ES2243431T3 - Mandril. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para transmitir un par de giro de un aparato de accionamiento a una herramienta (1) que está unida de forma desmontable al aparato de accionamiento y que sirve para mecanizar con evacuación de material un suelo, presentando la herramienta (1) un extremo de inserción (2) unido en unión positiva de forma a un alojamiento de herramienta (10) del aparato de accionamiento y que presenta una primera región (B1) que se ensancha cónicamente en la dirección de mecanización, a la que se conecta en la dirección de mecanización una segunda región (B2) con una ranura periférica y a ésta una tercera región (B3) que se ensancha cónicamente en la dirección de mecanización, así como una cuarta región (B4) cilíndrica, estando dotado el extremo de inserción (2) de al menos dos ranuras (3) que se extienden a lo largo del eje de herramienta y que se extienden por las cuatro regiones (B1, B2, B3, B4), y presentando el alojamiento de herramienta (10) una abertura de alojamiento (13) que se ensancha cónicamente en la dirección de mecanización, al menos un elemento de enclavamiento (21) que penetra en la abertura de alojamiento (13) y al menos dos pitones de arrastre (16) que penetran en la abertura de alojamiento (13), que están unidos en unión giratoria a las ranuras (3) del extremo de inserción (2), caracterizado porque el extremo de inserción (2) presenta, sólo en la tercera región (Bu) y en la cuarta región (B4), al menos una ranura de arrastre giratorio (4) en la que engranan pitones de arrastre adicionales (17) del alojamiento de herramienta (10).
Description
Mandril.
La invención se refiere a un dispositivo para
transmitir un par de giro de un aparato de accionamiento a una
herramienta que está unida de forma desmontable al aparato de
accionamiento, conforme al preámbulo de la reivindicación 1.
Para practicar taladros en suelos duros como
hormigón, roca, etc., se utilizan herramientas con cuerpo soporte
tubular que, en su extremo libre, están dotadas de varios segmentos
de corte. Con ayuda de un aparato de accionamiento, con el que puede
unirse la herramienta de forma desmontable, la herramienta se pone
en movimiento giratorio. La transmisión de un par de giro generado
por el aparato de accionamiento a la herramienta sirve para un
dispositivo, que se compone de un alojamiento de herramienta
dispuesto sobre el aparato de accionamiento y un extremo de
inserción unido fijamente a la herramienta. Un dispositivo de este
tipo se conoce por ejemplo del documento
DE-3434076.
El extremo de inserción de este dispositivo está
unido fijamente al cuerpo soporte tubular y se encuentra en un
extremo libre, opuesto a los segmentos de corte, del cuerpo soporte
tubular. A una primera región del extremo de inserción, que se
ensancha cónicamente en la dirección de mecanización, se conecta en
la dirección de mecanización primero una segunda región con una
ranura periférica, después una tercera región que se ensancha
cónicamente en la dirección de mecanización y, a continuación, una
cuarta región dotada de un contorno exterior cilíndrico. El extremo
de inserción está dotado de tres ranuras distribuidas uniformemente
sobre el perímetro, que se extienden fundamentalmente por las cuatro
regiones.
El alojamiento de herramienta presenta una
abertura de alojamiento que se ensancha cónicamente en la dirección
de mecanización, dos elementos de enclavamiento que penetran en la
abertura de alojamiento, configurados en forma de rodillo, y tres
pitones de arrastre giratorio que penetran en la abertura de
alojamiento. Los elementos de enclavamiento pueden trasladarse casi
radialmente con ayuda de un manguito de enclavamiento, que puede
trasladarse en paralelo a una dirección de mecanización.
Al encajar el extremo de inserción en el
alojamiento de herramienta se produce un centrado y un afianzamiento
estanco del extremo de inserción en el alojamiento de herramienta, a
través de las regiones cónicas del extremo de inserción y del
alojamiento de herramienta. Para asegurar el extremo de inserción en
la abertura de alojamiento del alojamiento de herramienta contra una
traslación axial se utilizan los elementos de enclavamiento, que
penetran en una posición de enclavamiento en la abertura de
alojamiento y engranan en el rebajo periférico en el extremo de
inserción. La transmisión del par de giro se realiza a través de los
pitones de arrastre giratorio, que engranan en unión positiva de
forma en las ranuras del extremo de inserción.
Durante la transmisión de pares de giro muy
elevados es muy elevada la presión superficial entre los pitones de
arrastre giratorio y las ranuras. Esto puede conducir a que se dañen
los flancos de los pitones de arrastre giratorio que están unidos a
las ranuras.
La invención se ha impuesto la tarea de mejorar
el dispositivo para transmitir un par de giro, con la finalidad de
que con el dispositivo, a pesar de mantenerse las funciones de
guiado, centrado, apriete y obturación entre el extremo de inserción
y el alojamiento de herramienta en la primera región del extremo de
inserción, puedan transmitirse pares de giro muy elevados sin que
resulten dañados los elementos que transmiten los pares de giro.
La solución de esta tarea se produce con un
dispositivo para transmitir un par de giro, que presenta las
particularidades indicadas en la reivindicación 1.
La ranura de arrastre giratorio conforme a la
invención está dispuesta en la región del extremo de inserción en la
que, a causa del gran diámetro, pueden transmitirse especialmente
bien grandes pares de giro. La ranura de arrastre giratorio, que
está dispuesta en el extremo de inserción además de las ranuras,
aumenta la superficie de engrane total del extremo de inserción que
sirve para absorber el par de giro. A causa de la mayor superficie
de engrane se obtiene una reducción de la presión superficial. Por
medio de esto se impiden daños en las ranuras o las ranuras de
arrastre giratorio. Por medio de que la ranura de arrastre giratorio
sólo se extiende por las regiones tercera y cuarta del extremo de
inserción, se mantiene la superficie de contacto existente en la
primera región que se ensancha cónicamente del extremo de inserción
que, junto con una contrasuperficie correspondiente del alojamiento
de herramienta, asume una función de guiado, centrado, apriete y
obturación.
De forma conveniente se han previsto ranuras de
arrastre giratorio correspondientes al número de ranuras, siendo
adyacentes en cada caso dos ranuras a una ranura de arrastre
giratorio en dirección periférica. Conforme aumenta el número de
ranuras de arrastre giratorio aumenta progresivamente la superficie
de engrane del extremo de inserción y se reduce progresivamente la
presión superficial.
Se obtiene preferiblemente una distribución
uniforme de un par de giro que actúa sobre el extremo de inserción
sobre el perímetro del extremo de inserción, por medio de que el
extremo de inserción presente tres ranuras. Éstas están dispuestas
distribuidas por ejemplo uniformemente por el perímetro del extremo
de inserción.
Para que el extremo de inserción de la
herramienta pueda encajarse rápidamente en el alojamiento de
herramienta, sin que se necesite mucho tiempo para orientar las
ranuras y las ranuras de arrastre giratorio con relación a los
pitones de arrastre giratorio correspondientes del alojamiento de
herramienta, son convenientemente igual de grandes las distancias
entre cada ranura de arrastre giratorio y las ranuras adyacentes.
Por ejemplo se han dispuesto tres ranuras y tres ranuras de arrastre
giratorio, en cada caso, con un ángulo ente ellas de 60º, siendo en
cada caso un ángulo comprendido entre la ranura de arrastre
giratorio y la ranura por ejemplo de 30º.
Para que toda la superficie de engrane en el
extremo de inserción sea lo más grande posible, las ranuras y las
ranuras de arrastre giratorio están configuradas con preferencia de
tal modo, que la extensión de cada ranura de arrastre giratorio se
corresponde, en la dirección periférica del extremo de inserción,
con 0,3-0,8 veces la extensión de las ranuras y la
profundidad medida en dirección radial de la ranura de arrastre
giratorio con 0,3-0,6 veces la profundidad de las
ranuras.
El extremo de inserción unido a un cuerpo soporte
tubular presenta en una región de transición al cuerpo soporte un
ensanchamiento de tipo brida, cuyo diámetro exterior se corresponde
por ejemplo con el diámetro exterior del cuerpo soporte tubular.
En determinadas circunstancias, si las ranuras de
arrastre giratorio asumen adicionalmente una función de
codificación, es ventajoso que el ángulo entre las ranuras
adyacentes entre sí y/o la profundidad de las ranuras y/o la
extensión de las ranuras sean de diferente tamaño en dirección
periférica. Con ayuda de una función codificadora de este tipo
pueden asociarse por ejemplo herramientas con diámetros de diferente
tamaño a aparatos de accionamiento de diferente grosor, de tal modo
que por ejemplo en un aparato de accionamiento con reducida potencia
de accionamiento sólo pueden encajarse herramientas que presenten un
pequeño diámetro.
Para que el par de giro a transmitir pueda
transmitirse uniformemente a todo el perímetro del extremo de
inserción, el alojamiento de herramienta presenta convenientemente
pitones de arrastre adicionales que se corresponden con el número de
los pitones de arrastre giratorio, siendo en cada caso dos pitones
de arrastre giratorio adyacentes a un pitón de arrastre adicional en
dirección periférica.
Un rápido encaje del extremo de inserción en el
alojamiento de herramienta, sin gran complejidad para orientar el
extremo de inserción con relación al alojamiento de herramienta, se
consigue por medio de que ventajosamente son iguales las distancias
entre cada pitón de arrastre adicional y los pitones de arrastre
giratorio adyacentes. A causa de esta distribución uniforme de los
pitones de arrastre giratorio y de los pitones de arrastre
adicionales, el extremo de inserción sólo debe girarse una pequeña
magnitud angular, hasta que se superpongan los pitones de arrastre
giratorio y las ranuras o los pitones de arrastre adicionales y las
ranuras de arrastre giratorio.
Para que con el alojamiento de herramienta pueda
transmitirse al extremo de inserción un par de giro lo más grande
posible, la extensión de cada pitón de arrastre adicional en
dirección periférica del alojamiento de herramienta se corresponde
con preferencia con 0,3-0,8 veces la extensión de
los pitones de arrastre giratorio y la altura medida en dirección
radial de los pitones de arrastre adicionales con
0,3-0,6 veces la altura de los pitones de arrastre
giratorio.
La longitud de los pitones de arrastre
adicionales se corresponde fundamentalmente con la longitud de las
ranuras de arrastre giratorio.
La invención se explica con más detalle con base
en dibujos, que reproducen un ejemplo de ejecución. Aquí
muestran:
la figura 1 un alojamiento de herramienta
conforme a la invención en representación cortada;
la figura 2 una vista del alojamiento de
herramienta conforme a la flecha II en la figura 1;
la figura 3 una herramienta conforme a la
invención para su encaje en un alojamiento de herramienta conforme a
la figura 1 en la vista lateral; cortada parcialmente;
la figura 4 una vista en planta sobre un extremo
de inserción de la herramienta conforme a la figura 3.
El alojamiento de herramienta 10 representado en
las figuras 1 y 2 así como el extremo de inserción 2 de la
herramienta 1 reproducida en las figuras 3 y 3 forman un
dispositivo, con cuya ayuda puede transmitirse un movimiento
giratorio generado por un aparato de accionamiento no representado
por completo a la herramienta 1, que puede unirse de forma
desmontable con el aparato de accionamiento.
El alojamiento de herramienta 10 presenta un
cuerpo básico 11 en forma de manguito con un taladro de paso central
y una rosca interior 12. Esta rosca interior 12 se encuentra sobre
una región extrema del cuerpo básico 11, alejada de la dirección de
mecanización, y sirve para unir el alojamiento de herramienta 10 a
un árbol de impulsión no representado del aparato de
accionamiento.
Un segmento del taladro de paso por el lado de la
dirección de mecanización se ensancha en la dirección de
mecanización, fundamentalmente de forma cónica, y forma una abertura
de alojamiento 13 que sirve para alojar y para guiar el extremo de
inserción 2. Entre una boca de la abertura de alojamiento 13
dirigida en la dirección de mecanización y el extremo del cuerpo
básico 1 dirigido en la dirección de mecanización se encuentra una
región de arrastre giratorio, que sirve para inmovilizar un disco de
arrastre giratorio 15. Esta región de arrastre giratorio presenta
varias depresiones 19 que están dispuestas, en la región periférica
de un diámetro interior máximo de la abertura de alojamiento 13, por
ejemplo distribuidas uniformemente y están configuradas abiertas
hacia un lado frontal del alojamiento de herramienta 10, dirigida en
la dirección de mecanización. Cada una de estas depresiones 19 sirve
para alojar una de varias lengüetas de arrastre giratorio 20 del
disco de arrastre giratorio 15. Para la fijación del disco de
arrastre giratorio 15 al alojamiento de herramienta 10 se usa una
arandela de seguridad 14, que penetra en una despulla periférica que
está dispuesta sobre un contorno interno de la región de arrastre
giratorio. La distancia medida en paralelo a la dirección de
mecanización entre esta despulla periférica y la boca de la abertura
de alojamiento 13 se corresponde al menos con el grosor del disco de
arrastre giratorio 15.
El cuerpo básico 11 está circundado por un
manguito de enclavamiento 18, que puede trasladarse con relación al
cuerpo básico 11 en paralelo a la dirección de mecanización. En la
región de la abertura de alojamiento 13 el alojamiento de
herramienta 10 presenta tres elementos de enclavamiento 21, que
pueden trasladarse casi radialmente y cooperan con el manguito de
enclavamiento 18, los cuales están dispuestos distribuidos
uniformemente sobre el perímetro del cuerpo básico. Con ayuda del
manguito de enclavamiento 18 estos elementos de enclavamiento 21
pueden bascular o desplazarse desde una posición de salida, en la
que no penetran en la abertura de alojamiento 13, hasta una posición
de enclavamiento en la que penetran en la abertura de alojamiento 13
y allí cooperan, en unión positiva de forma, con un rebajo
periférico 5 en el extremo de inserción 2.
La herramienta 1 representada en las figuras 3 y
4 se compone por ejemplo del ya citado extremo de inserción 2 y de
un cuerpo básico tubular 6, así como de varios elementos de corte no
representados, que están dispuestos en un extremo libre del cuerpo
soporte 6 por el lado de la dirección de mecanización. El extremo de
inserción 2 presenta una primera región B1 que se ensancha
cónicamente en la dirección de mecanización, a la que se conectan
correlativamente en la dirección de mecanización al menos una
segunda región B2 con un rebajo periférico 5, una tercera región B3
que se ensancha cónicamente en la dirección de mecanización y una
región cilíndrica B4, estando dotado el extremo de inserción 2 de
tres ranuras 3 que se extienden a lo largo del eje de herramienta
que se extienden al menos por las cuatro regiones B1, B2, B3, B4. En
el rebajo periférico 5 pueden engranar en unión positiva de forma
los elementos de enclavamiento 21 del alojamiento de herramienta 10
e inmovilizar axialmente el extremo de inserción 2 en la abertura de
alojamiento 13 del alojamiento de herramienta 10.
El extremo de inserción 2 presenta además de las
tres ranuras 3 tres ranuras de arrastre giratorio 4, que están
dispuestas a distancias iguales A entre ellas sobre el perímetro del
extremo de inserción 2 o con el mismo ángulo. Las ranuras 3 con una
longitud L2 se extienden por las cuatro regiones B1, B2, B3, B4 del
extremo de inserción 2. Las ranuras de arrastre giratorio 4 con una
longitud L1 se extienden por el contrario sólo por toda la tercera
región cónica B3 y por la cuarta región cilíndrica B4, cuyo diámetro
es fundamentalmente igual de grande que el diámetro máximo de la
tercera región cónica B3. Una quinta región B5 que se conecta a la
cuarta región B4 en la dirección de mecanización está formada por un
ensanchamiento de tipo brida, que está unido directamente al cuerpo
soporte tubular 6 de la herramienta 1. El diámetro del
ensanchamiento de tipo brida se corresponde fundamentalmente con el
diámetro exterior del cuerpo soporte tubular 6.
Las superficies de sección transversal de las
ranuras 3 y de las ranuras de arrastre giratorio 4, que se extienden
perpendicularmente a la dirección de mecanización, están
configuradas con diferente tamaño. De este modo son por ejemplo la
profundidad T2 y la extensión U2 de las ranuras 3 mayores que la
profundidad T1 y la extensión U1 de las ranuras de arrastre
giratorio 4. El disco de arrastre giratorio 15 inmovilizado en la
región de arrastre giratorio del alojamiento de herramienta 10
presenta pitones de arrastre giratorio 16, ajustados a las ranuras
3, con una altura H2 y una extensión U4 en la dirección periférica
del alojamiento de herramienta 10 y pitones de arrastre adicionales
17, ajustados a las ranuras de arrastre giratorio 4 y con una altura
H1, que penetran en la superficie de proyección axial de la abertura
de alojamiento 13 en el alojamiento de herramienta 10. La extensión
U3 de los pitones de arrastre adicionales 17 en la dirección
periférica del alojamiento de herramienta 10 se corresponde con
0,3-0,8 veces la extensión U4 del pitón de arrastre
giratorio 16.
Claims (10)
1. Dispositivo para transmitir un par de giro de
un aparato de accionamiento a una herramienta (1) que está unida de
forma desmontable al aparato de accionamiento y que sirve para
mecanizar con evacuación de material un suelo, presentando la
herramienta (1) un extremo de inserción (2) unido en unión positiva
de forma a un alojamiento de herramienta (10) del aparato de
accionamiento y que presenta una primera región (B1) que se ensancha
cónicamente en la dirección de mecanización, a la que se conecta en
la dirección de mecanización una segunda región (B2) con una ranura
periférica y a ésta una tercera región (B3) que se ensancha
cónicamente en la dirección de mecanización, así como una cuarta
región (B4) cilíndrica, estando dotado el extremo de inserción (2)
de al menos dos ranuras (3) que se extienden a lo largo del eje de
herramienta y que se extienden por las cuatro regiones (B1, B2, B3,
B4), y presentando el alojamiento de herramienta (10) una abertura
de alojamiento (13) que se ensancha cónicamente en la dirección de
mecanización, al menos un elemento de enclavamiento (21) que penetra
en la abertura de alojamiento (13) y al menos dos pitones de
arrastre (16) que penetran en la abertura de alojamiento (13), que
están unidos en unión giratoria a las ranuras (3) del extremo de
inserción (2), caracterizado porque el extremo de inserción
(2) presenta, sólo en la tercera región (B\cdot) y en la cuarta
región (B4), al menos una ranura de arrastre giratorio (4) en la que
engranan pitones de arrastre adicionales (17) del alojamiento de
herramienta (10).
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque se han previsto ranuras de arrastre
giratorio (4) correspondientes al número de ranuras (3), siendo
adyacentes en cada caso dos ranuras (3) a una ranura de arrastre
giratorio (4) en dirección periférica.
3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque están previstas tres ranuras (3).
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 3, caracterizado porque las distancias (A) entre cada
ranura de arrastre giratorio (4) y las ranuras adyacentes (3) son
igual de grandes.
5. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 4, caracterizado porque la extensión (U1) de cada ranura
de arrastre giratorio (4) se corresponde, en la dirección periférica
del extremo de inserción (2), con 0,3-0,8 veces la
extensión (U2) de las ranuras (3).
6. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 5, caracterizado porque la profundidad (T1) medida en
dirección radial de la ranura de arrastre giratorio (4) se
corresponde con 0,3-0,6 veces la profundidad (T2) de
las ranuras (3).
7. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 6, caracterizado porque el alojamiento de herramienta
(10) presenta pitones de arrastre adicionales (17) que se
corresponden con el número de los pitones de arrastre giratorio
(16), siendo en cada caso dos pitones de arrastre giratorio (16)
adyacentes a un pitón de arrastre adicional (17) en dirección
periférica.
8. Dispositivo según la reivindicación 7,
caracterizado porque son iguales las distancias (A) entre
cada pitón de arrastre adicional (17) y los pitones de arrastre
giratorio (16) adyacentes.
9. Dispositivo según la reivindicación 7 u 8,
caracterizado porque la extensión (U3) de cada pitón de
arrastre adicional (17) en la dirección periférica del alojamiento
de herramienta (10) se corresponde con 0,3-0,8 veces
la extensión (U4) de los pitones de arrastre giratorio (16).
10. Dispositivo según una de las reivindicaciones
7 a 9, caracterizado porque la altura (H1) medida en
dirección radial de los pitones de arrastre adicionales (17) se
corresponde con 0,3-0,6 veces la altura (H2) de los
pitones de arrastre giratorio (16).
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