ES2269182T3 - Estructura de acople de vastago y utiles de corte. - Google Patents

Abstract

Una estructura de acople de vástago que comprende un árbol (A) que tiene un orificio receptor del vástago (2;102) abierto por un extremo del árbol y al menos un miembro de sujeción (5;105) dispuesto para que se proyecte hacia dentro de una periferia interna del orificio receptor del vástago (2;102) y que pueda ser retractable hacia fuera de manera radial para permitir la fijación removible del vástago de un útil de corte dentro de un orificio receptor del vástago mediante la operación de "un toque"; además dicha estructura de acople del vástago también comprende un resorte en espiral (9A;109A) dispuesto en el orificio receptor del vástago para presionar dicho útil de corte hacia el extremo abierto del orificio receptor del vástago, caracterizado por: una punta (9A;109A) de dicho resorte en espiral (9;109) estando enroscado el alambre que forma el resorte con un paso de rosca sustancialmente igual al diámetro del alambre, para definir un elemento de sujeción dispuesto como para sujetar al menos dicho elemento de sujeción en una posición de retracción externa en la que no se proyecta dentro del orificio receptor del vástago.

Description

Estructura de acople de vástago y útiles de corte.

Campo de la invención

La invención presente se refiere a la estructura de acople de un vástago que sea capaz de acoplar un vástago al árbol de un taladro "de un toque", esto es, rápida y fácilmente, así como la combinación de tal estructura con un útil de corte (cuchilla).

Antecedentes de la técnica

La estructura de acople de vástago del tipo "de tornillo de sujeción" adaptada para asegurar el vástago de un útil de corte a un árbol, acoplada al extremo de su base al eje rotatorio de un aparato de taladrar (un taladro manual eléctrico o una máquina de taladrar), a partir de la sujeción lateral mediante tornillo, ha existido hasta la fecha. En la actualidad este tipo de estructura de acople de vástago del tipo de tornillo de sujeción ha prevalecido a escala mundial. Sin embargo este tipo de estructura de acople de vástago del tipo de tornillo de sujeción es de baja operatividad debido a que obliga a enroscar y desenroscar el tornillo para acoplar y desacoplar los útiles de corte utilizando herramientas tales como una llave hexagonal en cada cambio del diámetro del agujero a perforar. En un intento de resolver este problema, se presenta una estructura de acople de vástago cuyo diseño es capaz de acoplar desacopladamente un vástago a un árbol, y en el que se dispone de un anillo (aro) de acople-desacople para acoplar y desacoplar el vástago de manera operativa (rotatoria o deslizante) para obligar al miembro de sujeción que se introduce en el orificio del árbol para el acople del vástago, a retraerse de este agujero liberando por tanto la sujeción entre el miembro de sujeción y la parte de acople situada en la periferia del vástago del útil de corte (Patente Japonesa Presentada en Gaceta Abierta No. Hel 10-537512). Tales estructuras de acople de vástago adaptadas para acoplar un vástago a un eje mediante la operación de este anillo de acople-desacople incluyen: las denominadas del tipo de "un toque" capaces de acoplar el vástago al eje sin que medie la intervención de un operario en la operación del anillo de acople-desacople; y las denominadas del tipo de "dos toques" adaptadas para acoplar el vástago al eje mediante la operación del anillo de acople-desacople. Ambos tipos adolecen de problemas técnicos que se describen más adelante. Primeramente, en cualesquiera de los tipos de "un toque" o de "dos toques" de acople de la estructura del vástago, el vástago del útil de corte tiene movimiento libre axialmente dentro de un área muy pequeña respecto al árbol, debido a la magnitud de las tolerancias del área (incluyendo tolerancias de maquinado, tolerancias de montaje y similares). Específicamente, aunque el vástago se sitúa obligando al miembro de sujeción en el lado del árbol a encajar en la parte de encaje del vástago al momento del acople tal como se describió anteriormente, el vástago del útil de corte tiene movimiento libre axialmente dentro de un área muy pequeña respecto al árbol debido al denominado "juego" entre el miembro de sujeción y otra parte del árbol que sujete al miembro de sujeción y el "juego" entre el miembro de sujeción y la parte de encaje en el lado del vástago. De acuerdo con lo anterior, en el caso que se realice una operación de taladrado utilizando un aparato de taladrar que tenga un mecanismo de desbastado que provoca fluctuaciones en la dirección axial para desmenuzar porciones en fragmentos (limalla), el movimiento libre antes mencionado del vástago entorpece considerablemente o tiende a disminuir la operación de desbastado. Debido a esto el mecanismo de desbastado no funciona efectivamente y por tanto no puede cortar las porciones en forma de tiras o limallas que se producen durante la operación de corte. Debe considerarse que el mecanismo de desbastado antes mencionado se refiere a un mecanismo utilizado para variar o detener la alimentación de un útil de corte en dirección axial o invertir la dirección de alimentación a intervalos apropiados, para cortar las porciones en forma de tiras generadas por el borde de corte, reduciéndolas a fragmentos (limalla).

En segundo lugar, la técnica anterior de "un toque" de acople del vástago está diseñada de tal manera que el miembro de apoyo que evita que el miembro de sujeción se inserte en el orificio de acople del vástago en el árbol, sea presionado desde el extremo de la base del árbol mediante un resorte en espiral para ubicar lateralmente el miembro de sujeción. El diseño de esta parte es intrincada aumentado el número de elementos. Es más, como la estructura de acople del vástago debe ser montada mientras se ubica el miembro de apoyo urgido a saltar fuera del agujero de acople del vástago (impelido por el resorte en espiral), hacia la abertura y el resorte en espiral presiona contra el miembro de apoyo, restringidos ambos de movimiento mientras tanto, tal ensamblaje resulta complejo requiriendo gran pericia.

En tercer lugar al taladrar un agujero con un útil de corte con una estructura de sujeción de vástago de los tipos "un toque" o "dos toques" cuando se ejerce una torsión rotatoria, particularmente una torsión rotatoria de impacto, durante la operación de taladrado, el borde de la porción involucrada del vástago se deforma y es proyectada hacia fuera en dirección radial por el miembro de sujeción, resultando en un inconveniente tal que el vástago no pueda extraerse del árbol ya que esta porción proyectada queda alojada en este último. En tal situación se interrumpe la operación de taladrado durante algún tiempo causando pérdidas económicas. El libre movimiento del vástago respecto al árbol debido a la magnitud de las tolerancias antes mencionadas, también se produce en una dirección rotatoria (circunferencial) del vástago. En tal caso en particular la deformación aumenta.

La EE.UU: A-4 577 875 presenta una estructura de acople de vástago correspondiente a la del preámbulo de la reivindicación independiente 1.

Sumario de la invención

La invención presenta una estructura para el acople de un vástago de acuerdo con la reivindicación independiente 1 y una combinación de esta estructura con un útil de corte, tal como aparece en la reivindicación 5.

Breve descripción de los diagramas

La Figura 1 es una vista que muestra el diseño total de una estructura de acople de acuerdo con una realización de la invención presente, mostrando en diferentes secciones los lados opuestos de la estructura con respecto a su centro.

La Figura 2 es una vista ampliada, en secciones parciales, de las partes mostradas en la Figura 1.

La Figura 3 es una vista en sección ampliada que muestra la parte III de la Figura 1 circulada con líneas de puntos largas y dobles cortas

La Figura 4(a) es una vista en sección transversal tomada sobre la línea IVa-Iva vista en la dirección indicada por la flecha en la Figura 2; y la Figura 4(b) es una vista en sección transversal tomada sobre la línea IVb-IvB vista en la dirección indicada por la flecha en la Figura 1.

La Figura 5(a) es una vista ampliada seccionada y fragmentada que muestra la configuración de la superficie de una leva que acciona un miembro de sujeción de un anillo de acople-desacople mostrado en la Figura 4(a); y la Figura 5(b) es una vista ampliada seccionada y fragmentada que muestra una parte Vb circulada con líneas de puntos largas y cortas dobles en la Figura 4(b), para ilustrar el estado del miembro de sujeción presionado hacia dentro del orificio de alojamiento del vástago mediante la superficie de la leva mostrada en la Figura 5(a).

La Figura 6(a) es una vista seccionada, en una sección que se extiende a través del centro del agujero, a través de los agujeros definidos en la punta del cuerpo del árbol para recibir el miembro de sujeción y la Figura 6(b) es una vista seccionada ampliada del agujero receptor mostrado en la Figura 6(a).

La Figura 7(a) es una vista que muestra el diseño de un resorte en espiral que se coloca dentro del orificio de acople del vástago mostrado en la Figura 1; y la Figura 7(b) es una vista que muestra el diseño del cuerpo de un árbol en el que se coloca el resorte en espiral mostrado en la Figura 7(a), mostrando en la sección el lado derecho desde el centro del cuerpo del árbol.

La Figura 8(a) es una vista lateral en elevación que muestra el diseño de un resorte en espiral que enfrenta de manera sesgada al anillo de acople-desacople mostrado en las Figuras 1 y 2; y la Figura 8(b) es una vista en planta de la base del resorte en espiral mostrado en la Figura 8(a).

La Figura 9 es una vista que muestra el diseño completo de una estructura de acople de vástago de acuerdo a otra realización de la invención presente.

La Figura 10 es una vista parcial seccionada en elevación que muestra el diseño completo de una estructura de acople de vástago de acuerdo a otra realización más de la invención presente.

La Figura 11 es una vista seccionada tomada sobre la línea XI-XI vista en la dirección indicada por la flecha en la Figura 10.

La Figura 12 es una vista ampliada lateral en elevación parcialmente seccionada del diseño del árbol mostrado en la Figura 10.

La Figura 13 es una vista seccionada tomada sobre la línea XIII-XIII vista en la dirección indicada por la flecha en la Figura 12.

La Figura 14(a) es una vista seccionada ampliada fragmentada de la estructura de acople del vástago mostrado en la Figura 10 antes de la colocación del útil del corte en el orificio receptor del vástago en el árbol, y la Figura 14(b) es una vista seccionada fragmentada tomada sobre la línea b-b vista en la dirección indicada por la flecha en la Figura 14(a).

La Figura 15(a) es una vista ampliada seccionada fragmentada de la estructura de acople del vástago mostrada en la Figura 10 en el curso de colocación del útil de corte en el orificio de acople del vástago en el árbol; y la Figura 15(b) es una vista seccionada fragmentada tomada sobre la línea b-b vista en la dirección indicada por la flecha en a Figura 15(a).

La Figura 16(a) es una vista seccionada ampliada fragmentada de la estructura de acople del vástago mostrado en la Figura 10 donde el útil de corte está totalmente colocado dentro del orificio de acople del vástago al árbol, y la Figura 16(b) es una vista seccionada fragmentada tomada sobre la línea b-b vista en la dirección indicada por la flecha en la Figura 16(a).

Descripción detallada de las realizaciones

En las Figuras 1 y 2, A designa a un árbol sujeto al costado del taladro, B designa a un útil de corte que tiene dispuesto en un extremo de la base un vástago 7 a ser acoplado a y desacoplado de un árbol A y una punta dispuesta con un borde de corte (filo) 15, C designa un pasador de centro para ubicar en posición el útil de corte B al momento del taladrado, sirviendo como válvula de accionamiento del suministro de un refrigerante, descargando los fragmentos (limalla) del corte desde el interior del útil de corte.

Como se muestra en las Figuras 1 y 2, el árbol A tiene una abertura 2A del orificio receptor del vástago 2 en una punta (el extremo inferior en las Figuras 1 y 2) del cuerpo del árbol 1. En una parte externa de la periferia del cuerpo del árbol 1, adyacente al extremo de la base de la abertura 2A está ubicado el anillo e acople-desacople 3 de manera que este anillo 3 rota de manera circunferencial sobre la superficie externa periférica 1A del cuerpo del árbol 1. En esta realización, el anillo de acople-desacople 3 está enfrentado de manera sesgada por un resorte en espiral 4, tal como el que se muestra en las Figuras 8(a) y 8(b), en una dirección circunferencial, a favor de las manecillas del reloj cuando se avista desde el costado de la abertura 2A y en contra de las manecillas del reloj cuando se avista desde la dirección opuesta (como se muestra en la Figura 4, ver la dirección indicada por la flecha K). Como se muestra en las Figuras 2 y 3, el resorte en espiral 4 está ubicado entre el cuerpo del árbol 1 y el anillo de acople-desacople 3. Como se muestra en la Figura 2 el resorte en espiral 4 tiene un extremo 4a sujeto al anillo de acople-desacople 3 y el extremo opuesto sujeto al cuerpo del árbol 1. El anillo puede configurarse para que se desplace axialmente y no circunferencialmente con respecto a la dirección de operación del anillo de acople-desacople.

Como se muestra en las Figuras 2, 4 y 6(a) una parte del cuerpo del árbol 1 anular, en el que el anillo de acople-desacople 3 está situado, define los agujeros 2E que se extienden de manera radial a través de esa parte que recibe los cuerpos esféricos (bolas) de metal (u otro material tal como la cerámica) 5 y que sirven como miembros de sujeción en tres puntos distribuidos de manera equidistante entre si y circunferencialmente respecto al cuerpo del árbol 1. En esta realización, cada agujero 2E tiene un borde interior radial formado con una proyección anular (o una configuración formada a partir de segmentos espaciados de un anillo circular) 2e para evitar que cada cuerpo esférico 5 salga de manera radial del cuerpo del árbol 1, tal como se muestra en la vista ampliada de la Figura 6(b). Dicho de otra manera, cada cuerpo esférico 5 está dispuesto de manera que pueda retractarse desde una posición en que el cuerpo esférico 5 sobresale parcialmente de una superficie interior periférica 2d del orificio receptor del vástago 2 del cuerpo del árbol 1 (ver Figura 3), a una posición retractada hacia fuera de manera radial (ver Figura 2).

Como se muestra en la vista ampliada de la Figura 3, el anillo de acople-desacople 3 mostrado en las Figuras 1 y 2 tiene una periferia interna formada con una parte cóncava 3A que confronta la periferia externa de cada cuerpo esférico 5 para presionar ese cuerpo esférico 5 hacia dentro de manera radial. Cuando esta parte cóncava 3A es vista en su sección horizontal (corte transversal), comprende una superficie de la leva (superficie de presión) 3C de la configuración mostrada en la vista ampliada de la Figura 5(a). Específicamente, la superficie de la leva 3C comprende una parte receptora en forma de C 3a, que sujeta cada cuerpo esférico 5 en un estado en que el cuerpo esférico 5 está completamente retractado hacia fuera de la superficie interior periférica 2d del orificio receptor del vástago 2 del cuerpo del árbol 1, esto es, un estado en el que el cuerpo esférico 5 no sobresale hacia dentro desde la superficie interior periférica 2d del orificio receptor del vástago 2; una superficie aplanada 3t que tiene un extremo continuo con una superficie periférica interna 3f de la porción cóncava A del anillo de acople-desacople 3, aplanado a un ángulo de aplanado muy pequeño (específicamente un ángulo aplanado de alrededor de 2 a 3 grados en esta realización) para realizar una "acción de cuña" presionando el cuerpo esférico 5 hacia dentro, y una superficie de conexión 3B que conecta la superficie aplanada 3t a la parte en forma de C 3a. Mediante la superficie de la leva 3C, el cuerpo esférico 5 en cada agujero 2E es capaz de operar para asumir el estado de retracción hacia fuera de la periferia interior del orificio receptor del vástago 2 y el estado parcialmente sobresaliente de la periferia interior del orificio receptor del vástago 2. El "ángulo aplanado" antes mencionado se refiere a un ángulo que forma la superficie aplanada 3t con referencia al círculo (ver Figura 5(a)). La porción anular en que está dispuesto el anillo de acople-desacople 3 en la punta del cuerpo del árbol 1 es dimensionalmente menor (más delgada) que el diámetro de cada cuerpo esférico 5 en la dirección del espesor (espesor en la dirección radial). Como se muestra en la Figura 5(b) la superficie aplanada 3t actúa constantemente para presionar hacia dentro cada cuerpo esférico 5 en un estado que contacta una parte cóncava de encaje 7B formada en el vástago 7 del útil de corte B. Esta operación de presión es provocada por el resorte en espiral 4 que enfrenta de manera sesgada al anillo de acople-desacople 5 en contra de las manecillas del reloj en la Figura 5. En un extremo de la base (el extremo superior en las Figuras 1 a la 3) del anillo de acople-desacople 3 están ubicados una tapa en forma de plato 3P para evitar la entrada de polvo y un anillo de sujeción de contacto 3S situado sobre la tapa 3P para fijar el anillo de acople-desacople 3 y la tapa 3P en sus ubicaciones respectivas posicionadas axialmente. El extremo inferior del anillo de acople-desacople 3 está enganchado a un collar en el extremo inferior del cuerpo del árbol 1.

Como se muestra en la Figura 2, entre el vástago 7 del útil de corte B a ser colocado dentro del orificio receptor del vástago 2 del árbol A y la parte situada debajo del vástago 7, existe un paso 7A que tiene un diámetro menor en el lado del vástago 7. En el lado del extremo de la base del paso 7A, el vástago se forma con el enganche 7B que sujeta cada cuerpo esférico 5. El enganche 7B comprende una porción cónica cóncava (aplanada en forma de plato). El paso 7A confronta la cara de la punta (cara del extremo abierto) 2D del árbol A para restringir aún más la inserción del útil de corte B dentro del orificio receptor del vástago 2. La distancia L7 del paso 7A al centro del enganche 7B es poco menor que la distancia L5 desde la cara de la punta 2D del árbol A al centro de cada cuerpo esférico 5; específicamente esta disposición permite una desviación hacia el lado de disminución de la magnitud de la tolerancia. Esto significa que la disminución de una longitud q (q=L5-L7) hace que la relación de la posición entre las componentes relevantes se desvíe (magnitud de la desviación q) para brindar una relación dimensional tal que cada cuerpo esférico 5 limite la superficie aplanada 7(a) situada más cerca del lado del extremo de la base que el centro del enganche aplanado en forma de plato 7B, mientras que no engancha (con una holgura g) en la superficie aplanada 7b ubicada más cerca del lado de la punta que el centro del enganche aplanado en forma de plato 7B.

Como se muestra en la Figura 7(b) en el extremo de la base del orificio receptor del vástago 2 del árbol A existen medios de acople roscados, esto es, una parte anular convexa 2r que tiene un diámetro menor que el diámetro interior del orificio receptor del vástago 2, al cual se acopla el extremo de la base 9B de un resorte en espiral 9 mostrado en la Figura 7(a) mediante rosca o enganche. En esta realización, el resorte en espiral 9 tiene una longitud tal que pueda acomodarse en el orificio receptor del vástago 2 con su periferia externa en contacto deslizante con la periferia interior del orificio receptor del vástago 2 (hablando apropiadamente, con una pequeña holgura entre ambos) como se muestra en las Figuras 1 y 2. El resorte en espiral funciona sesgando el útil de corte B colocado en el orificio receptor del vástago 2 en una dirección tal que separe al útil de corte B mediante su fuerza de resorte. Como muestran las Figuras 2 y 7a) una punta 9A del resorte en espiral 9 está diseñado de manera que el paso de la espiral sea sustancialmente igual al diámetro del alambre que forma el resorte; esto es, está diseñado de manera tal que las vueltas adyacentes del alambre queden cerca unas de otras. La punta 9A en la que se concentran las vueltas del alambre presiona cada cuerpo esférico 5 de manera radial hacia fuera en un estado tal que el útil de corte B no está acoplado al orificio receptor del vástago 2 (ver Figura 2), evitando por tanto que el cuerpo esférico 5 sobresalga hacia el lado del orificio receptor del vástago 2. Aunque esta realización utiliza un alambre que tiene una sección circular como la que conforma el resorte en espiral 9, puede utilizarse un alambre que tengan una sección cuadrangular. Tal caso es preferible ya que las vueltas adyacentes del alambre pueden hacer sustancialmente plana la superficie periférica externa del resorte en espiral.

Como se muestra en la vista ampliada de la Figura 3, la cara del extremo de la base (la cara del extremo superior en la Figura 1)7U del útil de corte B está configurada para confrontar la cara de la punta (la cara del extremo inferior en la Figura 1)9L del resorte en espiral 9.

Como muestran las Figuras 1, 2 y 7(b) en el centro del orificio receptor del vástago 2 se forma un agujero con fondo (de tapón) 11 coaxialmente con el orificio receptor del vástago 2 para recibir un resorte en espiral 12 que presiona el pasador del centro C hacia la punta. Este agujero de tapón (con fondo) 11 también sirve como parte de una ruta para suministrar un refrigerante a la parte cortante en la punta del útil de corte y se comunica con una ruta de suministro de refrigerante que se extiende de manera radial 14 para permitir el suministro del refrigerante a la punta del útil de corte desde un anillo (no se muestra, referirse al anillo 16 en la Figura 9) en el lado fijo que sostiene el cuerpo del árbol 1 en su rotación.

Como se muestra en la Figura 3, la parte cóncava, aplanada, en forma de plato que forma el enganche 7B del útil de corte B tiene un borde externo 7c dentado desde la periferia exterior del vástago 7; específicamente, el borde externo 7c es estriado. Esto significa que en esta realización el borde externo 7c del enganche 7B está formado en un ángulo menor (menos obtuso) que el ángulo de filo de la superficie que se extiende desde el centro. Sin embargo en lugar de acanalar (estriar), es posible disminuir el diámetro de la parte del vástago 7 en el que se ubica el enganche 7B en lugar del diámetro de la otra parte del vástago 7, tal como se indica con la línea intermitente de puntos cortos y largos en las Figuras 1 y 2. Alternativamente aunque no se muestra, es posible cortar una superficie exterior periférica del vástago 7 en la parte en la que el enganche 7B se sitúa en una superficie
plana.

En esta realización, los enganches 7B del útil de corte B se sitúan en la periferia externa del vástago 7 en tres puntos igualmente distribuidos circunferencialmente correspondiendo a los cuerpos esféricos 5, tal como se muestra en la Figura 4(b). Sin embargo, los cuerpos esféricos 5 así como los enganches 7B pueden ser ubicados en dos, cuatro o cinco puntos o más. Para enganchar firmemente el vástago 7 centralmente al orificio 2 debe buscarse una solución de tres o más puntos.

La estructura de acople del vástago y del útil de corte así diseñada aporta los siguientes efectos: esto es, en la inserción del útil de corte B en el orificio receptor del vástago 2 del árbol A, es suficiente la simple inserción de la porción del vástago 7 en el orificio de acople del vástago 2 al árbol A hasta que el paso 7A del útil de corte confronte la cara de la punta (cara con el extremo abierto) 2D del árbol con una parte para asir manualmente el útil de corte B más baja que el vástago 7. Dicho de otra forma, es posible insertar el útil de corte B en el árbol A insertándolo simplemente con una mano y con un toque. La inserción del vástago 7 obliga a la cara del extremo inferior 9L del resorte en espiral 9 a confrontar la cara del extremo de la base 7U del vástago 7, haciendo presión hacia arriba, con el resultado de que cada cuerpo esférico 5 que ha sido restringido por la superficie periférica externa de la punta 9A del resorte en espiral 9, sobresalga parcialmente introduciéndose en el orificio receptor del vástago 2 del cuerpo del árbol 1 encajando en la parte respectiva del enganche 7B formada en el vástago 7 del útil de corte B (ver Figura 5(b)). En este momento en algunos casos se requiere que el útil de corte B se rote de manera circunferencial a través un ángulo apropiado respecto al árbol A para lograr un posicionamiento circunferencial entre el cuerpo esférico 5 y la parte de enganche 7B. Cuando el cuerpo esférico 5 sobresale parcialmente introduciéndose en el orificio receptor del vástago 2 tal como se describió anteriormente, el anillo de acople-desacople 3 que ha estado actuando hasta el momento contra la fuerza sesgada del resorte en espiral 4 con la ayuda del cuerpo esférico 5, como se muestra en la Figura 4(a) se rota mediante la fuerza sesgada del resorte en espiral 4 para asumir el estado mostrado en la Figura 4(b). En este estado, cada cuerpo esférico 5 se presiona hacia dentro desde el exterior con una fuerza potente resultante de la duplicación de la fuerza de resorte del resorte en espiral 4 debido a la "acción de cuña" de la superficie aplanada 3t que tiene un ángulo muy pequeño de afilamiento formado en el anillo de acople-desacople. Consecuentemente aún cuando se produjera algún "juego" en dirección radial, la "acción de cuña" permite que el útil de corte B se sujete sin oscilación. En el estado en que los cuerpos esféricos 5 encajan respectivamente en las partes de enganche 7B tal como se describe anteriormente, el útil de corte B no puede moverse libremente en sentido axial debido a ese enganche conjuntamente con el posicionamiento axial entre el paso 7A del útil de corte B y la cara de la punta (cara del extremo abierto) 2D del árbol que conforman el mecanismo de restricción. Específicamente, en el estado en que el paso 7A del útil de corte confronta la cara de la punta (cara del extremo abierto) 2D del árbol y por tanto no puede insertarse aún más, cada cuerpo esférico 5 confronta rígidamente la superficie 7a de una parte de enganche 7B correspondiente sobre el lado del extremo de la base y define una holgura g con la superficie 7b en el lado de la punta, por lo que el útil de corte B está en un estado totalmente incapaz de moverse libremente respecto al árbol A.

Consecuentemente, al taladrar un metal o similar con el útil de corte B así ajustado en el árbol A, aún cuando el árbol A se mueva axialmente en el tiempo apropiado debido a la actuación del mecanismo de ruptura de los fragmentos, el útil de corte B se mueve a un estado de firmeza íntimamente ajustado al árbol A axial y circunferencialmente, permitiendo por tanto que se lleve a cabo apropiadamente la ruptura de los fragmentos.

Aún si una fuerza impactante actúa en la dirección rotatoria por alguna razón para deformar una parte del enganche 7B en confrontación con el cuerpo esférico 5 durante una operación de taladrado, esta parte deformada no se proyecta en forma radial hacia fuera más allá de la periferia externa del vástago del útil de corte B debido a que el borde externo del enganche 7B es acanalado (o debido a que el diámetro del vástago se hace menor). Por esta razón, en la técnica anterior cuando el útil de corte B es desacoplado del árbol A, al mecanismo de desacople del vástago no puede sucederle que el útil de corte B no pueda desacoplarse del árbol A. Dicho de otra manera, simplemente rotando el anillo de acople-desacople 3 contra la fuerza sesgada del resorte en espiral 4 es posible retirar el útil de corte B del orificio receptor de vástago 2 del árbol A. También, la deformación antes mencionada puede reducirse efectivamente debido a la "acción de cuña" mencionada que elimina el "juego" en la dirección radial de manera que la fuerza de impacto externa no funciona.

Debido a que la estructura de acople del vástago de acuerdo con esta realización está diseñada de forma tal que la punta del resorte en espiral 9 en el que las vueltas adyacentes del alambre están muy juntas, restringe al cuerpo esférico 5 de sobresalir de manera radial hacia dentro tal como se describió anteriormente y debido a que el resorte en espiral 9 está diseñado para ser colocado dentro del orificio receptor del vástago 2 simplemente enroscándolo o sujetándolo con la parte anular convexa 2r en el lado extremo de la base del orificio receptor del vástago 2, es posible hacer el diseño muy simple, disminuyendo el número de partes y permitiendo que un obrero no necesariamente calificado pueda ensamblar la estructura con facilidad y rapidez, permitiendo que esta pueda ofertarse a un precio menor.

Demás está decir que en lugar de la realización mostrada en las Figuras 1 y 2, es posible una realización tal que la parte del árbol R que se acopla al vástago rotatorio a un costado del taladro puede ser del tipo de configuración "aplanado Morse" tal como se muestra en la Figura 9. La referencia a las partes no mostradas en las Figuras 1 y 2 pero si en la Figura 9, número de referencia 16 en la Figura 9, designa un anillo que sostiene el cuerpo del árbol 1 para su rotación, desde el cual se suministra un refrigerante al agujero de tapón 11 dispuesto coaxialmente con un orificio receptor del vástago 2 a través de un camino de suministro del refrigerante que se extiende de manera radial 14, para suministrarle refrigerante a la cuchilla en la punta del útil de corte
B.

Mientras tanto la estructura de acople del vástago mostrada en las Figuras 1 a la 9 y el útil de corte acoplado a la misma se utilizan en cortes pesados tales como cortes de planchas de metal relativamente gruesas o similares, en los que se utiliza otra realización mostrada en las Figuras 10 a la 16 diferente de las realizaciones anteriores, ya que la realización presente trata de una estructura de acople del vástago y un útil de corte acoplado a la misma que se utiliza para cortes ligeros adaptados para taladrar revestimientos, un metal fino o similar. La siguiente descripción corresponde a este tipo de estructura de acople del vástago y útil de corte acoplado a la misma. Como las partes o diseños de las Figuras 10 a la 16 que corresponden a los mostrados en las Figuras 1 a la 9 están designados por numerales de referencia respectivos, siendo cada uno la suma de 100 y un número de referencia utilizado para designar una parte similar en las Figuras 1 a la 9, estos se refieren a tales partes o diseños. Específicamente el árbol A es básicamente del mismo diseño que las realizaciones mostradas en las Figuras 1 a la 9 respecto a lo concerniente a las realizaciones mostradas en las Figuras 10 a la 16. Por otra parte, el útil de corte B en esta realización se produce exponiendo una plancha de metal de alrededor de 1 a 2 mm a un proceso de conformado (tal como prensado) y tiene un vástago hueco 107 en una parte del extremo superior del útil de corte B, siendo conformado el vástago 107 circunferencialmente con los enganches 107B en tres puntos espaciados de manera equidistante entre sí para sujetarlos con y correspondientemente a los cuerpos esféricos respectivos 105 dispuestos en el árbol A como miembros de sujeción. Estos enganches 107B tienen una configuración cóncava consistente en una parte de la superficie esférica lograda mediante prensado. En esta realización la curvatura de la parte convexa de cada enganche 107 es sustancialmente igual a la de cada cuerpo esférico 105, y la profundidad de la parte cóncava del enganche 107 es de aproximadamente 0,5 a 0,6 veces tan grande como la de la superficie esférica antes mencionada, aunque puede estar en el rango de alrededor de 0,4 a 1,0 veces tan grande como la superficie esférica. Como el enganche 107B se conforma mediante prensado como se describió anteriormente, el enganche 107B tiene un borde periférico 107c en forma redonda acanalada respecto a la periferia externa del vástago 107. El número de puntos en que están situados los enganches antes mencionados 107B y el de los puntos en que están situados los cuerpos esféricos 105 del árbol A como miembros de sujeción, no se limitan a tres en la periferia respectiva, sino que pueden ser cuatro, cinco o más.

El paso 107A (mostrado en la Figura 14a) formado entre el vástago 107 y la parte situada más baja que el vástago 107, es mayormente acanalada redondeada en esta realización, y en correspondencia, también es acanalado redondeado el extremo abierto 102D (mostrado en la Figura 12) del orificio receptor del vástago 102 del árbol A, para restringir la profundidad de inserción del vástago en el árbol.

Como se muestra en la Figura 10, en esta realización un taladro de centro D que funciona para alcanzar el posicionamiento de la operación de taladrado está dispuesto centralmente respecto al útil de corte B. El taladro de centro D tiene un extremo superior 107U colocado en una base 101 del árbol A y está sujeto al costado del árbol mediante un tornillo 120 atornillado al árbol A desde el exterior hacia el centro del árbol A. La parte de confrontación del taladro de centro D confrontada por la punta del tornillo de sujeción 120 es acanalada plana. La cara del extremo superior 107U del vástago 107 del útil de corte B está configurada como para confrontar la punta 109L del resorte en espiral 109 dispuesto dentro del árbol A, de manera que cuando el útil de corte B es colocado dentro del orificio receptor del vástago 102, el resorte en espiral 9 se contrae hacia arriba (hacia el extremo de la base) en el estado mostrado en la Figura 16, desde el estado mostrado en la Figura 14, a través del estado mostrado en la Figura 15 para obligar a cada cuerpo esférico 105, que ha sido sujeto bajo presión radial externa mediante la punta 109 del resorte en espiral 109, a sobresalir parcialmente hacia dentro, enganchando por tanto los enganches respectivos 107B. El cuerpo esférico 105 así enganchado está en un estado presionado hacia la periferia exterior mediante la periferia interior del anillo de acople-desacople, desde el lado de la periferia exterior, tal como se muestra en las Figuras 10 a la 16.

Debe destacarse que el numeral de referencia 122 designa a una parte de ajuste a ser acoplada al mandril del taladro.

La realización de las Figuras 10 a la 16 ofrecen por tanto los mismos efectos que los respectivos a las realizaciones mostradas en las Figuras 1 a la 9. Por supuesto, con la estructura de acople de vástago y útil de corte correspondiente a la realización mostrada en las Figuras 10 a la 16 también es posible acoplar el útil de corte B al árbol A de la manera denominada "de un toque". Debe entenderse que la realización mostrada en las Figuras 10 a la 16 puede ofertarse tal como se requiera, con otras características constituyentes de las realizaciones de las Figuras 1 a la 9 y en tal caso la realización es capaz de aportar adicionalmente los efectos de la realización mostrada en las Figuras 1 a la 9.

Aunque cada enganche 107 comprende una parte cóncava de la realización mostrada en las Figuras 10 a la 16, el enganche 107B puede incluir un agujero (pasante) en lugar de tal parte cóncava

Es beneficioso que en la realización, el resorte en espiral que presiona el vástago del útil de corte hacia el costado abierto también sirve como punto de apoyo, que convencionalmente es un miembro independiente y por tanto, las partes utilizadas puedan simplificar la configuración, mientras a la vez, puede reducirse el número de componentes, facilitando el ensamblaje de la estructura y mejorando su confiabilidad. Es más, la estructura de acople del vástago puede ofertarse a un precio más bajo.

En la realización en que la superficie periférica interior del extremo interno del orificio receptor del vástago se forma a partir de medios de acople roscados tales como una muesca para enroscar en el extremo de la base del resorte en espiral, el resorte puede ser enroscado trayendo simplemente el extremo del mismo hacia la muesca con el tornillo (medio roscado de acople) y por tanto la estructura de acople del vástago puede ensamblarse fácilmente y con pocos componentes. Tal diseño es excelente ya que el operario no tiene que ser necesariamente un experto en el proceso de ensamblaje de la estructura que puede hacerse fácil y rápidamente.

En las realizaciones en las que el extremo del resorte en espiral opuesto a la punta se engancha en una muesca 18 (Figura 12) que contacta circunferencialmente el extremo interno del orificio receptor del vástago, el resorte en espiral puede sujetarse al orificio de acople del vástago enganchando el extremo de la base del resorte en la muesca en el extremo de la base del orificio de acople del vástago, por tanto la estructura de acople del vástago puede ensamblarse fácilmente y con un menor número de componentes. Tal diseño es excelente ya que el operario no tiene que ser necesariamente un experto en el proceso de ensamblaje de la estructura, lo cual puede hacerse fácil y rápidamente.

En las realizaciones en las que el alambre del que está formado el resorte en espiral es de sección cuadrangular, tal diseño es preferible debido a que es posible reducir el espaciamiento entre vueltas adyacentes del alambre en la punta del resorte en espiral tanto como sea posible y porque también es posible hacer que la periferia externa de la punta del resorte sea tan lisa como sea posible. Sin embargo, el alambre también puede ser de sección circular.

Aplicabilidad industrial

La estructura de acople del vástago y del útil de corte que tiene un vástago para ser usado con la estructura de acople del vástago de acuerdo a la invención presente puede utilizarse para acoplar una herramienta tal como un útil de corte a un taladro, a un taladro manual, a un taladro de martinete o similar. Es más, estas estructuras de acople de vástago son de fácil construcción, fáciles de operar y pueden ensamblarse fácilmente y en un corto período de tiempo. Por lo tanto la producción de la estructura de acople del vástago puede producirse a más bajo costo que la tecnología anterior obteniéndose una mayor confiabilidad en virtud de la sencillez de su estructura. Debido a que la estructura de acople del vástago permite que el operario acople el útil de corte al árbol fácilmente con una mano, es posible ahorrar el tiempo requerido para un cambio de herramienta, así como para facilitar el trabajo del operario. Es más la estructura de acople del vástago permite que se desmenucen los fragmentos (limallas), lo que es imposible bajo la tecnología anterior del tipo "de un toque", que debe ejecutarse mientras se asegura una operación adecuada de taladrado sin permitir ninguna libertad de movimiento aún en dirección radial. Es más, el útil de corte de acuerdo a las realizaciones de las Figuras 1 a la 9 no puede ser desacoplado del árbol como consecuencia de un impacto ejercido en la dirección rotatoria durante una operación de taladrado.

Debe señalarse que la invención presente puede diversificarse modificando las realizaciones dentro del alcance de un especialista en la técnica que sea capaz de hacer modificaciones obvias sin cambiar el concepto técnico básico de la invención presente y que tales modificaciones formen parte del concepto técnico de la invención presente tal como se define en las reivindicaciones.

Claims (7)

1. Una estructura de acople de vástago que comprende un árbol (A) que tiene un orificio receptor del vástago (2; 102) abierto por un extremo del árbol y al menos un miembro de sujeción (5; 105) dispuesto para que se proyecte hacia dentro de una periferia interna del orificio receptor del vástago (2; 102) y que pueda ser retractable hacia fuera de manera radial para permitir la fijación removible del vástago de un útil de corte dentro de un orificio receptor del vástago mediante la operación de "un toque"; además dicha estructura de acople del vástago también comprende un resorte en espiral (9A; 109A) dispuesto en el orificio receptor del vástago para presionar dicho útil de corte hacia el extremo abierto del orificio receptor del vástago, caracterizado por:

una punta (9A; 109A) de dicho resorte en espiral (9; 109) estando enroscado el alambre que forma el resorte con un paso de rosca sustancialmente igual al diámetro del alambre, para definir un elemento de sujeción dispuesto como para sujetar al menos dicho elemento de sujeción en una posición de retracción externa en la que no se proyecta dentro del orificio receptor del vástago.

2. Una estructura de acople del vástago de acuerdo a la reivindicación 1 en la que una superficie interior periférica del extremo interior (2r) del orificio receptor del vástago (2) se forma a partir de medios de acople atornillados para sujetarse al extremo (9B) del resorte en espiral opuesto a dicha punta (9A).

3. Una estructura de acople del vástago de acuerdo a la reivindicación 1, en la que el extremo del resorte en espiral opuesto a dicha punta está enganchado en una muesca de enganche que se extiende circunferencialmente (108) dispuesta en el extremo interno del orificio receptor del vástago (102).

4. Una estructura de acople del vástago de acuerdo a las reivindicaciones 1, 2 o 3 en las que el alambre que conforma el resorte en forma de espiral (9; 109) es de sección cuadrangular.

5. Una combinación de la estructura de acople del vástago de acuerdo a cualesquiera de las reivindicaciones antecedentes con un útil de corte que comprende un vástago (7; 107) que tiene una cara en el extremo configurada para confrontar el extremo inferior (9L; 109L) de dicha punta (9A; 109A) del resorte en espiral (9; 109)

6. Una combinación de acuerdo a la reivindicación 5, en la que el vástago (107) del útil de corte es hueco y contiene un enganche (107B) para los o cada uno de los miembros de sujeción (105) de los o de cada uno de los enganches que funcionan a presión.

7. Una combinación de acuerdo a la reivindicación 6, en la que el o cada uno de los enganches (107B) son superficies parciales esféricas que tienen una profundidad de 0,4 a 1 veces tan grande como el radio del o de cada uno de los miembros de sujeción (105), consistiendo el o cada uno de los miembros de sujeción en un cuerpo esférico.