ES2308666T3 - Mecanismo de cambio de modalidad de trabajo para una herramienta a motor. - Google Patents
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Abstract
Herramienta motorizada accionable manualmente (10), que comprende: un motor eléctrico (14) colocado en un cuerpo envolvente; una unidad motriz colocada entre el motor y el eje de la herramienta, que comprende una caja de engranajes (16) acoplada al motor y un embrague (44, 45, 46, 47) para interrumpir el accionamiento del motor al eje cuando se aplica un par motor predeterminado al eje, en la cual el embrague comprende dos componentes impulsados uno hacia el otro mediante un muelle, de tal manera que el primer componente (44) es mantenido en una posición estacionaria con respecto al segundo componente (45) cuando la fuerza de par aplicada al eje es inferior a una fuerza de muelle umbral; y un elemento de ajuste (26) para ajustar diferentes modalidades de funcionamiento, estando acoplado el elemento de ajuste al embrague, pudiendo moverse el miembro de ajuste entre la primera posición y la posición N de tal manera que, cuando el elemento de ajuste está en el intervalo de posiciones entre la primera y la N-1 la herramienta puede funcionar en la modalidad de destornillador y la fuerza del muelle aplicada a los componentes del embrague puede ser variada, y, cuando el elemento de ajuste está en la posición N la herramienta puede funcionar en una modalidad de taladro y el embrague está inactivo, caracterizada porque la caja de engranajes está dispuesta para cambiar la velocidad de rotación del eje entre una primera y una segunda velocidades y el elemento de ajuste está acoplado a la caja de engranajes, de manera que la velocidad de rotación del eje se cambia entre la primera y la segunda velocidades cuando el elemento de ajuste es desplazado entre la posición N-1 y la N.
Description
Mecanismo de cambio de modalidad de trabajo para
una herramienta a motor.
La presente invención se refiere a un mecanismo
de cambio de modalidad de trabajo para una herramienta motorizada
y, en particular, pero no exclusivamente, a un mecanismo de cambio
de modalidad de trabajo que permite a un usuario cambiar la
modalidad de funcionamiento de un taladro/destornillador eléctrico.
En la Patente GB 2334911 se describe una herramienta con un
mecanismo de cambio de modalidad de trabajo según el preámbulo de la
reivindicación 1.
Es sabido que los taladros/destornilladores
eléctricos pueden funcionar en modalidades de trabajo muy diversas.
Por ejemplo, se pueden variar las revoluciones de salida del eje,
por lo general entre dos velocidades (aunque se conoce la
existencia de cajas de engranajes de tres velocidades para este tipo
de destornilladores); el taladro puede funcionar en modalidad
giratoria o percutora; y puede ajustarse el par motor al que se
interrumpe el accionamiento de la salida disponiendo un embrague
para desembragar el mecanismo cuando se aplique un par de torsión
predeterminado a la salida.
Típicamente, se dispone un interruptor
específico de selección de modalidad de trabajo para cada opción de
cambio de modalidad. De esta forma, por lo general la herramienta
incorpora un interruptor que permite cambiar la salida, otro para
alternar entre las modalidades de destornillador y percutora, y un
tercer interruptor para seleccionar el máximo par motor de salida.
Esta configuración puede dar lugar a un confuso conjunto de
modalidades de funcionamiento del taladro. Como resultado, con
frecuencia es posible que un usuario elija la modalidad de
funcionamiento incorrecta para el trabajo que desea desarrollar, lo
que se traduce en una utilización ineficaz y/o inapropiada de la
herramienta.
Se han realizado intentos destinados a reducir
el número de interruptores de cambio de modalidad de trabajo,
algunos de los cuales se describen a continuación. Por ejemplo, en
el documento US 2005/0224242 A A, se describe un taladro que
incluye un mando de control desde el que se puede seleccionar una de
las funciones del taladro percutor.
La Patente EP 1555091 describe un taladro
destornillador que permite evitar de forma eficaz el funcionamiento
erróneo del embrague en una modalidad de taladro. Un conjunto
formado por una arandela plana situada entre bolas de acero para
bloquear un engranaje interno y un muelle helicoidal, puede hacerse
girar mediante la acción de giro de un anillo de cambio de
modalidad de trabajo. Asimismo, se disponen estrías salientes sobre
una unidad de pequeño diámetro de una segunda caja de engranajes,
alrededor de la cual se monta externamente una arandela plana. Las
estrías salientes interfieren con los resaltes internos situados
sobre una circunferencia interior de la arandela plana en su
posición de giro predeterminada a fin de regular el movimiento de
avance de la arandela plana. Cuando se selecciona una modalidad de
taladro mediante el anillo de cambio de modalidad de trabajo, la
arandela plana queda bloqueada por las estrías salientes.
En la Patente US 6142243 se describe una
herramienta motorizada manual que incluye un acoplamiento para la
transmisión de pares motores de distintos valores que incluye, como
mínimo, dos piezas de acoplamiento provistas de elementos de
transmisión que se conectan entre sí de forma
rotatoria-fija, un muelle de acoplamiento con una
fuerza tensora ajustable, que puede modificarse para mantener uno de
los elementos de acoplamiento de una de las piezas de acoplamiento
en conexión rotatoria-bloqueada con otro de los
elementos de acoplamiento de otra de las piezas de acoplamiento, y
elementos de bloqueo mediante los que, además, las piezas de
acoplamiento se acoplan de forma rotatoria-fija a
los elementos de transmisión, y que pueden engranarse entre sí para
un funcionamiento en modalidad de taladro o un funcionamiento en
modalidad de taladro por percusión para transmitir un par
máximo.
En la Patente GB 2334910 se describe una
herramienta motorizada manual provista de un eje y un embrague que
está dispuesto sobre una cadena de transmisión entre un motor
eléctrico y el citado eje, y que presenta un elemento de ajuste que
permite configurar distintas modalidades de funcionamiento; el
elemento de ajuste presenta, como mínimo, una posición de ajuste en
la que el embrague queda fijo como resultado de la conexión por
bloqueo de sus piezas de embrague en la dirección de giro, o que se
desacopla al alcanzar un par motor máximo de sobrecarga.
En la Patente US 6502648 se describe un
mecanismo de ajuste para un embrague. El mecanismo de ajuste incluye
una estructura de ajuste anular que presenta un perfil de ajuste
con una sección en rampa, un primer segmento de ajuste, un último
segmento de ajuste y varios segmentos de ajuste intermedio. El
primer segmento de ajuste se configura de forma que corresponda con
un primer ajuste de embrague y el último segmento ajuste se
configura de forma que corresponda con un último ajuste de
embrague. La sección en rampa se coloca entre el primer y el último
segmentos de ajuste, de forma que la estructura de ajuste pueda
girar entre el primer y el último segmentos de ajuste y entre el
último y el primer segmentos ajuste sin engranar en ninguno de los
segmentos de ajuste intermedio.
En la Patente US 6431289 se describe un
conjunto de transmisión de varias velocidades para una herramienta
motorizada giratoria. El conjunto de transmisión incluye varias
etapas de transmisión, donde, como mínimo, dos de las etapas de
transmisión utilizan un elemento de reducción móvil que permite que
la etapa de transmisión se realice en una modalidad de trabajo
activa o en una modalidad de trabajo inactiva. Los elementos de
reducción móviles están acoplados a un mecanismo conmutador que
modifica los elementos de producción de una forma predeterminada
que consigue, como mínimo, tres relaciones de reducción de marchas o
de revoluciones.
En la Patente US 6142243 se describe una
herramienta motorizada manual provista de un eje impulsado por un
motor eléctrico y un embrague de par motor que está dispuesto sobre
una cadena de transmisión entre el motor eléctrico y el eje de la
herramienta. Se incluye un miembro de ajuste manual que permite
seleccionar un par motor predeterminado, y es rígido para permitir
la transmisión del par. El miembro de ajuste cuenta, como mínimo,
con una posición de ajuste en la que el embrague de par motor forma
una conexión rígida como resultado de la conexión por bloqueo de
sus piezas de embrague en la dirección de giro.
En la Patente GB 2334911 se describe una
herramienta motorizada manual provista de un eje impulsado por un
motor eléctrico, un embrague de par motor que está dispuesto sobre
una ruta de transmisión entre el motor eléctrico, y en la que el
eje de la herramienta incluye un elemento de ajuste manual que
permite elegir entre distintos valores de par motor. Con el fin de
variar el elemento de ajuste de una máquina a otra sin modificar la
unidad de engranajes necesaria para realizar los ajustes, el
elemento de ajuste está dividido en un anillo de cambio de
velocidades, que ejecuta la función de ajuste y puede girar
alrededor del eje de la máquina, y un anillo de diseño conectado de
forma no rotatoria al anillo de cambio de velocidades que permita
realizar la selección manual del ajuste.
El objetivo de la presente invención es
proporcionar una configuración mejorada de un interruptor de cambio
de modalidad de trabajo que, en resumen, seleccione automáticamente
la modalidad de funcionamiento correcta en función del trabajo en
cuestión seleccionado por el usuario. Para conseguirlo, la
herramienta incorpora un único dial de cambio de modalidad de
trabajo que se acciona manualmente y permite cambiar la velocidad
de salida, seleccionar una fuerza de par motor apropiada a la que se
interrumpe el accionamiento del eje de salida, y seleccionar la
modalidad de taladro o la modalidad percutora según convenga, en
función del ajuste seleccionado por el usuario. Si se selecciona la
modalidad de taladro, ya sea para taladrar madera o piezas de
albañilería (en donde se necesite la acción percutora), el embrague
se debe bloquear para que el accionamiento del motor no se vea
interrumpido por el embrague; en estas modalidades de trabajo, el
embrague pasa a un estado inactivo.
Según la presente invención, se da a conocer una
herramienta motorizada que se acciona manualmente y que comprende
las características de la reivindicación 1.
Más concretamente, la presente invención da a
conocer una herramienta motorizada accionable manualmente, que
comprende; un motor eléctrico colocado en un cuerpo envolvente; una
unidad motriz dispuesta entre el motor y el eje de la herramienta
que comprende una caja de engranajes acoplada al motor y dispuesta
de tal modo que cambia la velocidad de rotación del eje entre una
primera y una segunda velocidad, y un embrague para interrumpir el
accionamiento del motor al eje cuando se aplica un par motor
predeterminado al eje, en la cual el embrague comprende dos
componentes accionados uno hacia el otro por un muelle de tal manera
que el primer y el segundo componentes se mantienen juntos entre sí
cuando la fuerza de par aplicada al eje es inferior a la fuerza del
muelle; y un elemento de ajuste para seleccionar diferentes
modalidades de funcionamiento, estando el elemento de ajuste
conectado a la caja de engranajes y al embrague, pudiendo moverse el
elemento de ajuste entre una primera posición y una posición N de
tal manera que, cuando el elemento de ajuste se encuentra en el
intervalo de posiciones entre la primera y la N-1 la
herramienta puede funcionar en modalidad de destornillador y se
puede variar la fuerza del muelle aplicada a los componentes del
embrague, y, cuando el elemento de ajuste está en la posición N la
herramienta se puede utilizar en una modalidad de taladro y el
embrague está inactivo. De esta manera, en la modalidad de taladro
el embrague está bloqueado y el primer y el segundo componentes del
embrague se mantienen fijos uno hacia el otro. En consecuencia,
cuando la herramienta está en la modalidad de taladro el embrague
no interrumpe el accionamiento del eje.
Preferiblemente, la velocidad de rotación del
eje se puede cambiar entre la primera y la segunda velocidades
cuando el elemento de ajuste se mueve entre las posiciones N y
N-1. Por consiguiente, la herramienta puede
funcionar a una velocidad del eje relativamente baja cuando está en
la modalidad de destornillador y a una velocidad del eje
relativamente alta cuando está en la modalidad de taladro. Por lo
tanto, la velocidad correcta o más apropiada del eje se selecciona
previamente para el trabajo en cuestión, ya sea taladrar o bien
atornillar tornillos. Además, el bloqueo automático del embrague
cuando se selecciona el funcionamiento de la herramienta en una
modalidad de taladro facilita todavía más al usuario la selección de
la modalidad de trabajo más apropiada.
Preferiblemente, se incluye un mecanismo
percutor para dotar al eje de la acción percutora, en el cual el
elemento de ajuste se puede mover a la posición N+1 y el mecanismo
percutor se activa cuando el elemento de ajuste está en la posición
N+1. Preferiblemente, el embrague está inactivo cuando el elemento
de ajuste está en la posición N+1. De esta manera, la herramienta
puede funcionar en la modalidad percutora para taladrar piezas de
albañilería o similares.
Preferiblemente, el embrague incluye además una
placa de empuje para transmitir la fuerza del muelle al segundo
componente del embrague, teniendo la placa del embrague una o más
lengüetas que se extienden a partir de la misma y están dispuestas
de tal manera que encajan con el elemento de ajuste cuando éste se
encuentra en la posición N. De este modo, la placa de empuje se
bloquea en su posición cuando el elemento de ajuste está en la
posición N, evitando así que el embrague se deslice o interrumpa el
accionamiento del eje.
\global\parskip0.930000\baselineskip
Preferiblemente, el elemento de ajuste comprende
además una primera superficie interior que tiene uno o más
salientes en los cuales se pueden acoplar las lengüetas de la placa
de empuje cuando el elemento de ajuste está en la posición N. Esta
configuración proporciona una manera sencilla y/o eficaz de llevar a
cabo la presente invención.
Preferiblemente, la placa de empuje no se puede
mover en la dirección axial cuando el elemento de ajuste está en la
posición N. Así, el primer y el segundo componentes del embrague se
mantienen fijos uno hacia el otro y el embrague no puede
interrumpir el accionamiento del eje.
Preferiblemente, el segundo componente del
embrague comprende varios cojinetes de bolas, cada uno de los cuales
se dispone en el correspondiente tope formado en una parte de la
placa de empuje. Preferiblemente, el primer componente del embrague
está conectado o integrado con un engranaje en la caja de engranajes
y comprende una o más rampas sobre las cuales puede pasar un
cojinete de bolas cuando la fuerza de par aplicada al eje supera la
fuerza del muelle aplicada al segundo componente del embrague.
Preferiblemente, el engranaje es un engranaje anular en una caja de
engranajes planetaria. Estas configuraciones proporcionan una manera
sencilla y/o eficaz de llevar a cabo la presente invención.
Preferiblemente, el elemento de ajuste comprende
además una segunda superficie interna acoplada al varillaje de la
caja de engranajes, estando la segunda superficie interna dispuesta
de tal manera que el varillaje se puede mover entre una primera
posición y una segunda posición cuando el elemento de ajuste se
mueve entre las posiciones N y N-1,
respectivamente. Preferiblemente, durante el uso, la velocidad de
rotación del eje cambia entre la primera y la segunda velocidades
cuando el varillaje se mueve entre la primera posición y la
segunda.
De este modo, se proporciona un único elemento
de ajuste para cambiar la velocidad de salida de la caja de
engranajes (y por lo tanto la velocidad del eje) y para ajustar la
posición del embrague para modificar el par motor aplicado al eje
necesario para conseguir que el embrague interrumpa el accionamiento
del eje. Para cambiar a una modalidad percutora se puede utilizar
el mismo elemento de ajuste. En consecuencia, el usuario sólo debe
utilizar un único interruptor de selección de la modalidad de
trabajo, simplificando por lo tanto el proceso de decisión con
respecto a la selección de la modalidad de trabajo correcta o más
apropiada para los diversos trabajos que puede realizar la
herramienta.
Preferiblemente, en el elemento de ajuste se
incluyen iconos sencillos y/o de fácil lectura o comprensión, que
el usuario puede ver durante el uso y que indican los diferentes
trabajos que puede realizar la herramienta. Por ejemplo, se puede
incluir un icono que muestre una broca para un trabajo de taladro,
en el cual la herramienta se ajusta a la modalidad de taladro
cuando este icono se alinea con la flecha indicadora o similar del
cuerpo envolvente. Además, se pueden disponer iconos que muestren
tornillos de varios tamaños para indicar los diferentes ajustes de
par motor en los que el embrague interrumpirá el accionamiento del
eje, dependiendo del tamaño del icono (un icono más grande indica
que es necesaria una fuerza de par relativamente alta para
interrumpir el accionamiento del eje, por ejemplo). Se puede
utilizar un icono de un martillo para indicar la modalidad de
acción percutora.
A continuación se describirá una realización de
la presente invención mediante un ejemplo que hace referencia a los
siguientes dibujos, en los cuales:
La figura 1 es una representación esquemática de
una herramienta que implementa la presente invención;
la figura 2 es una sección esquemática de la
herramienta mostrada en la figura 1, tomada a lo largo de la línea
AA de la figura 1;
la figura 3 es una representación esquemática de
una placa de empuje utilizada en una realización de la presente
invención;
la figura 4 es una representación esquemática de
un elemento de ajuste utilizado en una realización de la presente
invención;
la figura 5 es un plano de despiece de los
componentes mostrados en la figura 2; y
las figuras 6 y 7 son vistas esquemáticas de una
sección transversal a lo largo de la línea BB de la figura 2, que
muestran dos modalidades de funcionamiento diferentes seleccionadas
en una realización de la presente invención.
Haciendo referencia a la figura 1, se muestra
una herramienta inalámbrica (10) que implementa la presente
invención. La herramienta comprende un cuerpo envolvente (12) en el
cual se disponen un motor (14) y una caja de engranajes/unidad
motriz (16). La caja de engranajes está acoplada al motor y
comprende un mecanismo de embrague para interrumpir el
accionamiento del motor a un eje de salida (18) cuando se aplica al
eje una fuerza de par mayor que un umbral predeterminado. La caja
de engranajes también incluye dos o más ajustes para modificar la
velocidad de salida del eje. También se puede incluir un mecanismo
percutor en la unidad motriz para proporcionar una modalidad de
funcionamiento de acción percutora para taladrar piezas de
albañilería.
\global\parskip1.000000\baselineskip
La parte del asa (20) del cuerpo incluye un
interruptor (22) para accionar el motor y, por lo tanto, la
herramienta. En la base del asa se puede colocar un paquete de
baterías (24), que proporciona por lo tanto medios para alimentar
la herramienta. Por supuesto, se pueden utilizar otras formas de
alimentación, como por ejemplo la electricidad proporcionada por la
red eléctrica.
Se incluye un anillo (26) para seleccionar la
modalidad de funcionamiento de la herramienta. El anillo está unido
a los componentes de la unidad motriz de tal manera que se pueden
realizar ajustes de la velocidad de salida del eje, la fuerza de
par necesaria para interrumpir el accionamiento del eje y (si
existe) la modalidad de acción del eje (modalidades percutora y no
percutora). De esta manera, se proporciona un único elemento de
ajuste para seleccionar la modalidad de funcionamiento apropiada de
la herramienta, dependiendo de los requisitos del usuario.
Además, la gran cantidad de decisiones que es
necesario tomar para seleccionar la modalidad de trabajo correcta
con las herramientas anteriores ya no es necesaria con las
herramientas que implementen la presente invención. Con las
herramientas convencionales, el usuario debe decidir el ajuste del
par motor, la velocidad del eje y la modalidad de acción del eje en
función de los requisitos del trabajo. A menudo se tomará una
decisión incorrecta, dando lugar a un uso ineficiente o inapropiado
de las modalidades de funcionamiento de la herramienta. Con las
herramientas convencionales, la situación se complica debido al
número de interruptores de modalidad de trabajo; tal y como se ha
descrito anteriormente, hay un interruptor para la velocidad del
eje, otro para la modalidad de acción del eje y otro para los
ajustes de par motor. Sin embargo, las realizaciones de la presente
invención simplifican el proceso de selección para el usuario
mediante un único interruptor de selección de la modalidad de
trabajo.
El proceso de selección se puede simplificar
todavía más colocando iconos fácilmente reconocibles en la parte
cubierta (27) del anillo. Estos iconos se pueden disponer para
representar el trabajo en cuestión. Por ejemplo, se puede utilizar
un tornillo para representar el funcionamiento de la herramienta en
la modalidad de destornillador (acción percutora desactivada,
embrague activado, velocidad baja del eje activada). De igual modo,
se puede utilizar una broca para representar el funcionamiento de
la herramienta en una modalidad de taladro. Los iconos se pueden
disponer para mostrarse en la parte transparente (28) del cuerpo
envolvente que se superpone a la parte cubierta (27) del
anillo.
La tabla 1 que se muestra a continuación
proporciona una matriz de las modalidades de funcionamiento y los
ajustes de los componentes de la unidad motriz según la modalidad
seleccionada. Los ajustes de los componentes se disponen de tal
manera que se seleccionan las mejores o más eficientes
características operativas de la herramienta para el trabajo en
cuestión. (Si, por ejemplo, la descripción del embrague es
"Desactivado", indica que el embrague ha sido bloqueado).
\vskip1.000000\baselineskip
Durante la modalidad de destornillador, el
anillo se puede girar entre la 1ª posición y la posición
N-1 (en donde N es un número entero). El anillo se
puede girar más hasta la posición N, en la cual se acopla la
modalidad de taladro. Si procede, el anillo se puede girar todavía
más hasta la posición N+1, en la cual se pueden acoplar más
modalidades de taladro para taladrar piezas de albañilería, por
ejemplo. En consecuencia, puede haber varias posiciones del anillo
en las que se bloquee el embrague.
El anillo se puede indexar para colocarlo en
sentido positivo en todas las posiciones, desde la primera hasta la
N+1.
En la modalidad de destornillador se pueden
incluir varios ajustes de par motor para que el embrague se disponga
de tal manera que interrumpa el accionamiento del eje cuando se
aplique una fuerza de par diferente al eje. De esta manera, se
puede proporcionar una serie de fuerzas de par que el eje puede
aplicar a un tornillo. Estos diversos ajustes del par motor se
pueden indicar al usuario como una serie de iconos de tornillos que
aumentan de tamaño para indicar el aumento de la fuerza de par
necesaria para que el embrague desembrague o interrumpa el
mecanismo de accionamiento del eje.
Haciendo referencia ahora a la figura 2, se
muestra la sección transversal de la herramienta de la figura 1.
Los componentes comunes entre las figuras tienen los mismos números
de indicación. La herramienta tiene un eje longitudinal X sobre el
cual el motor hace girar el eje (18) a través de la unidad motriz
(16).
La caja de engranajes de la unidad motriz es de
tipo planetario. El motor (no mostrado), acciona, durante el uso,
un primer diente de engranaje (30). El primer diente se acopla a los
primeros engranajes planetarios (31), que están dispuestos para
engranar y acoplarse con un primer engranaje anular fijo (32) (fijo
con respecto al cuerpo envolvente de la caja de engranajes). De
esta manera, durante el uso, los primeros engranajes planetarios
giran dentro del primer engranaje anular. Los primeros engranajes
planetarios se acoplan al primer engranaje satélite mediante
piñones. De esta manera, el giro de los primeros engranajes
planetarios en el interior del primer engranaje anular produce el
giro del primer engranaje satélite. Esta configuración constituye la
primera reducción de velocidad.
La segunda reducción de velocidad se basa en
principios similares. Los engranajes planetarios secundarios (35)
se accionan mediante el segundo engranaje motriz (34) dispuesto en
el primer engranaje satélite (33). Los engranajes planetarios
secundarios se acoplan al engranaje satélite secundario (36)
mediante los piñones (37). Los engranajes planetarios secundarios
giran dentro del segundo engranaje anular (38). El segundo engranaje
anular se puede mover para permitir el cambio de la velocidad de
salida de la caja de engranajes. En la configuración mostrada en la
figura 2, el segundo anillo anular permite que los engranajes
planetarios secundarios giren en sus dientes de engranaje
interiores (38'). Sin embargo, cuando se mueven a la segunda
posición, los dientes de engranaje interiores (38') engranan con el
engranaje de los engranajes planetarios secundarios y los dientes
(33') dispuestos en la superficie exterior del primer engranaje
satélite (33). De esta manera, la segunda reducción de velocidad
está directamente conectada a la primera reducción de velocidad
cuando el segundo engranaje anular está en la segunda posición, y
por lo tanto hace que la segunda reducción de velocidad funcione en
una reducción de velocidad 1: 1 (es decir, no se consigue reducción
desde el segundo engranaje cuando el segundo engranaje anular está
en la segunda posición). En la primera posición, el engranaje anular
secundario se bloquea radialmente en su posición de tal manera que
no puede girar. Sin embargo, cuando está en la segunda posición, el
engranaje anular secundario puede girar libremente sobre el eje X,
tal como se describe a continuación con más detalle.
Un tercer engranaje motriz (39) está acoplado al
engranaje satélite secundario y está dispuesto de tal manera que
acciona los engranajes planetarios terciarios (40). Los engranajes
planetarios terciarios están acoplados a una placa impulsora (41) a
través de piñones (42). Además, los engranajes planetarios
terciarios engranan y giran dentro del engranaje anular terciario
(43). De esta manera, la placa impulsora (41) se acciona mediante
los engranajes planetarios terciarios. La placa impulsora está
acoplada al eje (18).
El engranaje anular terciario forma un
componente de un embrague de par motor. La superficie superior (44)
está dispuesta para acoplarse con una serie de cojinetes de bolas
(45). Los cojinetes de bolas también colaboran con la placa de
empuje (46) que transmite la fuerza de un muelle comprimido (47),
impulsando de esta manera a los cojinetes de bolas contra la
superficie superior (44) del engranaje anular terciario (43). La
superficie superior incluye un carril en el que pueden girar los
cojinetes de bolas. Esta pista además incluye una rampa sobre la
cual pueden pasar los cojinetes de bolas. De esta manera, el carril
tiene un perfil consistente en valles y picos.
En condiciones normales de funcionamiento, el
engranaje anular terciario se mantiene en su posición debido a la
acción del cojinete de bolas impulsado por la placa de empuje y el
muelle en los valles del carril. En consecuencia, el engranaje
anular terciario no se mueve en la dirección axial ni radial y la
impulsión se transmite al
eje.
eje.
Cuando se aplica una fuerza de par al eje, los
componentes de la unidad motriz experimentan una fuerza igual y
opuesta. De este modo, si se aplica al eje una fuerza de par que
supera un valor umbral, el engranaje terciario experimenta otra
fuerza de par que puede superar la fuerza del muelle impulsando a
los cojinetes de bolas hacia los valles del perfil de la superficie
superior. Por consiguiente, los cojinetes de bolas pueden
desplazarse sobre los picos del perfil de la superficie superior y
el engranaje terciario puede girar sobre el eje X. De esta manera,
no se transmite impulsión al eje: El embrague detiene e interrumpe
el mecanismo de impulsión hacia el eje.
El muelle (47) se comprime entre la placa de
empuje (46) y el soporte de muelle (48). El soporte está acoplado
al anillo y a un componente roscado (49). Una parte igualmente
roscada (50) del soporte colabora con el componente roscado de tal
manera que, cuando el anillo se gira sobre el eje X, el soporte del
muelle se mueve en dirección axial a lo largo del eje X,
comprimiendo o descomprimiendo de esta manera el muelle y cambiando
la fuerza del muelle aplicada a la placa de empuje. Por lo tanto,
es posible modificar la fuerza de par necesaria para que el
embrague desembrague el mecanismo.
En una herramienta convencional el embrague se
puede bloquear haciendo que el soporte del muelle se acople con la
placa de empuje, evitando de esta manera que los cojinetes de bolas
se desplacen sobre el perfil de la superficie superior con picos.
Sin embargo, las realizaciones de la presente invención necesitan un
mayor movimiento del anillo para cambiar a modalidades de
funcionamiento adicionales. En la realización descrita aquí, el
anillo se gira hasta como mínimo una posición más. Si se ofrecen al
usuario diferentes modalidades de taladro podrían necesitarse dos o
más posiciones. (Se debe tener en cuenta que el anillo también
podría disponerse de tal manera que su movimiento longitudinal
produjese el cambio a una modalidad de taladro). El movimiento de
rotación adicional del anillo hace que el soporte del muelle
comprima más aún el muelle y se mueva axialmente hacia la placa de
empuje. De esta manera, el soporte del muelle no puede acoplarse con
la placa de empuje para bloquear el embrague si se necesita un
movimiento del anillo por encima de la posición
N-1.
\newpage
Haciendo referencia ahora a las figuras 2, 3 y
4, la placa de empuje (46) comprende una serie de lengüetas (51)
que se extienden radialmente desde la misma. También se puede hacer
referencia a la figura 5, que muestra el componente de la
herramienta mostrada en la figura 2 en formato de despiece.
Las lengüetas están dispuestas para colaborar
con la primera superficie interna (52) del anillo. La placa de
empuje comprende además una serie de varillas (53) que se extienden
longitudinalmente en la dirección del eje X, cuyas superficies de
los extremos (54) son cóncavas para acomodar uno de los cojinetes de
bolas (45). La primera superficie interior (52) del anillo (26)
comprende una superficie con perfil acanalado (55) que incluye un
acanalado en forma de anillo (56). El acanalado comprende una serie
de dientes de perfil cuadrado (57) entre cada uno de los cuales se
dispone un hueco o apertura de perfil cuadrado (58).
Cuando la herramienta está funcionando en la
modalidad o las modalidades de taladro, los dientes (57) se disponen
al lado de las lengüetas o sobre las mismas, de tal manera que los
dientes tocan las lengüetas de la placa de empuje, bloqueando de
esta manera el embrague; la placa de empuje no puede moverse
axialmente y, tal como se ha descrito anteriormente, los cojinetes
de bolas del embrague no pueden desplazarse sobre los picos de la
superficie perfilada del engranaje anular terciario (44). Cuando
funciona en una modalidad de destornillador, las lengüetas se
ubican a lo largo de los huecos (58); las lengüetas y los huecos se
yuxtaponen. En consecuencia, la superficie interior del anillo
permite el movimiento axial de la placa de empuje y el embrague
puede funcionar tal como se ha descrito anterior-
mente.
mente.
El sistema de indexado del anillo (es decir, el
mecanismo utilizado para garantizar el desplazamiento radial
apropiado del anillo entre los diversos ajustes de modalidad de
trabajo) se dispone de tal manera que hay un desplazamiento similar
entre los ajustes para diversos requisitos de par motor en la
modalidad de destornillador. Por lo tanto, cuando el anillo se gira
desde un ajuste de par motor a otro, los dientes (57) en la
superficie interior (52) pasan sobre las lengüetas (51) de la placa
de empuje (46); el sistema de indexado ubica positivamente el
anillo para que el siguiente hueco adyacente se coloque sobre la
lengüeta cuando el anillo se mueva a un ajuste de par motor
adyacente. Sin embargo, cuando el anillo se mueve desde la posición
N-1 a la N (es decir, cuando la modalidad de
funcionamiento de la herramienta se cambia de destornillador a
taladro) se necesita un desplazamiento angular del anillo diferente
para que los dientes (57) se alineen sobre las lengüetas (51).
El anillo comprende una segunda superficie
interior (59) para cambiar la velocidad del eje. La segunda
superficie comprende un carril (60) que tiene una parte de rampa
(61). El carril está dispuesto de tal manera que se acopla con el
varillaje del cambio (62) (ver la figura 2), que se puede mover en
una dirección longitudinal paralela al eje X. El carril está
dispuesto de tal manera que el varillaje permanece en una primera
posición cuando el anillo está en alguna de las posiciones entre la
primera y la N-1. Cuando el anillo se mueve hasta
la posición N para acoplar la modalidad o las modalidades de
taladro, el varillaje (62) se mueve hasta una segunda posición
mediante la rampa. Después, cuando el anillo se mueve hasta la
posición N+1 y posteriores, el varillaje permanece en la segunda
posición. De esta manera, el giro del anillo entre las posiciones
N-1 y N hace que el varillaje se mueva entre la
primera y la segunda posición mediante la configuración de
acoplamiento del varillaje con el carril (60) y la rampa (61). El
varillaje se acopla con el segundo engranaje anular móvil (38) de
tal manera que el segundo engranaje anular se mueve entre la primera
y la segunda posición (tal como se ha descrito anteriormente)
cuando se mueve el varillaje. En consecuencia, la velocidad del eje
se puede cambiar moviendo el anillo desde la posición
N-1 hasta la N.
El varillaje pasa a través de la apertura (63)
del cuerpo envolvente de la caja de engranajes (64) y se impulsa
contra el carril (60) mediante el muelle (65). En una ranura (67)
del varillaje se dispone un soporte (66). El varillaje está montado
a pivote en el cuerpo envolvente de la caja de engranajes en el
punto de pivote (68) y (69). Un extremo (70) del soporte pasa a
través de un orificio (71) en el cuerpo envolvente de la caja de
engranajes y se acopla con una ranura (72) en el engranaje anular
deslizante (38). En la primera posición, tal como se muestra en la
figura 2, una serie de dientes (73) dispuestos en la superficie
interior del cuerpo envolvente de la caja de engranajes engrana y
colabora con los dientes recíprocos (74) de la superficie exterior
del engranaje anular secundario (38). De esta manera, el engranaje
anular secundario no puede girar sobre el eje X cuando está en la
primera posición. Cuando el varillaje se mueve hacia delante, el
engranaje anular secundario (38) se desliza hacia atrás, hacia el
extremo del motor de la caja de engranajes. En consecuencia, se
desacoplan los dientes (73) y (74) y el engranaje secundario puede
girar sobre el eje X. Cuando se produce este desacoplamiento, los
dientes interiores (38') del engranaje secundario bloquean los
engranajes planetarios secundarios (35) con los dientes del
engranaje (33') del primer satélite (33), tal como se ha descrito
anteriormente.
Las figuras 6 y 7 muestran la placa de empuje y
los componentes de la superficie interior tomados a lo largo de la
línea BB de la sección transversal mostrada en la figura 2. Haciendo
referencia a la figura 6, la placa de empuje se muestra con el
anillo dispuesto de tal manera que la herramienta está en la
modalidad de destornillador. En consecuencia, las lengüetas (51) se
disponen de tal manera que se yuxtaponen con los huecos (58) de la
superficie interior (52). Los dientes (57) se disponen entre
lengüetas adyacentes. Haciendo referencia ahora a la figura 7, el
anillo se dispone de tal manera que la herramienta funciona en una
modalidad de taladro si el embrague está desactivado. Aquí, la
disposición de las lengüetas y los dientes es tal que colaboran
entre si, como se ha descrito anteriormente.
Tal como se conoce en la técnica, la modalidad
de acción percutora se puede iniciar girando adicionalmente el
anillo desde la posición N hasta la posición N+1.
De esta manera, todas las variables de la
herramienta se pueden controlar desde un único elemento de ajuste o
anillo, reduciendo por lo tanto las decisiones que debe tomar un
usuario para el trabajo concreto que desee desarrollar. Por
ejemplo, cuando el usuario desea que la herramienta funcione en una
modalidad de destornillador, la caja de engranajes se ajusta
automáticamente para accionar el eje a una velocidad baja con el
embrague dispuesto para funcionar e interrumpir el accionamiento
cuando la fuerza de par aplicada al eje supera un valor umbral.
Además, si se necesita que la herramienta funcione en una modalidad
de taladro, la caja de engranajes se cambia automáticamente para
accionar el eje a una velocidad más alta y el embrague se desactiva
automáticamente.
Las personas expertas en la técnica podrán
concebir diferentes realizaciones de la presente invención sin
salirse del ámbito global de la invención. Por ejemplo, el anillo
podría moverse en una dirección longitudinal para activar la
modalidad o las modalidades de taladro. El movimiento longitudinal
podría evitarse mientras la herramienta está en una modalidad de
destornillador. De esta manera, podría disponerse el movimiento de
rotación del anillo entre la primera posición y la posición
N-1, y podría disponerse el movimiento longitudinal
del anillo para habilitar el movimiento del anillo desde la posición
N-1 hasta la posición N. El movimiento adicional
longitudinal o de giro del anillo puede disponerse de tal manera que
el anillo se pueda mover desde la posición N hasta la posición N+1
cambiando entre diversas modalidades de taladro.
Claims (11)
1. Herramienta motorizada accionable manualmente
(10), que comprende:
un motor eléctrico (14) colocado en un cuerpo
envolvente;
una unidad motriz colocada entre el motor y el
eje de la herramienta, que comprende una caja de engranajes (16)
acoplada al motor y un embrague (44, 45, 46, 47) para interrumpir el
accionamiento del motor al eje cuando se aplica un par motor
predeterminado al eje, en la cual el embrague comprende dos
componentes impulsados uno hacia el otro mediante un muelle, de tal
manera que el primer componente (44) es mantenido en una posición
estacionaria con respecto al segundo componente (45) cuando la
fuerza de par aplicada al eje es inferior a una fuerza de muelle
umbral; y
un elemento de ajuste (26) para ajustar
diferentes modalidades de funcionamiento, estando acoplado el
elemento de ajuste al embrague, pudiendo moverse el miembro de
ajuste entre la primera posición y la posición N de tal manera que,
cuando el elemento de ajuste está en el intervalo de posiciones
entre la primera y la N-1 la herramienta puede
funcionar en la modalidad de destornillador y la fuerza del muelle
aplicada a los componentes del embrague puede ser variada, y,
cuando el elemento de ajuste está en la posición N la herramienta
puede funcionar en una modalidad de taladro y el embrague está
inactivo,
caracterizada porque la caja de
engranajes está dispuesta para cambiar la velocidad de rotación del
eje entre una primera y una segunda velocidades y el elemento de
ajuste está acoplado a la caja de engranajes, de manera que la
velocidad de rotación del eje se cambia entre la primera y la
segunda velocidades cuando el elemento de ajuste es desplazado
entre la posición N-1 y la N.
2. Herramienta, según la reivindicación 1, que
además incluye un mecanismo percutor para proporcionar acción
percutora al eje, en la cual el elemento de ajuste se puede mover a
una posición N+1 y el mecanismo percutor se activa cuando el
elemento de ajuste está en la posición N+1.
3. Herramienta, según la reivindicación 2, en la
cual el embrague está inactivo cuando el elemento de ajuste está en
la posición N+1.
4. Herramienta, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la cual el embrague incluye además
una placa de empuje (46) para transmitir la fuerza del muelle al
segundo componente del embrague, teniendo la placa del embrague una
o más lengüetas (51) que se extienden a partir de la misma y están
dispuestas de tal manera que encajan con el elemento de ajuste
cuando éste se encuentra en la posición N.
5. Herramienta, según la reivindicación 4, en la
cual el elemento de ajuste comprende además una primera superficie
interior (55) que tiene uno o más salientes (56) contra los que se
pueden acoplar las lengüetas de la placa de empuje cuando el
elemento de ajuste está en la posición N.
6. Herramienta, según la reivindicación 4 o 5,
en la cual la placa de empuje no se puede mover en la dirección
axial cuando el elemento de ajuste está en la posición N.
7. Herramienta, según cualquiera de las
reivindicaciones 4 a 6, en la cual el segundo componente del
embrague comprende diversos cojinetes de bolas (45), dispuestos en
los topes de retención respectivos (54) formados en una parte de la
placa de empuje.
8. Herramienta, según la reivindicación 7, en la
cual el primer componente del embrague está conectado o integrado
con un engranaje (43) en la caja de engranajes y comprende una o más
rampas sobre las cuales puede pasar un cojinete de bolas cuando la
fuerza de par aplicada al eje supera la fuerza del muelle aplicada
al segundo componente del embrague.
9. Herramienta, según la reivindicación 8, en la
cual el engranaje es un engranaje anular (43) en una caja de
engranajes planetaria.
10. Herramienta, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la cual el elemento de ajuste
comprende además una segunda superficie interna (60) conectada o
acoplada al varillaje de la caja de engranajes, estando la segunda
superficie interna dispuesta de tal manera que el varillaje se puede
mover entre una primera posición y una segunda posición cuando el
elemento de ajuste se mueve entre las posiciones N y
N-1 respectivamente.
11. Herramienta, según la reivindicación 10, en
la cual, durante el uso, la velocidad de rotación del eje cambia
entre la primera y la segunda velocidades cuando el varillaje se
mueve entre la primera y la segunda posición.
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