ES2300880T3 - Herramienta de utilizacion manual para uso dental o quirurgico. - Google Patents
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Abstract
Herramienta manual que presenta: - un eje hueco (100) rotativo alrededor de un eje geométrico longitudinal y montado mediante rodamientos en una envolvente tubular fija (16), - una pinza (10) montada en un extremo delantero del eje hueco y que tiene un canal central (19) destinado a recibir la cola (3) de un útil desmontable, comportando la pinza brazos axiales repartidos alrededor del eje y dotado cada uno de ellos de una mordaza (20) en el canal central, estando unido cada uno de los brazos a una parte anular (22) de la pinza, - un mecanismo de bloqueo (17) soportado por el eje hueco (11) y dispuesto para ejercer una fuerza centrípeta sobre la superficie de apoyo (46), (85) de cada brazo de la pinza para bloquear la cola del útil entre las mordazas de la pinza, y - un mecanismo de desbloqueo (18) soportado por lo menos en parte por la envolvente fija (16) y dispuesto para actuar sobre el mecanismo de bloqueo (17) como mínimo de manera que libere la pinza, caracterizada porque cada brazo de la pinza comprende una palanca (26) de la que un primer extremo está unido a la parte anular por una articulación (27) y cuya superficie de apoyo (46), (85) es distante axialmente de está articulación, estando situada la mordaza (20) axialmente más cerca de la articulación (27) que de la superficie de apoyo (46), (85).
Description
Herramienta de utilización manual para uso
dental o quirúrgico.
La presente invención se refiere a una
herramienta de utilización manual para uso dental o quirúrgico, del
tipo que presenta: un eje hueco rotativo alrededor de un eje
geométrico longitudinal y montado mediante rodamientos en una
envolvente tubular fija; una pinza montada en un extremo delantero
del eje hueco y que tiene un canal central destinado a recibir la
cola o caña de un útil desmontable, presentando la pinza ramas
axiales repartidas alrededor del eje y dotada cada una de ellas de
una mordaza en el canal central, estando unida cada rama a una
parte anular de la pinza; un mecanismo de bloqueo soportado por el
eje hueco y dispuesto para ejercer una fuerza centrípeta sobre una
superficie de apoyo de cada rama de la pinza para bloquear la cola
del útil entre las mordazas de la pinza; y un mecanismo de
desbloqueo soportado como mínimo parcialmente por la envolvente
fija y dispuesto para actuar sobre el mecanismo de bloqueo, como
mínimo de forma que libere la pinza.
Habitualmente, en las herramientas de mano de
este tipo, las mordazas están situadas en un extremo de la pinza
que presenta superficies exteriores de apoyo de forma cónica, sobre
las que se acopla un cono interior de una pieza tubular que bloquea
de esta manera el extremo de la pinza sobre la cola o extremo de la
herramienta. Un ejemplo, según la solicitud de patente FR 2 191 869
correspondiente a la patente US 3 902 248, la pinza está montada de
forma deslizante en el eje hueco, sus mordazas y sus superficies
exteriores de apoyo se encuentran en su extremo delantero para
cooperar con el orificio delantero del eje y la pinza es mantenida
en situación de bloqueo por un resorte de bloqueo que ejerce
tracción sobre la misma en dirección hacia atrás.
En caso de que el útil soportado por la
herramienta manual debe soportar esfuerzos relativamente elevados,
especialmente en lo que se refiere al par y a las fuerzas axiales,
el bloqueo de la pinza debe ser bastante fuerte. Esto significa una
fuerza axial bastante elevada del resorte de bloqueo, así como
fuerzas de rozamiento elevadas sobre las superficies cónicas que
transforman esta fuerza axial en fuerzas radiales de bloqueo. El
mecanismo de desbloqueo debe poder superar estas fuerzas aplicando
un empuje axial suficiente al órgano deslizante solicitado por el
resorte de bloqueo. Este empuje axial es transmitido entonces al
armazón de la herramienta manual a través, como mínimo, de uno de
los rodamientos que soportan el eje de rotación. La mayor parte del
tiempo, tal como en la construcción según la publicación FR 2 191
869, este empuje se ejerce hacia adelante y carga por lo tanto los
rodamientos en el sentido opuesto a las cargas axiales que sufre el
útil, es decir, que los rodamientos deben estar concebidos para
soportar cargas axiales en los dos sentidos.
Además, un resorte de bloqueo relativamente
potente con una masa relativamente elevada, lo que constituye un
inconveniente notable para una herramienta que gira muy rápidamente
y cuyo centrado no se puede asegurar siempre de manera precisa. Las
vibraciones que resultan de ello aumentan con la masa de este
resorte.
La solicitud de patente FR 2 723 306 que
corresponde a la patente US 5 688 122 describe un dispositivo de
bloqueo de un útil dental en el cabezal de una herramienta de mano
acodada, que comporta una pinza que tiene brazos elásticos formados
por recortes en un casquillo que sirve también como elemento tubular
de guía de la cola del útil. Las mordazas situadas sobre los brazos
de la pinza se encuentran en posición de reposo, a una distancia
del eje inferior al radio de la cola o extremo del útil de manera
que está es bloqueada únicamente por la elasticidad de los brazos.
Este dispositivo está limitado a un resorte axial de bloqueo, pero
en contra la fuerza centrífuga tiende a desbloquear la pinza.
La patente US 4 260 381 describe un dispositivo
de bloque de un útil dental que presenta una pinza montada en el
extremo de un eje hueco.
La presente invención tal como se define en la
reivindicación 1, está destinada a evitar los inconvenientes antes
mencionados de la técnica anterior gracias a una disposición que
asegura un fuerte bloque en las mordazas de la pinza limitando
simultáneamente las fuerzas axiales que intervienen en los
mecanismos de bloqueo y de desbloqueo. Un objetivo adicional de la
invención es el de simplificar la disposición de los rodamientos de
los cojinetes de la herramienta de mano particularmente reduciendo
las cargas axiales por lo menos sobre uno de ellos.
A estos efectos, se prevé una herramienta manual
del tipo indicado en el preámbulo anterior, caracterizada porque
cada brazo de la pinza comprende una palanca de la que un primer
extremo está conectado a la parte anular por una articulación y en
la que la mencionada superficie de apoyo está separada axialmente de
esta articulación, estando situada la mordaza axialmente más cerca
de la articulación que de la superficie de apoyo.
Por lo tanto, por el efecto de la palanca, la
fuerza de bloqueo de cada mordaza es superior al doble de la fuerza
centrípeta aplicada sobre la superficie de apoyo por el mecanismo de
bloqueo y en la práctica la relación de los brazos de palanca se
puede elevar fácilmente hasta diez o más, puesto que la carrera de
bloqueo a nivel de las mordazas puede ser muy reducida.
El mecanismo de bloqueo puede comportar un patín
montado en el eje hueco, dotado de una superficie cónica cóncava en
el lado de la pinza y solicitado axialmente por un resorte que
presiona su superficie cónica contra dicha superficies de apoyo de
las palancas para mantener la pinza bloqueada. Si la inclinación de
las superficies de apoyo con respecto al eje es reducida, resulta
además de ello una multiplicación del efecto de la fuerza del
resorte sobre cada una de las palancas de la pinza.
No obstante, según una forma de realización
preferente, el mecanismo de bloqueo presenta un manguito deslizante
montado alrededor del eje hueco y para cada palanca de la pinza, un
elemento de transmisión dispuesto en un orificio radial del eje
hueco entre la mencionada superficie de apoyo de la palanca y una
superficie de leva interior del manguito deslizante, comportando la
superficie de leva una superficie inclinada axialmente tal como una
superficie cónica. Este manguito deslizante puede ser solicitado en
el sentido de bloqueo por un resorte relativamente débil. Según una
variante especialmente ventajosa, se puede disponer en la superficie
de leva un rebaje que forma un hueco que mantiene en su lugar el
manguito deslizante por la elasticidad de las palancas de la pinza,
lo que permite suprimir el resorte de bloqueo habitual. Como
consecuencia, la maniobra de desbloqueo no tiene ya necesidad de
superar el empuje axial debido a este resorte.
Otras características y ventajas de la presente
invención aparecerán en la descripción siguiente de diferentes
formas de realización, presentadas a título de ejemplo no limitativo
haciendo referencia a los dibujos adjuntos.
La figura 1 es una vista esquemática en
perspectiva de una herramienta manual según la invención.
La figura 2, dividida en dos partes (2a) y (2b),
es una vista en sección longitudinal de una primera forma de
realización de la herramienta manual de la figura 1, comportando una
pinza asociada a un mecanismo de bloqueo de bolas.
Las figuras 3 a 5 representan la pinza visible
en la figura 2, respectivamente en perspectiva, en sección
longitudinal y en vista lateral.
La figura 6 es una vista parcial en perspectiva
de un dispositivo de control de bloque de la pinza.
La figura 7 es una vista del acoplamiento entre
los dos ejes de la herramienta manual.
La figura 8 representa una pieza intermedia de
acoplamiento.
La figura 9 es una vista de detalle en sección
longitudinal que representa una segunda forma de realización,
gracias a una modificación del mecanismo de bloqueo de bolas visible
en la figura 2.
La figura 10 es una vista en sección
longitudinal parcial de una tercera forma de realización de la
herramienta manual de la figura 1, comportando una pinza asociada a
un mecanismo de bloqueo de cono.
Las figuras 11 y 12 representan la pinza visible
en la figura 10, respectivamente en perspectiva y en sección
longitudinal.
Las figuras 13 y 14 representan una variante de
la pinza de la figura 10, respectivamente en perspectiva y en
sección longitudinal.
Las figuras 15 y 16 representan, respectivamente
en sección longitudinal y en perspectiva, un casquillo adicional
que puede ser combinado con la pinza de la herramienta manual.
La figura 1 representa una herramienta manual
(1) para utilización dental o quirúrgica, en la que se pueden
observar las diferentes formas de realización de la invención que se
describirán más adelante. La herramienta manual está dotada de un
útil rotativo desmontable (2) que tiene una cola o caña cilíndrica
(3) que está fijada por bloqueo en una pinza rotativa de la
herramienta manual (1). Está contiene un motor, en este caso un
motor eléctrico, para hacer girar el útil (2) a gran velocidad. El
motor está alojado en un cuerpo principal (4) de la herramienta
manual y está alimentado y controlado a partir de una unidad
exterior por intermedio de un cable eléctrico (5) conectado a la
parte posterior de la herramienta manual. El operador controla el
bloqueo y el desbloqueo de la pinza haciendo girar en un sentido u
otro un manguito (6) montado de forma rotativa sobre el cuerpo (4).
Las referencias (7) y (8) designan aberturas de ventilación. Este
instrumento es aplicable en especial en los consultorios dentales,
en laboratorios dentales y en técnicas de microcirugía. En los
ejemplos representados en este caso se trata de un instrumento para
laboratorio dental que utiliza útiles cuya cola tiene un diámetro
normalizado de 2,35 mm.
A continuación se describirá, haciendo
referencia a las figuras 2 a 5 una primera forma de realización de
la pinza de bloqueo (10) del útil y de los mecanismos de bloqueo y
de desbloqueo de esta pinza. La pinza (10) está situada en el
extremo delantero de la herramienta manual, en el interior de un eje
rotativo hueco (11) acoplado al eje (12) del motor eléctrico (13).
El eje (11) está soportado por rodamientos de bolas (14) y (15)
dentro de una envolvente (16) fijada al cuerpo (4) de la herramienta
manual y puede también girar a velocidades del orden de 50.000
revoluciones/minuto en el instrumento representado en este caso. No
obstante, una pinza de bloqueo tal como la pinza (10) es utilizable
también en instrumentos cuyo útil puede girar a varios cientos de
miles de revoluciones por minuto, en especial con un arrastre por
turbina de aire.
Un mecanismo (17) de bloqueo de la pinza (10)
está montado sobre el eje (11) y gira con este. Un mecanismo (18)
de desbloqueo de la pinza, controlado por la rotación del manguito
(6), está montado sobre la envolvente no rotativa (16) y puede
actuar sobre el mecanismo de bloqueo (17) con la finalidad de
liberar el útil cuando la rotación se ha parado. Estos mecanismos
se describirán más adelante de forma detallada.
Las figuras 3 a 5 muestran más particularmente
la primera forma de realización de la pinza (10) que presenta en
este caso tres mordazas (20) regularmente repartidas alrededor de un
canal central (19) de la pinza, recibiendo la cola (3) del útil.
Cada mordaza (20) tiene una parte superficial cilíndrica (21)
destinada a aplicarse contra la cola del
útil.
útil.
En la parte delantera, la pinza (10) presenta un
cuerpo de entrada (22) sensiblemente cilíndrico, dotado de un
orificio axial (23) calibrado con gran precisión con la finalidad de
centrar el útil lo más perfectamente posible. Se observara en la
figura 2 que un cuerpo de guiado posterior (24) está fijado en el
eje (11) por detrás de la pinza (10) presentando un orificio
central (25) destinado a guiar el extremo de la cola del útil.
Cada una de las mordazas (20) forma parte
integral de una palanca correspondiente (26) que se prolonga
axialmente hacia atrás desde el casquillo de entrada (22), aunque
está acoplado por la parte flexible (27) formando en cierta manera
una articulación sobre la que la palanca (26) puede pivotar en
dirección del eje geométrico de rotación (30) del eje. En cada
palanca (26) la mordaza (20) se encuentra mucho más cerca de la
parte flexible (27) que del extremo libre (28) de la palanca, de
manera que una fuerza radial aplicada sobre la palanca cerca de su
extremo (28) produce una fuerza de bloqueo muy elevada a nivel de la
mordaza (20).
La pinza (10) representada en los dibujos está
realizada preferentemente de una sola pieza metálica, por ejemplo
en acero. Las palancas (26) están separadas las unas de otras por
ranuras axiales (31) que se prolongan cada una de ellas por un
rebaje (32) en la parte posterior del casquillo (22). En cada rebaje
(32) se acopla una clavija (33) que solidariza en rotación la pinza
(10) y el eje hueco (11). Unas ranuras transversales (34) reducen
el grosor de las palancas (26) en su base y difieren de esta manera
las partes flexibles (27) en tres zonas periféricas de la sección
transversal de la pinza. Por delante del casquillo de entrada (22)
se prevé una ranura anular interior (35) para una junta tórica (36)
y una ranura anular exterior (37) para los labios de un capuchón
fijo (38) y de una tuerca (39) acoplada sobre el eje (11) para
retener axialmente la pinza (10). La tuerca (39) está dotada de
aletas de ventilación (39a) destinadas a crear una ligera presión de
aire por debajo el capuchón (38) con la finalidad de impedir la
entrada de suciedad por la ranura entre el capuchón y el casquillo
(22). Además, la tuerca (39) bloquea radialmente al extremo (11a)
del eje hueco (11) contra el casquillo (22) estando adelgazado este
extremo y dividido en lengüetas flexibles mediante ranuras axiales.
Esto asegura un centraje sin juego de la pinza (10) en el eje
hueco.
En una variante no representada el casquillo de
entrada (22) puede ser una pieza distinta que no forma parte de la
pinza (10). La parte delantera de la pinza está conformada entonces
de una corta parte anular a la que se unen las palancas (26) por
una articulación. Esta parte anular puede ser una pieza distinta de
las palancas, según necesidades, pero una realización en forma de
una sola pieza es preferible en general.
El mecanismo de bloqueo (17) presenta un
manguito (40) que está montado de forma deslizante alrededor del
eje hueco (11), con el que está solidarizado en rotación por una
barra transversal (41) acoplada en ranuras longitudinales del eje
(11) y del manguito (40). Un resorte de compresión (42) que se apoya
sobre el casquillo de guiado posterior (24) empuja a la barra (41)
axialmente hacia atrás. El extremo delantero del manguito (40)
presenta una garganta interior (43) delimitada en la parte delantera
por una superficie cónica (44). Tres bolas (45) están alojadas en
orificios correspondientes del eje hueco (11) y tienen un diámetro
que corresponde a la distancia entre la superficie interior del eje
(11) y el fondo de la garganta (43) del manguito (40). Cada una de
las bolas (45) se apoya sobre la superficie exterior de una de las
palancas (26) de la pinza (10) cerca del extremo (28) de la
palanca.
Cuando el manguito (40) queda liberado del
mecanismo de desbloqueo (18) tiende a deslizar hacia atrás bajo el
efecto de empuje axial del resorte (42), de manera que su superficie
cónica (44) empuja radialmente hacia el interior el extremo de cada
palanca (26) con intermedio de la bola correspondiente (45). Por
pivotamiento de la palanca sobre la parte flexible (27), esta
fuerza se transmite de manera multiplicada sobre la mordaza (20) de
la palanca y bloquea por lo tanto muy fuertemente la cola del útil,
de manera permanente durante el trabajo. Los expertos en la materia
comprenderán que con un mecanismo de bloqueo de este tipo, las
palancas (26) de la pinza pueden ser rígidos o ligeramente
flexibles. Si son rígidos, los desplazamientos radiales de sus
extremos son simplemente un poco más reducidos y lo mismo ocurre
para el desplazamiento axial del manguito (40). En los dos casos se
mantiene una elevada fuerza de bloqueo a nivel de las mordazas (20)
de forma permanente incluso si la fuerza del resorte (42) es
relativamente moderada, gracias al efecto de palanca de la pinza y
así mismo gracias a la reducida inclinación de la superficie cónica
(44) con respecto al eje (30). Esta reducida inclinación tiene
también por efecto que la fuerza centrífuga que actúa sobre las
palancas (26) no puede superar el efecto del resorte (42). Se debe
observar además que la transmisión de los esfuerzos con intermedio
de las bolas (45) se efectúa con muy poco rozamiento, lo que
contribuye también a mantener una determinada fuerza de bloqueo. No
obstante estas bolas no son indispensables, puesto que podrían ser
sustituidas por otros elementos de transmisión que atraviesan el
eje (11) y actúan sobre las palancas (26).
El mecanismo de desbloqueo (18) está concebido
para empujar al manguito (40) hacia adelante contra la fuerza del
resorte (42), cuando el usuario hace girar el manguito de mando (6)
sobre el cuerpo (4) en el sentido correspondiente. Comprende un
casquillo (50) conectado en rotación con el manguito de mando (6),
una o varias bolas (51) en este caso dos bolas dispuestas
simétricamente con respecto al eje (30) de la herramienta manual y
un anillo de empuje (52) montado de forma deslizante en la
envolvente (16) y que tiene en su parte delantera un reborde
interior (53) destinado a apoyarse axialmente contra una valona
exterior (54) del manguito (40) cuando este último no gira. Las
bolas (51) están acopladas en una garganta exterior anular (55) del
anillo (52). Además, cada bola (51) está acoplada en una ranura
axial correspondiente (56) del casquillo (50) y en una ranura
inclinada (57) (figura 6) de la envolvente (16). El trazado de cada
ranura (57) es sensiblemente helicoidal, para determinar un cierto
desplazamiento axial de la bola (51), y sus extremos pueden ser
ligeramente acodados con la finalidad de definir mejor una posición
de paro de la bola. En la forma preferente representada en la
figura 6, el extremo posterior de cada ranura (57) correspondiente a
la posición retirada del anillo (52) y por lo tanto a una situación
de bloqueo de la pinza (10), está dotado de una lengüeta flexible
(58) cuyo extremo tiene un saliente que retiene por engrapado la
bola (51) en el extremo de la ranura (57). Este tiene como efecto
retener elásticamente el manguito de mando rotativo (6) con la
finalidad de prevenir un accionamiento intempestivo y hacer que el
usuario perciba que va a abandonar la posición normal de trabajo de
la pinza. Se observa que la len-
güeta flexible (58) está realizada simplemente por fresado de una ranura suplementaria (59) en la envolvente (16).
güeta flexible (58) está realizada simplemente por fresado de una ranura suplementaria (59) en la envolvente (16).
Un aspecto notable de la herramienta de
utilización manual mostrado especialmente en la figura 2 es el hecho
de que la parte giratoria está soportada por tres cojines
desúnicamente* es decir, el rodamiento de bolas delantero (14), el
rodamiento de bolas central (15) y un rodamiento de bolas posterior
(16), estando soportados los dos ejes coaxiales (11) y (12) por el
rodamiento central (15) en el interior del cual están conectados en
rotación uno a otro por un acoplamiento positivo (61) representado
más particularmente en las figuras 2, 7 y 8. El extremo posterior
del eje hueco (11) presenta un escalonamiento (62) que hace tope
contra el anillo interior (63) del rodamiento (15). Presenta además
un grupo de pestañas (64) que esta contenido dentro del anillo
(63), en este caso tres pestañas repartidas a 120º entre sí sobre la
circunferencia. Por su parte, el extremo delantero del eje (12) del
motor es insertado en el anillo interior (63) del rodamiento (15),
preferentemente de manera deslizante para poder efectuar los
pequeños desplazamientos axiales que pueden resultar de las
dilataciones térmicas, juegos axiales de los rodamientos y otras
tolerancias. Este extremo del eje (12) presenta igualmente unas
pestañas (65) que se extienden axialmente entre las pestañas (64)
del otro eje, para asegurar la transmisión del par en los dos
sentidos entre los dos ejes. Una pieza intercalada (66),
preferentemente de un material sintético, presenta un cuerpo
central cilíndrico (67) y aletas radiales (68) que están
intercaladas entre las pestañas adyacentes (64) y (65) para servir
de cojinetes. Además, la pieza intermedia (66) está pretensada
axialmente contra el eje hueco (11) por un resorte de compresión
(69) alojado dentro del eje (12) y cuya función aparecerá más
adelante.
El rodamiento delantero (14) está pretensado por
medio de un resorte de diafragma (70) que empuja hacia atrás el
anillo exterior (71) del rodamiento, capaz de deslizar dentro de la
envolvente (16). Este pretensado axial se transmite a través del
rodamiento (14) y del eje (11) hasta la zona del rodamiento central
(15) donde se reparte por un lado sobre la pieza intermedia (66) y
el eje (12) del motor en una medida igual al empuje axial del
resorte (69) y en lo que respecta al resto en el rodamiento central
(15) bajo la forma de un pretensado que vuelve a la envolvente (16)
con intermedio del anillo exterior (72) del rodamiento. La fuerza
axial que el resorte (69) ejerce sobre el eje (12) constituye
evidentemente el pretensado axial del rodamiento posterior (60).
Gracias al juego axial del acoplamiento (61) entre los dos ejes,
esta carga no varia cuando el usuario ejerce un empuje axial sobre
la herramienta, puesto que este empuje es absorbido por completo por
el rodamiento central (15) cuyo anillo exterior (72) recibe el
contacto del extremo de un elemento tubular (73) del cuerpo (4),
atornillado en el extremo posterior de una envolvente (16).
La construcción que se ha descrito ofrece las
mismas ventajas que una construcción clásica de cuatro cojinetes
desde el punto de vista de la absorción de las cargas axiales, pero
es notablemente más corta y permite por lo tanto reducir
sensiblemente la longitud total de la herramienta manual. Esta
reducción de longitud tiene la gran ventaja de aumentar la
precisión de manipulación por parte del operador, especialmente al
reducir los esfuerzos que el cable (5) ejerce sobre el extremo
posterior del instrumento.
Otra ventaja notable es que, dado que los
extremos adyacentes de los dos ejes (11) y (12) están soportados y
centrados por el mismo anillo (62) su concentricidad esta asegurada
sin ninguna medida adicional.
La figura 9 representa una segunda forma de
realización del mecanismo de bloqueo (17), que permite
simplificaciones notables con respecto a la primera forma de
realización de la herramienta manual. El mecanismo (17) se distingue
del que se ha descrito en lo anterior principalmente por la
disposición representada en la figura 9 y por la supresión del
resorte central (42) representado en la figura 2. El mecanismo de
desbloqueo (18) sirve entonces de medio de mando para el bloqueo y
el desbloqueo.
En la figura 9, se aprecia que el extremo
delantero del manguito (40) está modificado simplemente por
añadidura de una garganta anular (80) con perfil en arco de circulo
cuya garganta está separada de la superficie cónica (44) por una
breve zona de superficie cilíndrica que forma un saliente radial
(81) con respecto a la superficies adyacentes. En este caso, cada
palanca (26) de la pinza (10) es preferentemente flexible de forma
ligera o que permite al mecanismo de bloqueo (17) funcionar de la
manera que se explicará a continuación.
La figura 9 representa la posición de
desbloqueo, en la que cada bola (45) puede llegar al fondo de la
garganta (43), de manera que cada palanca (26) de la pinza (10)
puede separarse hasta su aplicación contra la superficie interior
del eje hueco (11). Las mordazas (20) de la pinza (10) están
entonces separadas al máximo y se puede introducir o retirar la
cola (3) del útil.
Para bloquear a continuación la pinza (10), se
hace retroceder el manguito (40) por rotación del manguito de mando
(6) tal como en el ejemplo anterior, pero el desplazamiento axial
del manguito (40) es mayor, puesto que se efectúa hasta que la
ranura (80) se coloca sobre las bolas (45). En un primer tiempo, el
paso de la superficie cónica (44) sobre las bolas (45) empuja las
palancas (26) contra el centro y las hace flexionar cuando las
mordazas de la pinza encuentran una resistencia suficiente en la
cola del útil. Gracias a esta flexión, el saliente cilíndrico (81)
puede pasar por debajo de las bolas y a continuación la garganta
(80) se acopla sobre las bolas manteniendo en su lugar al manguito
deslizante (40) únicamente gracias a la fuerza de reacción de las
palancas (26) sobre las bolas (45).
El desbloqueo se efectúa sensiblemente de la
misma manera que en la primera forma de realización, por una
rotación del manguito de mando (6) (figura 2) que hace avanzar el
anillo (53) y el manguito hasta la posición representada en la
figura 9.
La posibilidad de suprimir el resorte central
(42) representado en la figura 2 ofrece ventajas bastante
importantes. Por una parte, el equilibrado de la parte giratoria es
mejor, puesto que este resorte no puede estar en ningún momento
perfectamente centrado dentro del alojamiento que lo contiene. La
ganancia de peso contribuye igualmente a ello. Por otra parte, la
supresión de este resorte permite reducir las fuerzas axiales que el
mecanismo de desbloqueo (18) ejerce en dirección hacia adelante
sobre el manguito deslizante (40) y como consecuencia, sobre el eje
hueco (11). No obstante, estas fuerzas deben pasar a continuación a
los rodamientos que soportan este eje, en particular en el
rodamiento delantero (14) que es lo más reducido posible y que no
debería estar sometido a una fuerza axial demasiado grande. Con la
disposición según la figura 9 la fuerza axial máxima impartida al
eje (11) cuando tiene lugar el desbloqueo es la fuerza necesaria
para hacer salir las bolas (45) de la garganta (80). Su valor puede
ser predeterminado fácilmente por el perfil que se da a está
garganta.
En la figura 9, se observara que un collarín
(82) o una serie de picos equivalentes, está previsto en el borde
interior del orificio cilíndrico (78) que contiene la bola (45) con
la finalidad de retener a esta cuando la pinza (10) está
desactivada. Dado que este collarín no es fácil de realizar, se
puede sustituir por un ligero saliente del manguito posterior (24)
sobre la desembocadura del orificio (78), acortando ligeramente los
brazos (26) de la pieza.
Se observará que el mecanismo de bloqueo (17)
que se ha descrito en lo anterior, cualquiera que sea la realización
según la figura 2 o según la figura 9, actúa solamente sobre
superficies periféricas de la pinza (10) y no sobre superficies o
aristas de su extremo. Esto hace posible diversas variantes de
configuración de la pinza con efecto de palanca según los
principios que se exponen en está descripción. Si se toma en
consideración la figura 2, una de estas variantes consiste en
retrasar (hacia la derecha los dibujos) el manguito de guiado
posterior (24) e incorporarlo a la pinza (10). Los dos extremos de
las palancas (26) están entonces unidas respectivamente al manguito
delantero (22) y el manguito posterior (24), siendo por otra parte
las palancas suficientemente delgadas para su flexión radial entre
los manguitos bajo la acción de las bolas (45). Estas actuarían
sobre superficies de apoyo situadas sensiblemente a mitad de la
longitud de las palancas. Las mordazas (20) podrían estar situadas
de esta manera simultáneamente cerca del manguito delantero (22) y
cerca del manguito posterior (24), garantizando de está manera un
soporte sin juego de la cola del útil en dos posiciones axialmente
alejadas.
Otra variante, con el mismo objetivo,
consistiría en instalar en el eje (11) dos pinzas tales como la
pinza (10), dispuestas en forma de cabeza-cola y
teniendo palancas más estrechas y separadas de manera que permitan
situarse entre las palancas de la otra pinza sin establecer contacto
con las mismas. Las mordazas de una de las pinzas se encontrarían
en la parte delantera mientras que las de la otra pinza se
encontrarían más atrás, asegurando de está manera un soporte sin
juegos de la cola del útil en dos puntos axialmente alejados. El
mecanismo de bloqueo podría presentar dos grupos e bolas (45) y dos
gargantas (43) desplazadas axialmente en el manguito deslizante
(40) para actuar sobre las pinzas respectivas.
Las figuras 10 a 12 muestran una tercera forma
de realización de la herramienta manual de la figura 1. Las
diferencias con respecto a la primera forma de realización consisten
esencialmente en la construcción de la pinza y del mecanismo de
bloqueo, si bien no se describirán en detalle estas diferencias,
reutilizando los mismos números de referencia para piezas
similares.
En este caso, la pinza (10) presenta dos
palancas (26) diametralmente opuestas que tienen en la parte
posterior extremos libres (84) que están estrechados lateralmente y
que presentan cada uno de ellos una parte redondeada exterior que
sirve de superficie de apoyo (85) a una superficie cónica cóncava
(86) de un patín deslizante (87) montado en el eje hueco (11). Este
patín es empujado permanentemente hacia adelante por un resorte de
compresión (88) que se apoya sobre una arandela (89) bloqueada en el
eje (11) por bolas (90) y un tapón (91). El patín deslizante (87)
presenta un orificio central de guiado (92) destinado a recibir y a
guiar la cola del útil que hace tope axialmente contra una varilla
(93) fijada en el tapón (91). Esta varilla mantiene además sobre el
patín deslizante (87) una barra transversal (94) que permite reponer
el patín deslizante hacia atrás para liberar la pinza (10) por
medio del mecanismo de desbloqueo (18). Con este objetivo el
manguito (40) presente la parte delantera un reborde interior (96)
capaz de apoyarse contra la barra (94) cuando se hace desplazar en
retroceso el manguito (40) por la rotación del manguito de mando
(6). En cuanto al resto, el mecanismo de desbloqueo (18) puede ser
similar al que se ha descrito anteriormente.
Tal como se aprecia en particular en las figuras
11 y 12, la pinza (10) de dos brazos que se ha descrito en lo
anterior puede estar realizada en una pieza única, comprendiendo una
parte anular que sirve de manguito de guiado delantero (22) y las
palancas (26) dotadas de mordazas (20). Son suficientes dos ranuras
longitudinales rectilíneas (97) que pueden tener una anchura
constante para separar las dos palancas (26) y una sola ranura
transversal (98) para definir las dos partes flexibles que forman
las articulaciones (27) de las palancas sobre la periferia de la
pinza.
Las figuras 13 y 14 representan un pinza (10)
similar a la de las figuras 10 a 12 pero que comporta tres palancas
(26) en el lugar de dos. Estas palancas están separadas por ranuras
longitudinales (27) repartidas a 120º entre sí. Esto muestra que la
pinza utilizada en la herramienta manual según la invención puede
comportar un número cualquiera de palancas y de mordazas a partir
de dos.
Dada la fuerza muy elevada de bloqueo que puede
producir las pinzas de palancas descritas anteriormente, las
mordazas (20) tienen el riesgo, en ciertos casos, de deteriorar la
cola del útil o como mínimo de dejar marcas en la misma. Es posible
prevenir este riesgo interponiendo entre las mordazas (20) y la cola
del útil un casquillo adicional (100) del que se ha representado un
ejemplo en las figuras 15 y 16. Se trata de una pieza tubular
cilíndrica preferentemente de acero inoxidable templado, que podría
estar dotado, por ejemplo, de una ranura extendida a toda su
longitud para poder estrecharse elásticamente bajo el efecto del
bloqueo de las mordazas. En su versión preferente representada en
este caso el casquillo (100) presenta tres ranuras longitudinales
(102) que delimitan tres ramas o brazos flexibles (103) dirigidos
hacia la parte posterior. La parte delantera (104) del casquillo es
enteramente cilíndrica y está retenida en la parte anular (22) de la
pinza (10), de manera que cada brazo flexible (103) se encuentra
contra una de las mordazas (20) sobrepasando la superficie de
bloqueo de la mordaza por todos los lados. La flexibilidad de los
brazos (103) impide por lo tanto que los bordes de las mordazas
dejen marca sobre la cola del útil. La superficie interior (106) del
casquillo (100) es cilíndrica y lisa, para aplicarse sobre la cola
del útil sin marcar la misma. Cuando el casquillo (100) está
situado en su lugar dentro de la pinza (10), es ventajoso rectificar
su superficie interior. A continuación se puede ensartar el
conjunto sobre un mandrino de centrado para rectificar el exterior
de la pinza. Un casquillo adicional de ese tipo es utilizable con
cualquiera de las pinzas (10) que se han descrito anteriormente
pero se debe comprender que el canal
central de la pinza debe ser agrandado en la medida de que corresponde al espesor de la pared del casquillo (100).
central de la pinza debe ser agrandado en la medida de que corresponde al espesor de la pared del casquillo (100).
Claims (13)
1. Herramienta manual que presenta:
- -
- un eje hueco (100) rotativo alrededor de un eje geométrico longitudinal y montado mediante rodamientos en una envolvente tubular fija (16),
- -
- una pinza (10) montada en un extremo delantero del eje hueco y que tiene un canal central (19) destinado a recibir la cola (3) de un útil desmontable, comportando la pinza brazos axiales repartidos alrededor del eje y dotado cada uno de ellos de una mordaza (20) en el canal central, estando unido cada uno de los brazos a una parte anular (22) de la pinza,
- -
- un mecanismo de bloqueo (17) soportado por el eje hueco (11) y dispuesto para ejercer una fuerza centrípeta sobre la superficie de apoyo (46), (85) de cada brazo de la pinza para bloquear la cola del útil entre las mordazas de la pinza, y
- -
- un mecanismo de desbloqueo (18) soportado por lo menos en parte por la envolvente fija (16) y dispuesto para actuar sobre el mecanismo de bloqueo (17) como mínimo de manera que libere la pinza,
caracterizada porque cada brazo de la
pinza comprende una palanca (26) de la que un primer extremo está
unido a la parte anular por una articulación (27) y cuya superficie
de apoyo (46), (85) es distante axialmente de está articulación,
estando situada la mordaza (20) axialmente más cerca de la
articulación (27) que de la superficie de apoyo (46), (85).
2. Herramienta manual según la reivindicación 1,
caracterizada porque la parte anular (22) y las palancas (26)
de la pinza están realizadas en una sola pieza, siendo dicha
articulación (27) de cada palanca una articulación elástica.
3. Herramienta manual según la reivindicación 1
o 2, caracterizada porque la parte anular (22) comprende un
cuerpo tubular de guiado de la cola del útil.
4. Herramienta manual según la reivindicación 1
o 2, caracterizada porque un casquillo adicional (100) está
colocado en el canal central (19) de la pinza (10) y presenta partes
flexibles (103) que recubren las mordazas (20), en particular los
bordes de esta, en el lado que corresponde en la cola del útil.
5. Herramienta manual según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el
mecanismo de bloqueo (17) presenta un manguito deslizante (40)
montado sobre el eje hueco y, para cada palanca de la pinza, un
elemento de transmisión (45) dispuesto en un orificio radial del eje
hueco (11) entre dicha superficie de apoyo (46) de la palanca y una
superficie de leva interior del manguito deslizante (40),
comportando la superficie de la leva una superficie inclinada
axialmente, tal como una superficie cónica (44).
6. Herramienta manual según la reivindicación 5,
caracterizada porque dicha superficie de leva presenta un
primer hueco (43) dotado de dicha superficie inclinada (44) y
además un segundo hueco (80) menos profundo que el primero y
separado de este por una parte saliente (81) y porque las palancas
(26) de la pinza son elásticas, de manera que los segundos huecos
(80) forman un rebaje que mantiene en su lugar el manguito
deslizante (40) cuando dichos elementos de transmisión (45) son
acoplados en los segundos huecos por la elasticidad de las
palancas.
7. Herramienta manual según la reivindicación 6,
caracterizada porque el manguito deslizante (40) no está
solicitado por un resorte, estando dispuesto un mecanismo de
desbloqueo (18) para desplazarlo en dirección axial en los dos
sentidos respectivamente para bloquear y desbloquear la pinza.
8. Herramienta manual según la reivindicación 5
o 6, caracterizada porque dichos elementos de transmisión
(45) son bolas.
9. Herramienta manual según la reivindicación
4, caracterizada porque la pinza presenta una segunda parte
anular que comprende un segundo cuerpo tubular de guiado de la
varilla del útil, siendo flexibles las palancas de la pinza y
estando fijadas a la segunda parte anular por su segundo extremo,
estando situada dicha superficie de apoyo sensiblemente a la mitad
de la longitud de cada palanca.
10. Herramienta manual según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque en cada palanca
(26) de la pinza (10), dicha superficie de apoyo (85) es una
superficie redondeada en el extremo libre de la palanca y porque el
mecanismo de bloqueo (17) presenta un patín deslizante (87) montado
en el eje hueco, dotado de una superficie cónica cóncava (86) en el
lado de la pinza y solicitado axialmente por un resorte (88) que
presiona su superficie cónica contra dichas superficies de apoyo
(85) para mantener la pinza bloqueada.
11. Herramienta manual según la reivindicación
10, caracterizada porque el patín deslizante (87) presenta
un orificio de guiado (92) destinado a recibir la cola el útil.
12. Herramienta manual según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el
mecanismo de desbloqueo (18) presenta un anillo deslizante (52)
dispuesto en la envolvente fija (16) y dotado de una garganta anular
exterior (55), un casquillo rotativo (50) dispuesto alrededor de la
envolvente fija (16), conectado a un órgano manual de mando (6) y
dotado de ranuras axiales interiores (56) y un juego de bolas (51)
acoplada a cada una de ellas en una de dichas ranuras axiales (56),
en un corte helicoidal (57) de la envolvente fija (16) y en dicha
garganta anular (55), de manera que el anillo deslizante (52) es
desplazado axialmente por rotación en un sentido determinado del
anillo rotativo (50) pasando a impulsar el manguito deslizante (40)
del mecanismo de bloqueo de manera que libera la pinza (10).
11. Herramienta manual según la reivindicación
12, caracterizada porque dicho corte helicoidal (57)
presenta en uno de sus bordes, cerca de su extremo en el que se
encuentra la bola (51) en la posición inactiva del mecanismo de
desbloqueo, una lengüeta flexible (58) que retiene la bola por
engrapado en está posición.
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