ES2281819T3 - Dispositivo de percusion para una maquina herramienta manual. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de percusión para una máquina herramienta manual, especialmente martillo taladrador, martillo de percusión o taladradora de percusión, con un pistón de accionamiento (11) dispuesto de forma desplazable axialmente en un tubo de guía (13), que se puede desplazar con motor sobre un engranaje (17) en un movimiento de carrera de vaivén axial, con un percutor (12) que actúa sobre una herramienta, que está alojado de forma desplazable axialmente en el tubo de guía (13), y con una cámara de compresión (14) delimitada por el pistón de accionamiento (11) y el percutor (12), en la que está incluido un colchón de aire, caracterizado porque el engranaje (17) presenta dos ruedas dentadas no redondas (18, 19) que engranan entre sí, cuyos ejes de giro (20, 21) están dispuestos a una distancia fija (a) entre sí, y porque una de las ruedas dentada son redondas de accionamiento (18) puede ser accionada con motor y en la otra rueda dentada no redonda (19) accionada por la rueda dentada no redonda de accionamiento (18) está articulado un vástago de pistón (23) conectado con el pistón de accionamiento (11) de forma excéntrica con respecto a su eje de giro (21).
Description
Dispositivo de percusión para una máquina
herramienta manual.
La invención parte de un dispositivo de
percusión para una máquina herramienta manual, especialmente para
un martillo taladrador, martillo de percusión o una taladradora de
percusión, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.
En una máquina herramienta manual conocida, por
ejemplo un martillo taladrador o martillo de percusión (DE 35 11
437 A1), el pistón de accionamiento desplazable axialmente en el
tubo de guía está conectado por medio de una biela con un muñón de
cigüeñal de un árbol de cigüeñal, que se puede accionar a través de
un engranaje de piñón por el árbol de accionamiento de un motor
eléctrico. Con la conexión del motor eléctrico, el engranaje del
cigüeñal desplaza el pistón de accionamiento en un movimiento de
vaivén. El recorrido de la carrera del pistón de accionamiento
sobre el tiempo muestra en este caso una curva aproximadamente
sinusoidal. En el movimiento de carrera del pistón de accionamiento
se produce en la cámara de compresión entre el pistón de
accionamiento y el percutor de una manera alternativa una
sobrepresión y una presión negativa, con lo que el percutor se
acelera en la dirección de la herramienta. La curva de tiempo de la
presión en la cámara de compresión resulta a partir del recorrido
relativo entre el pistón de accionamiento y el percutor y se
determina a través de la curva sinusoidal de la carrera del pistón
de accionamiento. La curva de la presión se caracteriza por un
valor punta alto de corta duración y por un intervalo de tiempo
relativamente largo con presión reducida. La curva principal de la
presión se representa como curva a en la figura 3.
La presión punta alta en la cámara de compresión
conduce a una carga muy alta de la cámara de compresión y a un
gasto relativamente alto para la obturación de la cámara de
compresión en el tubo de guía, que se incrementa en una medida
sobreproporcional a medida que se incrementa la presión. La curva de
la presión en la cámara de compresión, condicionada por la carrera
sinusoidal del pistón de accionamiento, conduce, además, a que la
energía de accionamiento puesta a disposición por el pistón de
accionamiento no sea utilizada de una manera eficiente para la
impulsión uniforme de la presión del percutor y, por lo tanto, no se
consigue la velocidad óptima del percutor para un avance rápido de
la perforación.
El dispositivo de percusión de acuerdo con la
invención para una máquina herramienta manual con las
características de la reivindicación 1 tiene la ventaja de que por
medio de la pareja de ruedas dentadas no redondas se puede ajustar
un desarrollo casi discrecional del recorrido de la carrera del
pistón de accionamiento, de acuerdo con el modo en el que estén
diseñadas las levas de rodadura de las dos ruedas dentadas. El
diseño de las levas de rodadura depende en este caso exclusivamente
del objetivo de la optimización. Las levas de rodadura se pueden
calcular, por ejemplo, de tal forma que el percutor alcanza una
velocidad máxima con una carga de presión mínima de la cámara de
compresión. Así, por ejemplo, se pueden calcular también de manera
que con una carga de presión mínima en la cámara de compresión a una
velocidad simultáneamente alta del percutor, se requiera solamente
un par de accionamiento mínimo para el pistón de accionamiento.
Además de estos ejemplos, son posibles otros objetivos de
optimización a través del diseño de las levas de rodadura. El
objetivo principal del diseño de las levas de rodadura es la cesión
de una energía alta a la herramienta con un consumo de potencia
reducido, es decir, una elevación clara del rendimiento.
A través de las medidas indicadas en las otras
reivindicaciones son posibles desarrollos ventajosos y mejoras del
dispositivo de percusión indicado en la reivindicación 1.
La invención se explica en detalle con la ayuda
de un ejemplo de realización representado en el dibujo en la
descripción siguiente. Se muestra lo siguiente en representación de
principio:
La figura 1 muestra un dispositivo de percusión
para una máquina herramienta manual, parcialmente en sección.
La figura 2 muestra una representación en
perspectiva de pistones de accionamiento y engranajes del
dispositivo de percusión de la figura 1.
La figura 3 muestra un diagrama de una curva de
la presión temporal en la cámara de compresión del mecanismo de
percusión en el estado de la técnica (curva a) y en el dispositivo
de percusión de acuerdo con la invención (curva b).
El dispositivo de percusión representado
parcialmente en sección como esbozo de principio en la figura 1
para una máquina herramienta manual, por ejemplo para un martillo
taladrador, un martillo de percusión o una taladradora de
percusión, presenta un pistón de accionamiento 11 y un percutor 12,
que están alojados axialmente uno detrás del otro en un tubo de
guía 13 y están guiados en el mismo de forma desplazable axialmente.
Los lados frontales dirigidos entre sí del pistón de accionamiento
11 y del percutor 12 delimitan una cámara de compresión 14 en el
tubo de guía 13, en la que está incluido un colchón de aire. El tubo
de guía 13 está dispuesto en una carcasa no representada aquí de la
máquina herramienta manual. El eje del tubo de guía 13 está
alineado con el eje del porta-herramientas, en el
que está retenida parcialmente una herramienta, por ejemplo una
taladradora de percusión. La herramienta o bien se proyecta con su
mango de herramienta en el tubo de guía 13 o está alineada -como
aquí- axialmente con un bulón de percusión 15, que está guiado de
forma desplazable axialmente en el tubo de guía 13.
En la carcasa de la máquina herramienta manual
está dispuesto un motor eléctrico 16, que desplaza a través de un
engranaje 17 el pistón de accionamiento 11 en un movimiento de
carrera de vaivén axial en el tubo de guía 13. El engranaje 17
presenta dos ruedas dentadas 18, 19 no redondas que engranan entre
sí, una de cuyas ruedas dentadas no redondas 18 es una rueda
dentada no redonda de accionamiento y la otra rueda dentada no
redonda 19 es una rueda dentada no redonda accionada. Cada rueda
dentada no redonda 18, 18 posee un eje de giro 20 y 21,
respectivamente. Los dos ejes de giro 20, 21 están dispuestos a una
distancia fija a entre sí. En el ejemplo de realización
representado, la rueda dentada no redonda 18 de accionamiento se
asienta de forma fija giratoria sobre un árbol de transmisión 25
colocado en la carcasa y entre el árbol de salida 22 del motor
eléctrico 16 y el árbol de transmisión 25 está dispuesto un
engranaje intermedio 26. La rueda dentada no redonda 18 accionada
está alojada de forma giratoria en la carcasa alrededor de su eje de
giro 21. En la rueda dentada no redonda 19 accionada está
articulado de forma excéntrica con respecto al eje de giro 21 un
vástago de pistón 23 que actúa como cigüeñal o biela, que está
conectado de forma móvil giratoria con el pistón de accionamiento
11. El extremo del vástago del pistón 23 del lado del pistón incide
a tal fin en un bulón giratorio 24, que está alojado
transversalmente al eje del tubo de guía 13 en el pistón de
accionamiento 11 en su extremo alejado de la cámara de compresión
14. En la figura 1 se representa el pistón de accionamiento 11 en
una de sus posiciones de fin de carrera, en la figura 2 se
representa en su otra posición de fin de carrera.
Con la conexión del motor eléctrico 16 se
desplaza el pistón de accionamiento 11 a través del engranaje 17 en
un movimiento de carrera de vaivén axial, siendo comprimido y
expandido de una manera alternativa el colchón de aire en la cámara
de compresión 14. A través de la presión de compresión se acelera el
percutor 12 y cede su energía a través de bulón de percusión 15 a
la herramienta. La curva del tiempo de la presión en la cámara de
compresión 14 depende en este caso del recorrido relativo entre el
pistón de accionamiento 11 y el percutor 12 y se determina
esencialmente a través de la curva de tiempo de la carrera del
pistón de accionamiento 11. Para poder representar una curva de
recorrido y tiempo optimizada del pistón de accionamiento 11, las
levas de rodadura 181 y 191 de la rueda dentada no redonda 18 y de
la rueda dentada no redonda 19, que llevan el mismo número de
dientes, están configuradas de tal forma que el recorrido de carrera
del pistón de accionamiento 11 muestra la curva de tiempo deseada.
Una posibilidad de optimización consiste en calcular las levas de
rodadura 181, 191 de las dos ruedas dentadas no redondas 18, 19 de
tal forma que con una carga de presión mínima en la cámara de
compresión el percusión 12 recibe una velocidad máxima. En la figura
3, la curva b muestra el desarrollo temporal de la presión en la
cámara de compresión 14 con un diseño tal de las dos ruedas dentada
son redondas 18, 19. Como se puede ver claramente, frente al
desarrollo de la presión de acuerdo con la curva a, que se alcanza
con un movimiento de carrera convencional casi sinusoidal del pistón
de accionamiento 11 de acuerdo con el estado de la técnica, se han
eliminado los picos de presión y se consigue una distribución
uniforme de la presión durante un periodo de tiempo prolongado. Por
lo tanto, se mantiene la alta velocidad del percusor.
Con el nuevo engranaje, a través de un diseño
correspondiente de las levas de rodadura 181, 191 de las ruedas
dentadas no redondas 18, 19 se puede conseguir, de acuerdo con el
objetivo de optimización, un avance de la perforación bueno o bien
una erosión buena del cincel, un consumo reducido de energías y un
consumo más uniforme de la corriente. La máquina herramienta manual
muestra, en general una
vibración más reducida.
vibración más reducida.
Claims (5)
1. Dispositivo de percusión para una máquina
herramienta manual, especialmente martillo taladrador, martillo de
percusión o taladradora de percusión, con un pistón de accionamiento
(11) dispuesto de forma desplazable axialmente en un tubo de guía
(13), que se puede desplazar con motor sobre un engranaje (17) en un
movimiento de carrera de vaivén axial, con un percutor (12) que
actúa sobre una herramienta, que está alojado de forma desplazable
axialmente en el tubo de guía (13), y con una cámara de compresión
(14) delimitada por el pistón de accionamiento (11) y el percutor
(12), en la que está incluido un colchón de aire,
caracterizado porque el engranaje (17) presenta dos ruedas
dentadas no redondas (18, 19) que engranan entre sí, cuyos ejes de
giro (20, 21) están dispuestos a una distancia fija (a) entre sí, y
porque una de las ruedas dentada son redondas de accionamiento (18)
puede ser accionada con motor y en la otra rueda dentada no redonda
(19) accionada por la rueda dentada no redonda de accionamiento
(18) está articulado un vástago de pistón (23) conectado con el
pistón de accionamiento (11) de forma excéntrica con respecto a su
eje de giro (21).
2. Dispositivo de percusión de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque las levas de rodadura
(181, 191) de las dos ruedas dentadas no redondas (18, 19) están
configuradas de tal forma que el recorrido de carrera del pistón de
accionamiento (11) tiene un desarrollo temporal deseado.
3. Dispositivo de percusión de acuerdo con la
reivindicación 2, caracterizado porque el desarrollo temporal
del recorrido de carrera del pistón de accionamiento (11) está
establecido de tal forma que se puede conseguir una velocidad alta
del percutor con una presión de compresión mínima en la cámara de
compresión (14).
4. Dispositivo de percusión de acuerdo con la
reivindicación 2, caracterizado porque la curva de tiempo del
recorrido de la carrera del pistón de accionamiento (11) está
establecida de tal forma que se puede conseguir una velocidad alta
del percutor con un consumo mínimo de energía.
5. Dispositivo de percusión de acuerdo con una
de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque las dos
ruedas dentadas no redondas (18, 19) presentan el mismo número de
dientes.
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