ES2243767T3 - Martillo de perforacion y/o de percusion con control de marcha en vacia dependiente de la presion de apriete. - Google Patents

Abstract

Martillo de perforación y/o de percusión que comprende - al menos una empuñadura (2) con un sitio de agarre (2b) para sujetar y presionar el martillo de perforación y/o de percusión por parte de un usuario; - un mecanismo de percusión por muelle neumático con un pistón de accionamiento (11) movible en vaivén y un pistón de percusión (12) accionable por el pistón de accionamiento (11), estando formada entre el pistón de accionamiento (11) y el pistón de percusión (12) una cavidad (13) para recibir un muelle neumático; - un canal de marcha en vacío (23, 24, 25) para unir la cavidad (13) con el entorno del mecanismo de percusión por muelle neumático y ventilar la cavidad (13) durante un funcionamiento de marcha en vacío; - una válvula (19, 23) dispuesta en el canal de marcha en vacío (23, 24, 25) para abrir y cerrar dicho canal de marcha en vacío; y - una carcasa de martillo (1) que rodea al menos al mecanismo de percusión por muelle neumático; caracterizado porque - en el flujo de fuerza entre el sitio de agarre (2b) y la carcasa (1) del martillo está montado un dispositivo de detección (2a, 3; 3, 34) para detectar una fuerza de apriete aplicable por el usuario a la empuñadura (2); y - la válvula (19, 23) puede ser activada en función de la fuerza de apriete detectada.

Description

Martillo de perforación y/o de percusión con control de marcha en vacío dependiente de la presión de apriete.

La invención concierne a un martillo de perforación y/o de percusión según el preámbulo de la reivindicación 1.

Un martillo de perforación y/o de percusión de esta clase es conocido, por ejemplo, por los documentos DE-A-19847687 o DE-A-19713154.

Un martillo de perforación y/o de percusión - denominado martillo en lo que sigue - presenta usualmente un mecanismo de percusión por muelle neumático en el que un pistón de accionamiento es puesto en movimiento oscilante de vaivén por un motor eléctrico con ayuda de un accionamiento de manivela o de árbol oscilante. Delante del pistón de accionamiento está dispuesto un pistón de percusión, de modo que entre el pistón de accionamiento y el pistón de percusión está presente una cavidad en la que se puede formar un muelle neumático. El muelle neumático transmite el movimiento de vaivén del pistón de accionamiento al pistón de percusión e impulsa a éste hacia el vástago de una herramienta (barrena) o hacia una sufridera intercalada. Tales martillos son conocido en múltiples formas de ejecución.

Cuando se utiliza el martillo para trabajar en un sitio determinado, el usuario tiene que asentar con mucho cuidado la punta de la herramienta, por ejemplo la punta de la barrena, para impedir que salte y se separe dicha punta de la barrena. Esto se aplica especialmente a sitios relativamente lisos o realzados del material que se ha de tratar. Los mecanismos de percusión por muelle neumático de clase de construcción sencilla tienden a comenzar súbitamente con la operación de percusión, pero no siempre se puede evitar el salto de separación no deseado. Esto puede conducir a que la masa pétrea sea barrenada en un sitio que no deberá ser dañado. Al trabajar en cantos o aristas existe incluso el riesgo de que resulte dañado el martillo o de que corra peligro el propio usuario cuando la barrena salte al vacío desde la arista.

Para eliminar este problema se han propuesto diferentes soluciones. Así, es conocido evitar o al menos suavizar una iniciación brusca del impacto disminuyendo el número de revoluciones de marcha en vacío. Sin embargo, existe en este caso el inconveniente de que la característica del número de revoluciones al acelerar desde la marcha en vacío hasta la operación de percusión no es siempre la misma, mientras que el respectivo caso de aplicación requiere una aceleración adaptada. Además, la disminución del número de revoluciones impide una creación rápida de un centrado estabilizante en el material que se ha de desmontar.

Otra solución está descrita, por ejemplo, en los documentos DE-A-187 13 154 o DE-A-197 24 531 en forma de un denominado control de casquillo. En este caso, se aprovecha el efecto de que la herramienta es sujetada en forma axialmente móvil con relación al martillo y puede deslizarse algo hacia fuera de la carcasa del martillo en la posición de marcha en vacío. Al asentar la herramienta sobre la masa pétrea que se ha de tratar, el vástago de la herramienta es introducido en el interior del martillo y produce - usualmente por desplazamiento del pistón de percusión con relación al pistón de accionamiento - una transición de la situación de marcha en vacío a la operación de
percusión.

En el control de casquillo el movimiento relativo de la herramienta con respecto a la carcasa del martillo es transmitido a un casquillo de control cargado por muelle bien directamente o bien a través de un pistón intermedio. El casquillo de control coopera con taladros de control con los que puede abrirse y cerrarse un canal de aire de marcha en vacío que hace que la cavidad de alojamiento del muelle neumático entre los pistones de accionamiento y de percusión se una con el medio ambiente. Por tanto, el desplazamiento del casquillo de control hace posible que la cavidad se ponga en unión comunicante con el entorno del mecanismo de percusión o bien que se bloquee una unión de esta clase. Mediante este control de la ventilación de la cavidad del muelle neumático se puede materializar de manera muy fiable el cambio entre funcionamiento de marcha en vacío y funcionamiento de percusión.

Dado que en el control de casquillo permanecen casi inalterados el número de revoluciones del motor de accionamiento y, por tanto, el número de impactos, se tiene que, en contraposición a la disminución anteriormente descrita del número de revoluciones, se puede generar con mucha rapidez un centrado que confiere retención a la herramienta en el material que se ha de tratar. Debido a la buena capacidad de control el usuario puede determinar de manera óptima la intensidad de cada impacto individual para cada caso de aplicación individual.

Sin embargo, el principio del control de casquillo presenta también un inconveniente: Como ya se ha explicado, al desplazar el vástago de la herramienta hacia el interior de la carcasa del martillo se traslada el casquillo de control en contra de la acción de un muelle. Por tanto, se incrementa la fuerza de apriete que ha de aplicar el usuario en la medida de la fuerza de muelle entre el vástago de la herramienta o una sufridera adyacente al mismo y la carcasa del martillo. Esto es desventajoso sobre todo en el caso de martillos pesados, ya que el muelle que solicita al casquillo de control tiene que estar diseñado de tal manera que tenga que soportar al menos el peso de la herramienta, por un lado, o el peso del martillo, por otro, para evitar un cambio no deseado del funcionamiento de marcha en vacío al funcionamiento de percusión. En efecto, al trabajar con el martillo hacia arriba, la herramienta se aplica también durante el funcionamiento de marcha en vacío, con todo su peso, contra el casquillo de control y, por tanto, contra el muelle, de modo que el muelle ha de sujetar la herramienta. El cambio al funcionamiento de percusión podrá producirse únicamente al presionar la herramienta sobre la masa pétrea que se ha de tratar.

Lo mismo se aplica para el trabajo hacia abajo. En este caso, especialmente con martillos rompedores pesados, ha de existir la posibilidad de depositar la herramienta sobre el suelo y apoyar todo el martillo sobre la herramienta, sin que se abandone el funcionamiento de marcha en vacío. Únicamente al ser presionado el martillo hacia abajo por parte del usuario deberá iniciarse el funcionamiento de percusión.

En el caso de un cambio de la posición del martillo, por ejemplo al trabajar en dirección horizontal, falta, además, el apuntalamiento existente en caso contrario por medio de la fuerza del peso de la herramienta o del martillo. El usuario tiene que aplicar entonces fuerzas aún mayores.

La invención se basa en el problema de indicar un martillo de perforación y/o de percusión de la clase de construcción citada al principio en el que, al presionar el martillo sobre la masa pétrea a tratar, una conexión adecuada asegure un cambio fiable entre funcionamiento de marcha en vacío y funcionamiento de percusión, sin que aumente excesivamente la fuerza de apriete que ha de aplicar el usuario.

La solución según la invención está indicada en la reivindicación 1. En las reivindicaciones subordinadas se exponen desarrollos ventajosos adicionales de la invención.

El martillo de perforación y/o de percusión según la invención, que puede ser guiado en una empuñadura en un sitio de agarre - en lo que sigue denominado martillo - presenta - como también los martillos conocidos - un canal de marcha en vacío para unir con el medio ambiente una cavidad formada entre un pistón de accionamiento y un pistón de percusión. En el canal de marcha en vacío está prevista una válvula para abrir y cerrar dicho canal de marcha en vacío. Según la invención, el martillo se caracteriza porque en el flujo de fuerza entre el sitio de agarre y la carcasa del martillo está montado un dispositivo de detección para detectar una fuerza de apriete aplicable por el usuario a la empuñadura y porque la válvula puede ser activada en función de la fuerza de apriete detectada.

Por tanto, el dispositivo de detección está montado en un sitio en el que puede detectarse del modo más directo posible la puerta de apriete aplicada por el usuario. Por tanto, de una manera muchísimo más directa de lo que es posible en el estado de la técnica, se puede detectar el deseo del usuario de pasar el martillo del funcionamiento de marcha en vacío al funcionamiento de percusión mediante la aplicación de la fuerza de apriete.

El dispositivo de detección puede materializarse en formas diferentes. Así, por ejemplo, en una forma de ejecución de la invención es posible conducir la empuñadura de manera móvil con relación a la carcasa del martillo en contra de la acción de un sistema de muelle. En este caso, una fuerza de apriete que actúa sobre la empuñadura corresponde a un desplazamiento relativo entre la empuñadura y la carcasa del martillo. Por otro lado, el dispositivo de detección puede materializarse también por medio de una sensórica adecuada. En cualquier caso, la fuerza de apriete detectada por vía mecánica o mecatrónica sirve de criterio para activar la válvula a través de la cual se puede unir la cavidad del mecanismo de percusión por muelle neumático con el medio ambiente.

Por tanto, para la activación de la válvula no es relevante - como en el estado de la técnica - el movimiento relativo del vástago de la herramienta o de la sufridera con respecto a la carcasa del martillo para controlar la marcha en vacío. Por el contrario, resulta decisiva la fuerza de apriete aplicada por el usuario o el recorrido relativo resultante de la empuñadura con respecto a la carcasa del martillo que rodea al mecanismo de percusión por muelle neumático. Se asegura así que la fuerza de apriete o de control necesaria para controlar el funcionamiento de marcha en vacío y el funcionamiento de percusión no intervenga en la fuerza de apriete a aplicar por el usuario, es decir que no la incremente como ocurre en el estado de la técnica. Se evalúa directamente la fuerza de apriete del usuario, la cual no tiene que incrementarse para vencer fuerzas de muelle de mayor magnitud.

Mientras que en el estado de la técnica se evaluaba una fuerza aplicada al vástago de la herramienta o a la sufridera en el flujo de fuerza entre el usuario y la punta de la herramienta para activar la válvula (en el estado de la técnica: el casquillo de control), la fuerza de apriete del usuario introducida en la empuñadura es, según la invención, el criterio decisivo.

En una ejecución ventajosa de la invención se ha previsto un sistema de muelle entre la empuñadura y la carcasa del martillo para sujetar la empuñadura con relación a la carcasa del martillo con una fuerza de muelle prefijada. Se puede determinar la fuerza de apriete detectando un desplazamiento de la empuñadura proporcional a la fuerza de apriete con relación a la carcasa del martillo.

En una forma de ejecución especialmente ventajosa de la invención el sistema de muelle es parte integrante de un dispositivo para la amortiguación de vibraciones de la empuñadura. En efecto, precisamente en martillos de mayor tamaño se conocen ejecuciones en las que la empuñadura que ha de ser sujetada por el usuario está desacoplada de la carcasa restante del martillo en cuanto a vibraciones para conseguir cierta amortiguación y descargar al usuario. Con estas configuraciones de la empuñadura se ha materializado ya la movilidad relativa requerida entre la empuñadura y la carcasa del martillo, de modo que únicamente tiene que detectarse el desplazamiento relativo proporcional a la fuerza de apriete.

En una forma de ejecución especialmente ventajosa de la invención se ha previsto un casquillo axialmente móvil que corresponde en principio al casquillo de control conocido por el estado de la técnica y que forma un elemento de control de la válvula. Sin embargo, según la invención, la posición axial del casquillo es variable en función de la fuerza de apriete aplicada por el usuario. Por el contrario, en el estado de la técnica el casquillo de control ha podido ser trasladado únicamente por el desplazamiento relativo entre la herramienta y la carcasa del martillo, lo que - como se ha descrito anteriormente - ha conducido a un claro incremento de la fuerza de apriete a aplicar por el usuario debido a las fuerzas de peso de diferente actuación y a muelles correspondientemente dimensionados para apuntar el casquillo de control.

En un desarrollo adicional de la invención el casquillo está unido en dirección axial con la empuñadura bajo ajuste de forma, de modo que el desplazamiento relativo de la empuñadura con respecto a la carcasa del martillo, cuyo desplazamiento es proporcional a la fuerza de apriete aplicada por el usuario, puede ser transmitido directamente como desplazamiento relativo del casquillo con respecto a la carcasa.

La solución expuesta es en principio adecuada para todos los tipos conocidos de mecanismos de percusión por muelle neumático. Pertenecen a estos, por ejemplo, los mecanismos de percusión de tubo en los que el pistón de accionamiento y el pistón de percusión con igual diámetro están dispuestos en un tubo en forma axialmente móvil. Asimismo, es conocido un mecanismo de percusión por percutor hueco en el que el pistón de percusión es de construcción hueca y aloja al pistón de accionamiento en su interior en forma axialmente móvil.

Sin embargo, una forma de ejecución especialmente ventajosa de la invención concierne a un mecanismo de percusión de pistón hueco en el que el pistón de accionamiento es de construcción hueca y aloja al pistón de percusión en su interior en forma axialmente móvil. El pistón de accionamiento está rodeado radialmente por el casquillo, el cual a su vez va guiado nuevamente en una carcasa del mecanismo de percusión. En el pistón de accionamiento, en el casquillo y en la carcasa del mecanismo de percusión están previstas unas aberturas o rebajos que forman conjuntamente el canal de marcha en vacío. El casquillo sirve de elemento de control de la válvula y está en condiciones de abrir o cerrar la unión entre la cavidad en el interior del pistón de accionamiento y el entorno del mecanismo de percusión por muelle neumático en función de su posición axial.

Aparte de la realización mecánica anteriormente explicada de la invención, es posible también poner en práctica las enseñanzas técnicas que sirven de base a la invención por vía mecánico-eléctrica o mecatrónica.

Así, en otra forma de ejecución ventajosa de la invención el dispositivo de detección presenta un sensor con el que se puede detectar la fuerza de apriete que actúa sobre la empuñadura, especialmente por la acción de la empuñadura contra la carcasa del martillo a través del sistema de muelle. El sensor suministra una señal de apriete a un sistema de control que activa de manera correspondiente el elemento de válvula para la apertura y el cierre de la válvula.

Es especialmente ventajoso a este respecto que el sensor sea un sensor de proximidad o un sensor dinamométrico para poder detectar de forma fiable la fuerza de apriete actuante.

En otra ejecución de la invención se ha previsto, además, un sensor de posición con el cual se puede detectar la posición del martillo en el espacio y generar una señal de posición correspondiente. La señal de posición es alimentada al sistema de control, el cual somete seguidamente la señal de apriete a una corrección para excluir, por ejemplo, fuerzas de peso no deseadas. Cuando el usuario trabaja, por ejemplo, con el martillo hacia abajo, no tiene que sujetar el martillo en la mano, sino que puede apoyarlo sobre el suelo. Recíprocamente, en el caso de trabajo hacia arriba, el usuario tiene que apuntalar el peso del martillo completamente en la empuñadura. Esta influencia del peso puede ser eliminada por el sensor de posición.

La idea nuclear de la invención es hacer posible un asentamiento blando para el martillo, es decir, una iniciación del funcionamiento de percusión cuando la herramienta es presionada sólo ligeramente sobre la masa pétrea a tratar. Por consiguiente, en este momento deberá ser aún muy pequeña la fuerza de percusión que actúa sobre la herramienta y esta fuerza deberá aumentarse únicamente al aplicar una presión mayor. De este modo, la herramienta puede ser posicionada con precisión a pesar de un número de revoluciones completo del motor de accionamiento, sin que salte separándose de la masa pétrea a tratar.

Estas y otras ventajas y características de la invención se explican seguidamente con más detalle ayudándose de varios ejemplos y haciendo referencia a las figuras adjuntas. Muestran:

La Figura 1A, una representación en sección de un martillo de perforación y/o de percusión (martillo) de la invención según una primera forma de ejecución en funcionamiento de percusión;

La Figura 1B, una ampliación de un fragmento de la Figura 1A;

La Figura 2, una ampliación de un fragmento de la primera forma de ejecución según Figura 1A, pero durante el funcionamiento de marcha en vacío con la herramienta asentada sobre la masa pétrea;

La Figura 3A, una representación en sección del martillo según la primera forma de ejecución durante el funcionamiento de marcha en vacío con la herramienta separada de la masa pétrea;

La Figura 3B, una ampliación de un fragmento de la Figura 3A;

La Figura 4, una representación en sección de un martillo de la invención conforme a una segunda forma de ejecución en funcionamiento de percusión;

La Figura 5A, el martillo de la Figura 4 en funcionamiento de marcha en vacío; y

La Figura 5B, una ampliación de un fragmento de la Figura 5A.

Las Figuras 1A a 3B muestran el martillo según una primera forma de ejecución en clase de funcionamiento diferentes y ampliaciones de fragmentos diferentes. El martillo conforme a la segunda forma de ejecución está representado en las Figuras 4 a 5B. Se explica en primer lugar el martillo según la primera forma de ejecución con referencia a las Figuras 1A y 1B.

En una carcasa de martillo 1 está montada una empuñadura 2 en forma axialmente desplazable por medio de sistemas de muelles 3. En el extremo delantero de la carcasa 1 del martillo está fijada una empuñadura adicional 4, pero ésta carece de importancia para la invención y sirve únicamente para guiar mejor el martillo.

El sistema de muelle 3 puede consistir, por ejemplo, en un sistema antivibración con el cual se aminoran las vibraciones e impactos - que actúan sobre la empuñadura 2 y que son generados por el mecanismo de percusión por muelle neumático o por la acción de la herramienta - sobre la empuñadura 2 y, por tanto, sobre la mano del usuario que agarra un sitio de agarre 2b de la empuñadura 2. Siempre que en un martillo conocido esté ya previsto un sistema antivibración de esta clase, no tendrían que realizarse variaciones constructivas en este sitio. Sin embargo, es posible también incorporar únicamente un sistema de muelle que admita un desplazamiento de la empuñadura 2 con respecto a la empuñadura 4, a consecuencia del cual se puede determinar mediante una relación de proporcionalidad la fuerza de apriete que actúa en la empuñadura 2.

En el interior de la empuñadura 2 está previsto, entre otros elementos, un interruptor principal 5 para conectar y desconectar el martillo. Además, un cable de red 6 se une a la empuñadura 2. En el interior de la carcasa 1 del martillo está dispuesto un motor eléctrico 7 que acciona un cigüeñal 9 a través de un engranaje 8. El cigüeñal 9 genera a través de una biela 10 un movimiento de vaivén de un pistón de accionamiento hueco 11. En el interior del pistón de accionamiento 11 de forma de casquillo, movible en vaivén, está alojado un pistón de percusión 12 en forma axialmente móvil. Entre el pistón de accionamiento 1 y el pistón de percusión 12 está prevista una cavidad 13 en la que se forma de manera conocida, durante el movimiento relativo entre el pistón de accionamiento y el pistón de percusión 12, un muelle neumático que impulsa al pistón de percusión 12 contra una sufridera 14 y que los succiona de nuevo hacia atrás después de efectuado el impacto para que, durante el siguiente movimiento de avance del pistón de accionamiento 11, pueda efectuarse un nuevo impacto por medio del pistón de percusión 12. La sufridera 14 solicita a un vástago de una herramienta no representada que está alojado en un portaherramientas 15.

Dado que el principio básico de un mecanismo de percusión por muelle neumático de esta clase es ya conocido desde hace mucho tiempo, resulta superflua una presentación más detallada.

Delante del pistón de percusión 12 está prevista una cavidad delantera 16 que, a través de un canal de aire 18 previsto en una pared 17 del pistón de accionamiento 11, está en unión comunicante durante el funcionamiento de percusión con el entorno del mecanismo de percusión por muelle neumático, es decir, por ejemplo, con el resto del interior de la carcasa 1 del martillo. Se evita así que se forme en la cavidad delantera 16, delante del pistón de percusión 12, un cojín de aire que podría dificultar la acción de impacto del pistón de percusión 12.

El pistón de accionamiento 11, especialmente su pared 17, está rodeado por un casquillo de control 19. El casquillo de control 19 es axialmente móvil en una carcasa 20 del mecanismo de percusión que forma parte de la carcasa 1 del martillo. En el ejemplo mostrado se ha previsto en el casquillo de control 19 un collarín 21 que es abrazado por un órgano de arrastre 22. Como puede apreciarse bien en las Figuras 1A y 1B, órgano de arrastre 22 está unido directamente con una prolongación 2a de la empuñadura 2, de modo que queda materializado entre la empuñadura 2 y el casquillo de control 19 un acoplamiento de ajuste de forma que opera al menos en la dirección axial del casquillo de control 19. Dado que la empuñadura 2 es móvil con relación a la carcasa 1 del martillo debido a la acción del sistema de muelle 3, su movimiento es transmitido directamente al casquillo de control 19 a través del órgano de arrastre 22 y el collarín 21 y desplaza axialmente al casquillo de control 19 en el interior de la carcasa 20 del mecanismo de percusión.

El casquillo de control 19 presenta una abertura radial 23 que atraviesa su pared. La posición de la abertura radial 23 se ha elegido de modo que en cualquier estado de funcionamiento se corresponda con al menos una abertura 24 de la pared 17 del pistón de accionamiento 11, estando formadas en la dirección axial del pistón de accionamiento 11 - como muestra especialmente bien la Figura 1B - varias aberturas 24 en la pared 17. Según la posición axial del pistón de accionamiento 11 o del casquillo de control 19, al menos una y a veces también dos aberturas 24 se encuentran a la altura de la abertura radial 23.

En el lado interior de la carcasa 20 del mecanismo de percusión que rodea en forma cilíndrica al casquillo de control 19 está formado un rebajo 25, por ejemplo en forma de un canal anular que abraza al casquillo de control 19, cuyo rebajo se abre en su lado inferior hacia el interior de la carcasa 1 del martillo, es decir, hacia el entorno del mecanismo de percusión por muelle neumático.

Las aberturas 24 del pistón de accionamiento 11, la abertura radial 23 del casquillo de control 19 y el rebajo 25 forman conjuntamente un canal de marcha en vacío a través del cual puede establecerse durante el funcionamiento de marcha en vacío del mecanismo de percusión por muelle neumático una unión comunicante de la cavidad 13 con el entorno de dicho mecanismo de percusión por muelle neumático.

Las Figuras 1A y 1B muestran el martillo y especialmente el mecanismo de percusión por muelle neumático durante el funcionamiento de percusión. Por consiguiente, no deberá existir ninguna unión comunicante entre la cavidad 13 y el entorno. Por tanto, el casquillo de control 19 está desplazado en la carcasa 20 del mecanismo de percusión de tal manera que la abertura radial 23 no se encuentra sobre el rebajo 25. Esta interrumpida así la unión. El casquillo de control 19 representa junto con la abertura radial 23 recibido por él una válvula para abrir y cerrar el canal de marcha en vacío.

La posición correspondiente del casquillo de control 19 se obtiene debido a que el usuario presiona la empuñadura 2 hacia delante en contra de la carcasa 1 del martillo y de la acción de los sistemas de muelles 3. El usuario presiona también de manera correspondiente la herramienta contra la masa pétrea que se ha de tratar. El desplazamiento relativo de la empuñadura 2 con respecto a la carcasa 1 del martillo, cuyo desplazamiento es proporcional a la fuerza de apriete, se transmite directamente al casquillo de control 19, de modo que se presenta la posición axial deseada del casquillo de control 19 mostrada en las Figuras 1A y 1B.

Ventajosamente, en la zona del órgano de arrastre 22 está prevista una junta no representada en las figuras que impide la penetración de suciedad en el interior de la carcasa del martillo.

La Figura 2 muestra una ampliación de un fragmento del martillo de la Figura 1A, pero durante el funcionamiento de marcha en vacío, estando asentada la herramienta sobre la masa pétrea a tratar sin que se produzca una presión de apriete por parte del usuario.

Debido al asentamiento de la herramienta sobre la masa pétrea, la sufridera 14 se encuentra en su posición posterior desplazada hacia el interior de la carcasa 1 del martillo.

Como quiera que el usuario no aplica ninguna fuerza de apriete, el sistema de muelle 3 presiona a la empuñadura 2 hacia atrás con relación a la carcasa 1 del martillo, de modo que la empuñadura 2 se traslada hacia atrás junto con el casquillo de control 19. De este modo, la abertura radial 23 se desplaza colocándose sobre el rebajo 25, con lo que, a través de las aberturas 24 del pistón de accionamiento 11 que se encuentran siempre a la altura de la abertura radial 23, se establece una unión comunicante de la cavidad 13 con el entorno del mecanismo de percusión por muelle neumático. Por consiguiente, en la cavidad 13 no pueden establecerse ninguna sobrepresión o depresión de aire ni ningún muelle neumático resultante de ella. Por el contrario, a pesar del movimiento en vaivén adicional del pistón de accionamiento 11, se produce permanentemente una eficaz ventilación de la cavidad 13, de modo que el pistón de percusión 12 se mantiene en su posición.

Debido al desplazamiento del casquillo de control 19 se ha trasladado axialmente, además, una segunda abertura radial 26 formada en el mismo de tal manera que queda interrumpido el canal de aire 18 que une la cavidad delantera 16 con el entorno. Por consiguiente, la cavidad delantera 16 está desacoplada del entorno, con lo que una reserva de aire que queda en su interior forma un cojín de aire que contrarresta un impacto adicional a través del pistón de percusión 12.

Cuando el usuario quiera acometer el funcionamiento de percusión, presionará lentamente contra la empuñadura 2 y, por tanto, desplazará el casquillo de control 19 contra la acción del sistema de muelle 3 hasta que quede interrumpido el canal de marcha en vacío por desplazamiento de la abertura radial 23. De este modo, se establece suavemente en el interior de la cavidad 13 un muelle neumático que genera primero tan sólo ligeros impactos del pistón de percusión 12 contra la sufridera 14. Únicamente al producirse una separación completa entre la abertura radial 23 y el rebajo 25 se puede presentar la plena acción del mecanismo de percusión por muelle neumático. Mediante una conformación experta de la abertura radial 23, por ejemplo en forma de un agujero alargado, se puede influir constructivamente sobre el cambio entre el funcionamiento de marcha en vacío y el funcionamiento de percusión.

Las Figuras 3A y 3B muestran finalmente el martillo según la invención durante el funcionamiento de marcha en vacío cuando la herramienta está completamente separada de la masa pétrea. La sufridera 14 se encuentra de manera correspondiente en su posición delantera, ya que la herramienta se desliza hacia fuera de la carcasa 1 del martillo.

La posición de la empuñadura 2 y del casquillo de control 19 con relación a la carcasa 1 de la máquina está inalterada en comparación con la posición mostrada en la Figura 2. Por consiguiente, el canal de marcha en vacío está abierto a través de la abertura radial 23, de modo que puede ser ventilada la cavidad 13. Además, en la Figura 3B se puede apreciar un receptáculo 27 o rebajo en la pared 17 del pistón de accionamiento 11. A través del receptáculo se puede volver a llenar de aire el muelle neumático en la cavidad 13 durante el funcionamiento de percusión para compensar eventuales pérdidas de aire entre los impactos. El principio básico es conocido, por lo que resulta superflua una explicación adicional.

Las Figuras 4, 5A y 5B muestran el martillo según la invención en una segunda forma de ejecución. Mientras que la primera forma de ejecución anteriormente descrita hace posible de forma puramente mecánica un reconocimiento de la fuerza de apriete del usuario en la empuñadura y una influenciación resultante de la posición de la válvula que controla la unión de la cavidad 13 con el entorno, la segunda forma de ejecución se basa en una solución mecatrónica. Siempre que se empleen los mismos componentes que en la primera forma de ejecución, se indican también los mismos símbolos de referencia. Se prescinde de una nueva descripción de los elementos correspondientes.

En lugar del casquillo de control 19 se ha instalado un cuerpo de válvula 30 en el canal de marcha en vacío muy corto en la segunda forma de ejecución. El canal de marcha en vacío está constituido aquí únicamente por un rebajo 31 de la carcasa 20 del mecanismo de percusión y un canal de unión 32 en el que está instalado el cuerpo de válvula 30. El cuerpo de válvula 30 presenta en su interior un taladro de paso 33. Como puede apreciarse en la Figura 4 y en las Figuras 5A y 5B, el cuerpo de válvula 30 es giratorio. A este fin, está previsto un miembro de ajuste que no se ha representado en las Figuras.

Mientras que en la Figura 4 el cuerpo de válvula 30 ha sido girado hasta una posición en la que el taladro de paso 33 no está dispuesto en el canal de marcha en vacío, de modo que está interrumpida la unión entre la cavidad 13 y el entorno del mecanismo de percusión por muelle neumático, en las Figuras 5A y 5B se puede apreciar una posición del cuerpo de válvula 30 en la que el taladro de paso 33 abre el canal de marcha en vacío y establece la unión entre la cavidad 13 y el entorno.

En la segunda forma de ejecución la empuñadura 2 está fijada también de manera que puede moverse con relación a la carcasa 1 del martillo en contra de la acción de sistemas de muelles 3. La posición relativa entre la empuñadura 2 y la carcasa 1 del martillo es detectada con ayuda de un sensor de proximidad 34. El sensor de proximidad 34 puede diseñarse de tal manera que sea capaz de diferenciar únicamente estados binarios, es decir, funcionamiento de percusión-funcionamiento de marcha en vacío. Como alternativa, es posible también detectar con ayuda de un sensor de proximidad adecuado la posición exacta de la empuñadura 2 con relación a la carcasa 1 del martillo y evaluar esta posición de manera correspondiente. En lugar del sensor de proximidad 34 puede estar dispuesto también - por ejemplo, en el interior de los sistemas de muelles 3, pero también independientemente de sistemas de muelles - un sensor dinamométrico adecuado que detecte la fuerza de apriete aplicada por el usuario. Asimismo, es posible detectar directamente en el sitio de agarre 2b la fuerza de apriete del usuario por medio de un sensor dinamométrico sensible al contacto dispuesto en la propia empuñadura 2.

El sensor de proximidad 34 genera una señal de apriete correspondiente a la fuerza de apriete - sea en forma binaria o bien en forma proporcional a la fuerza de apriete - y la retransmite a un sistema de control 35. Cuando el sistema de control 35 reconoce que el usuario presiona el martillo de tal manera que se desea una transición de la posición de marcha en vacío a la posición de percusión, el sistema de control 35 activa el miembro de ajuste de válvula no representado para hacer girar el cuerpo de válvula 30 hasta la posición mostrada en la Figura 4. Al separar el martillo y disminuir de manera correspondiente la fuerza de apriete, se inicia el proceso inverso.

En otra forma de ejecución no mostrada en las figuras está previsto, además, un sensor de posición que detecta la posición del martillo en el espacio, especialmente la inclinación del eje de la herramienta, y que envía una señal de posición correspondiente al sistema de control 35. Este sistema de control 35 evalúa la señal de posición en el sentido de que puedan tenerse en cuenta en la evaluación de la señal de apriete las fuerzas de peso de la herramienta y del martillo que son provocadas por la posición y, por tanto, por la dirección de trabajo y que tienen que sostenerse adicionalmente por el usuario en la empuñadura 2 durante el trabajo hacia arriba, o que actúan sobre la herramienta durante el trabajo hacia abajo y contribuyen al impacto. Por tanto, las fuerzas de apriete, que por lo demás son muy diferentes debido a la acción de la gravedad, pueden ser homogeneizadas según la dirección de utilización.

Tanto la solución mecánica según la primera forma de ejecución como la solución mecatrónica de las formas de ejecución adicionales descritas hacen posible una puesta en marcha especialmente suave del martillo. El usuario puede asentar con precaución la punta de la herramienta en el sitio deseado y producir, aumentando la fuerza de apriete, un desplazamiento de la empuñadura 2 y, por tanto, una iniciación suave del funcionamiento de percusión.

Claims (13)

1. Martillo de perforación y/o de percusión que comprende

- al menos una empuñadura (2) con un sitio de agarre (2b) para sujetar y presionar el martillo de perforación y/o de percusión por parte de un usuario;

- un mecanismo de percusión por muelle neumático con un pistón de accionamiento (11) movible en vaivén y un pistón de percusión (12) accionable por el pistón de accionamiento (11), estando formada entre el pistón de accionamiento (11) y el pistón de percusión (12) una cavidad (13) para recibir un muelle neumático;

- un canal de marcha en vacío (23, 24, 25) para unir la cavidad (13) con el entorno del mecanismo de percusión por muelle neumático y ventilar la cavidad (13) durante un funcionamiento de marcha en vacío;

- una válvula (19, 23) dispuesta en el canal de marcha en vacío (23, 24, 25) para abrir y cerrar dicho canal de marcha en vacío; y

- una carcasa de martillo (1) que rodea al menos al mecanismo de percusión por muelle neumático;

caracterizado porque

- en el flujo de fuerza entre el sitio de agarre (2b) y la carcasa (1) del martillo está montado un dispositivo de detección (2a, 3; 3, 34) para detectar una fuerza de apriete aplicable por el usuario a la empuñadura

\hbox{(2);
y}

- la válvula (19, 23) puede ser activada en función de la fuerza de apriete detectada.

2. Martillo de perforación y/o de percusión según la reivindicación 1, caracterizado porque la empuñadura (2) es móvil con relación a la carcasa (1) del martillo.

3. Martillo de perforación y/o de percusión según la reivindicación 2, caracterizado porque entre la empuñadura (2) y la carcasa (1) del martillo está previsto un sistema de muelle (3) perteneciente al dispositivo de detección para sujetar la empuñadura (2) con relación a la carcasa (1) del martillo con una fuerza de muelle prefijada.

4. Martillo de perforación y/o de percusión según la reivindicación 3, caracterizado porque el dispositivo de detección presenta una prolongación (2a) que está acoplada con la empuñadura (2) y que puede ser trasladada con la empuñadura (2) con relación a la carcasa (1) del martillo en contra de la acción del sistema de muelle (3) de tal manera que su traslación sea sustancialmente proporcional a la fuerza de apriete del usuario.

5. Martillo de perforación y/o de percusión según la reivindicación 3 ó 4, caracterizado porque el sistema de muelle (3) es también parte integrante de un dispositivo para amortiguar las vibraciones de la empuñadura (2).

6. Martillo de perforación y/o de percusión según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque está previsto un casquillo axialmente móvil (19) que forma un elemento de control de la válvula y cuya posición axial es variable en función de la fuerza de apriete.

7. Martillo de perforación y/o de percusión según la reivindicación 6, caracterizado porque el casquillo (19) está unido por ajuste de forma con la empuñadura (2) en dirección axial.

8. Martillo de perforación y/o de percusión según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado
porque

- el pistón de accionamiento (11) es de construcción hueca;

- el pistón de percusión (12) es axialmente móvil en el pistón de accionamiento (11); y

- en una pared cilíndrica (17) del pistón de accionamiento (11) están previstas varias aberturas (24) que están dispuestas una junta a otra con respecto a una dirección axial del pistón de accionamiento (11) y que, según la posición axial del pistón de accionamiento (11), forman una respectiva parte del canal de marcha en vacío.

9. Martillo de perforación y/o de percusión según la reivindicación 8, caracterizado porque

- el pistón de accionamiento (11) está rodeado radialmente por el casquillo (19);

- en el casquillo (19) está prevista una abertura radial (23) que forma una parte del canal de marcha en vacío y que en cada estado de funcionamiento del mecanismo de percusión por muelle neumático se encuentra sobre al menos una de las aberturas (24) de la pared (17) del pistón de accionamiento (11);

- el casquillo (19) va guiado en una carcasa (20) del mecanismo de percusión;

- en la carcasa (20) del mecanismo de percusión está previsto un rebajo (25) que forma también una parte del canal de marcha en vacío y que se comunica con el entorno; y

- para el funcionamiento de marcha en vacío del mecanismo de percusión por muelle neumático la abertura radial (23) puede ser movida en función de la presión de apriete hasta quedar sobre el rebajo (25) de la carcasa (20) del mecanismo de percusión, de tal manera que la cavidad (13) del pistón de accionamiento (11) esté en unión comunicante con el entorno a través de las aberturas (24) de la pared lateral (17) del pistón de accionamiento (11), la abertura radial (23) del casquillo (19) y el rebajo (25) de la carcasa (20) del mecanismo de percusión.

10. Martillo de perforación y/o de percusión según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque

- el dispositivo de detección presenta un sensor (34) para detectar un estado en el que la empuñadura (2) está presionada contra la carcasa (1) del martillo en contra de la acción del sistema de muelle (3), y para generar una señal de apriete;

- la válvula presenta un elemento de válvula (30) que puede ser activado por vía mecánica, eléctrica, electromecánica o electromagnética; y

- la señal de apriete puede ser alimentada a un sistema de control (35) que activa de manera correspondiente el elemento de válvula (30) para abrir y cerrar la válvula.

11. Martillo de perforación y/o de percusión según la reivindicación 10, caracterizado porque el sensor es un sensor de proximidad (34) o un sensor dinamométrico.

12. Martillo de perforación y/o de percusión según la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque

- está previsto un sensor de posición para detectar la posición del martillo de perforación y/o de percusión en el espacio con relación a un plano horizontal y para generar una señal de posición correspondiente;

- la señal de posición puede ser alimentada al sistema de control (35); y

- el sistema de control (35), evaluando la señal de apriete y la señal de posición, activa el elemento de control (30).

13. Martillo de perforación y/o de percusión según la reivindicación 11, caracterizado porque al evaluar la señal de apriete y la señal de posición se puede tener presente una desviación de la posición del martillo de perforación y/o de percusión respecto del plano horizontal de tal manera que la señal de apriete resultante pueda ser sometida a una corrección teniendo en cuenta las fuerzas de peso efectivas de la empuñadura (2), de la carcasa (1) del martillo y de los componentes contenidos en ella, así como de una herramienta.