 1.

Fig. 3a Vista en corte a lo largo de la línea D-D en la figura 1 o figura 2 en caso de accionamiento desde el lado del mandril.

Fig. 3b Vista en corte a lo largo de la línea E-E en la figura 1 o figura 2 en caso de accionamiento desde el lado del mandril.

Fig. 4a Vista en corte a lo largo de la línea E-E en la figura 1 o figura 2 en caso de accionamiento desde el lado del motor.

Fig. 4b Vista en corte a lo largo de la línea D-D en la figura 1 o figura 2 en caso de accionamiento desde el lado del motor.

En la figura 1 se representa una taladradora, señalada como conjunto con 10, con una carcasa 12 de máquina, un mandril 14 para sujetar una broca no representada y con un motor de accionamiento (no representado). La transmisión del par de giro a la herramienta, en caso de accionar la herramienta por el motor de accionamiento, se lleva a cabo desde el motor de accionamiento, a través de un eje 18 de accionamiento, a un eje intermedio 20 y desde el mismo mediante un engranaje 22 de ruedas dentadas con dos etapas 22a y 22b del engranaje y una rueda dentada 26, colocada en el husillo portabrocas 24, que actúa conjuntamente con las etapas 22a y 22b del engranaje, al husillo portabrocas 24, donde el husillo portabrocas 24 se apoya en ambos lados en la carcasa 12 de máquina y está unido en un extremo con el mandril 14 en unión a rosca.

En el eje intermedio 20 está previsto además un mecanismo de detención por apriete, señalado como conjunto con 30.

El mecanismo de detención por apriete 30 se explicará a continuación más detalladamente con referencia a la figura 2. En el eje intermedio 20 están dispuestas en primer lugar las dos ruedas dentadas 22a y 22b de las dos etapas del engranaje. Inmediatamente detrás de la primera etapa 22a del engranaje se encuentra el mecanismo de detención por apriete 30. El mecanismo de detención por apriete 30 comprende una carcasa 32, constituida por un aro de retención 31 y un disco 38, el disco 38 cierra la carcasa 32 en sentido a la primera etapa 22a del engranaje. El aro de retención tiene en su circunferencia exterior dos nervios 32s que se introducen en ranuras 12n en la carcasa 12 de máquina, por lo que el aro está unido de forma asegurada contra giro con la carcasa 12 de máquina. Asimismo, el mecanismo de detención por apriete 30 comprende un manguito de conmutación 34, dispuesto con holgura en el eje intermedio 20 y unido con el eje intermedio 20 en unión positiva. El eje intermedio 20 dispone para este fin de ranuras 20n en su extremo opuesto al engranaje en las que se introducen los nervios 34s correspondientes del manguito de conmutación 34. Es posible girar el manguito de conmutación 34 en cierta medida (holgura) frente al eje intermedio 20 antes de que se haga efectiva la unión positiva. Los nervios 34s del manguito de conmutación 34 están dispuestos en un extremo libre del manguito de conmutación 34 (en el dibujo a la izquierda). El manguito de conmutación 34 lleva en su extremo opuesto (en el dibujo a la derecha) una brida 34f continua, que sobresale en sentido radial, cuyo lado opuesto al extremo libre del manguito de conmutación 34 se apoya en el aro de retención 31 del mecanismo de detención por apriete 30. Asimismo, la brida 34f del manguito de conmutación 34 forma tres segmentos de arrastre 34m, configurados de forma equidistante en la circunferencia de la brida 34f del manguito de conmutación 34, que se extienden hacia dentro de la carcasa 32, es decir, los segmentos de arrastre están dispuestos en sentido axial con respecto al eje intermedio 20.

En la carcasa están dispuestos rodillos de apriete 36 entre los tres segmentos de arrastre 34m. El eje intermedio 20 no tiene en la zona de la carcasa 32 una sección transversal circular, sino que de forma equidistante en la circunferencia del eje intermedio 20 están formados tres elementos de apriete en forma de levas 20k. De esta manera, la sección transversal del eje intermedio 20 tiene en la zona de la carcasa 34 una sección transversal poligonal. El eje intermedio 20 tiene en la zona de la carcasa 32 una sección transversal mayor que en la zona en la que está dispuesta el manguito de conmutación 34 en el eje intermedio. La unión entre las levas 20k forma en lo esencial una superficie recta 20f. El diámetro de los rodillos de apriete 36 es ligeramente inferior a la distancia entre el centro de la superficie 20f y el aro de retención 31, de modo que los rodillos de apriete pueden girar libremente en la zona de la superficie 20f.

Cuando los cuerpos de apriete 36 se encuentran en estado de giro libre, están dispuestos en lo esencial en la zona de las superficies rectas 20f del eje intermedio 20. Se encuentran en contacto con los segmentos de arrastre 34m que desplazan los rodillos de apriete 36 delante de sí cuando el eje intermedio 12 está accionado y gira.

En el caso de bloqueo, cuando el eje intermedio 20 es accionado desde la dirección del mandril 14, el eje intermedio 20 gira de tal manera que los segmentos de arrastre 34m ya no se encuentran en contacto con los rodillos de apriete 36, de modo que las levas 20k, que en el caso de giro libre se encuentran en lo esencial en la zona de los segmentos de arrastre 34m, giran con respecto a los segmentos de arrastre 34m, entran en contacto con los rodillos de apriete 36, presionan los rodillos de apriete 36 contra la carcasa 32 y los bloquean en la misma, por lo que el eje intermedio 12 ya no puede girar más.

El mecanismo de detención por apriete 30 comprende además un acoplamiento a fricción 39, el par de giro, que se puede transmitir, está determinado por la tensión previa de los resortes de disco 40a y 40b.

La transmisión de la fuerza de accionamiento al eje intermedio 20 se lleva a cabo a través de un eje de accionamiento 18 del motor, representado en la figura 1 y engranado con una rueda cilíndrica 42. Tanto el eje de accionamiento 18 del motor como la rueda cilíndrica 42 tienen un dentado exterior 42z y 18z engranado entre sí. Entre la rueda cilíndrica 42 y el manguito de conmutación 34 existe una unión por fricción a través del acoplamiento a fricción 39.

En el caso de un par de giro, superior al par de giro admisible del acoplamiento a fricción 39, la fuerza de fricción entre el manguito de conmutación 34 y la rueda cilíndrica 42 ya no es suficiente y la rueda cilíndrica 42 gira frente al manguito de conmutación 34, por lo que termina la transmisión de fuerza al eje intermedio.

De esta manera se evita una destrucción del mecanismo de detención por apriete si, por ejemplo a causa de una broca agarrotada, el husillo portabrocas 24 ya no puede girar mientras que el motor sigue en marcha.

Para proteger el mecanismo de detención por apriete con seguridad contra daños, y para ahorrar espacio de construcción, se han separado espacialmente los puntos de transmisión del par de giro. La transmisión de fuerza del motor al eje intermedio 20 se lleva a cabo en la zona de la línea E-E a través de los nervios 34s del manguito de conmutación 34 que entran en contacto con las paredes de las ranuras 20n del eje intermedio y las arrastran en su movimiento giratorio.

Por otro lado, la fuerza se transmite, en caso de accionamiento desde el lado del mandril, directamente del eje intermedio 20 a través de las levas 20k a los rodillos de apriete 36 y a la carcasa 32, por lo que el manguito de conmutación 34 con los segmentos de arrastre 34m queda libre de carga. El punto de transmisión se encuentra en la zona de la línea D-D.

Los distintos estados de accionamiento se explicarán a continuación más detalladamente con referencia a las figuras 3a, 3b y 4a, 4b.

En las figuras 3a y 3b se muestran vistas en corte a lo largo de las líneas D-D y E-E en caso de accionamiento desde el lado del mandril 14, con el husillo portabrocas 24 girando a la derecha. Este estado se alcanza mediante giro del husillo portabrocas 24 desde el lado del mandril 14, por ejemplo, para sujetar una nueva herramienta de taladrar en el mandril 14. El movimiento del husillo portabrocas 24 se transmite al eje intermedio 20 a través de la rueda dentada 26, que está engranada con una de las ruedas dentadas 22a ó 22b del eje intermedio 20. El eje intermedio 20 gira hasta que las levas 20k entren en contacto con los rodillos de apriete 36, presionándolos contra la carcasa 32. El eje intermedio 20 se mueve en relación con el casquillo 34 con sus segmentos de arrastre 34m. En este caso de accionamiento, los segmentos de arrastre 34m no se encuentran en contacto con los rodillos de apriete 36. La carcasa 32 está fijada de forma rígida con respecto al giro con la carcasa 12 de máquina a través de nervios 32s que encajan en ranuras 12n de la carcasa 12 de máquina. Una vez bloqueados los rodillos de apriete 36, ya no es posible girar más el eje intermedio 20.

Como se desprende de la figura 3b, los nervios 34s configurados en la zona E-E sólo entran en contacto con los lados de las ranuras 20n después de haber alcanzado el estado de bloqueo. Es decir, en caso de accionamiento desde el lado del mandril se bloquean los rodillos de apriete 36, a través del eje intermedio 20, antes de que sea posible transmitir el par de giro del eje intermedio 20 al manguito de conmutación 34 y girar los segmentos de arrastre 34m.

En caso de accionamiento desde el lado del portabrocas, las levas 20k del eje intermedio 20 se adelantan con respecto a los segmentos de arrastre 34m en el manguito de conmutación 34. El bloqueo se produce antes de que el manguito de conmutación 34, una vez superada una determinada holgura, establezca una unión positiva con el eje intermedio 20.

Por lo tanto, la transmisión del par de giro en caso de accionamiento desde el lado del mandril se lleva a cabo en la zona de la línea de corte D-D del mecanismo de detención por apriete 30.

Si el accionamiento se lleva a cabo desde el lado del motor (estado de servicio), el manguito de conmutación 34, acoplado con el motor a través de la rueda dentada cilíndrica 42, entra en contacto con el eje intermedio 20 a través de la unión por ranura y nervio 20n, 34s. Como consecuencia, los segmentos de arrastre 34m del manguito de conmutación 34 se adelantan, debido a la holgura entre el manguito de conmutación 34 y el eje intermedio 20, a las levas 20k del eje intermedio 20 hasta que los segmentos de arrastre 34m actúen sobre los rodillos de apriete 36, manteniéndolos en la zona de las superficies rectas 20f entre las levas 20k del eje intermedio 20. Los rodillos de apriete 36 giran por lo tanto junto con los segmentos de arrastre 34m en la carcasa 32.

La fuerza se transmite, en caso de accionamiento desde el lado del motor, en la zona de la línea de corte E-E.

La transmisión del par de giro está por lo tanto espacialmente separada, en función de la dirección desde la que se realiza (desde el lado del mandril o desde el lado del motor).

Como se desprende de las figuras 1 y 2, el acoplamiento a fricción 39 está dispuesto entre los dos puntos de transmisión E-E y D-D de modo que, en caso de sobrecarga desde el lado del motor, se desengancha el acoplamiento a fricción 39 y evita una destrucción del mecanismo de detención por apriete 30. Resulta especialmente favorable colocar el acoplamiento a fricción 39 delante del dispositivo de bloqueo del mecanismo de detención por apriete 30, visto desde el lado del motor.

Claims (10)

1. Herramienta eléctrica, en especial una taladradora o taladradora percutora, una perforadora percutora o una atornilladora, con una carcasa (12) de máquina, con un motor de accionamiento para accionar un husillo (24), con un mandril (14) unido con el husillo (24) para sujetar una herramienta, con un mecanismo de detención por apriete (30), en la que el husillo (24) puede ser bloqueado contra giro frente a la carcasa (12) de máquina mediante el mecanismo de detención por apriete (30), donde el mecanismo de detención por apriete (30) libera automáticamente el husillo (24) en caso de una transmisión del par de giro del motor de accionamiento al mandril (14) y bloquea automáticamente el husillo (24) frente a la carcasa (12) de máquina en caso de una transmisión del par de giro del mandril (14) al motor de accionamiento, caracterizada porque la herramienta eléctrica (10) dispone de un acoplamiento de seguridad (39) conmutado por el par de giro, estando el acoplamiento de seguridad (39) integrado en el mecanismo de detención por apriete (30).

2. Herramienta eléctrica de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizada porque está previsto un eje intermedio (20), accionado por el motor de accionamiento y unido con el husillo (24) a través de un engranaje (22a, b, 26).

3. Herramienta eléctrica de acuerdo con la reivindicación 2 caracterizada porque el mecanismo de detención por apriete (30), junto con el acoplamiento de seguridad (39) integrado, está dispuesto en el eje intermedio (20).

4. Herramienta eléctrica de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 a 3 caracterizada porque el mecanismo de detención por apriete (30) dispone de una carcasa (32) en la que están dispuestos segmentos de arrastre (34m), y el husillo (24) o el eje intermedio (20), respectivamente, dispone de elementos de apriete (20k) en la zona del mecanismo de detención por apriete (30) donde, en función del sentido de transmisión del par de giro, los elementos de apriete (20k) o los elementos de arrastre (34m) actúan en rodillos de apriete (36) situados en la carcasa (32).

5. Herramienta eléctrica de acuerdo con la reivindicación 4 caracterizada porque los elementos de apriete (20k) presionan, en caso de una transmisión del par de giro del mandril (14) en sentido al motor de accionamiento, los rodillos de apriete (36) contra la carcasa (32) del mecanismo de detención por apriete (30).

6. Herramienta eléctrica de acuerdo con la reivindicación 4 ó 5 caracterizada porque en caso de una transmisión del par de giro del motor de accionamiento en sentido al mandril (14), los segmentos de arrastre (34m) liberan los rodillos de apriete (36) de tal manera que giran en la carcasa (32).

7. Herramienta eléctrica de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 a 6 caracterizada porque la transmisión del par de giro (E-E) del motor de accionamiento al husillo (24) o al eje intermedio (20) está espacialmente separada de la transmisión del par de giro (D-D) del mandril (14) al husillo (24) o al eje intermedio (20), y el mecanismo de detención por apriete (30) con el acoplamiento de seguridad (39) está dispuesto entre los dos puntos de transmisión del par de giro (E-E; D-D).

8. Herramienta eléctrica de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores caracterizada porque el acoplamiento de seguridad (39) es un acoplamiento a fricción.

9. Herramienta eléctrica de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 a 7 caracterizada porque el eje intermedio (20) es acoplable con el husillo (24) a través de por lo menos dos etapas de engranaje (22a, 22b, 26).

10. Herramienta eléctrica de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores caracterizada porque está equipada con marcha a la derecha y con marcha a la izquierda.