ES2316084T3 - Martillo perforador y/o martillo de percusion con accionamiento lineal y refrigeracion por aire. - Google Patents
Martillo perforador y/o martillo de percusion con accionamiento lineal y refrigeracion por aire. Download PDFInfo
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Abstract
Martillo perforador y/o martillo de percusión, con - un accionamiento lineal electrodinámico (11, 12); - un mecanismo de percusión, que presenta un elemento de accionamiento (1; 30) móvil en vaivén por el accionamiento lineal (11, 12), un elemento de percusión (3) móvil con relación al elemento de accionamiento (1; 30) y una instalación de acoplamiento (7; 31-34) que actúa entre el elemento de accionamiento (1; 30) y el elemento de percusión (3), a través de la cual se puede transmitir el movimiento del elemento de accionamiento (1; 30) sobre el elemento de percusión (3); en el que - está prevista una instalación de transporte de aire, que presenta un elemento de bomba (13) móvil en vaivén linealmente para la generación de una circulación de aire; - el elemento de bomba (13) está acoplado con el elemento de accionamiento (1; 30), de tal manera que el movimiento del elemento de accionamiento (1; 30) se puede transmitir sobre el elemento de bomba (13); - la instalación de transporte de aire presenta un espacio de bomba (14) y un canal de aire (15); - el elemento de bomba (13) es móvil en vaivén en el espacio de la bomba (14); - el espacio de la bomba (14) se puede poner en comunicación al menos temporalmente a través del canal de aire (15) con el medio ambiente; - el canal de aire (15) presenta un canal de aspiración (15a) para la admisión de aire desde el medio ambiente hasta el espacio de la bomba (14); caracterizado porque el canal de aire (15) presenta adicionalmente al canal de aspiración (15a) un canal de salida (15b) para la salida de aire desde el espacio de la bomba (14) hacia el medio ambiente.
Description
Martillo perforador y/o martillo de percusión
con accionamiento lineal y refrigeración por aire.
La invención se refiere, de acuerdo con el
preámbulo de la reivindicación 1 de la patente, a un martillo
perforador y/o martillo de percusión con un accionamiento lineal
electrodinámico. Se conoce a partir del documento
US-A-1 723 607 un martillo
perforador y/o martillo de percusión de este tipo.
Los martillos perforadores y/o martillos de
percusión (designados a continuación como martillos) son accionados
habitualmente por medio de motores eléctricos, en los que un rotor
hace girar un árbol de accionamiento. Para la refrigeración del
motor y del mecanismo de percusión previsto en el martillo, el rotor
está acoplado la mayoría de las veces con una rueda de ventilador
de un soplante, que genera una corriente de aire de refrigeración.
El movimiento giratorio del rotor es utilizado de una manera
sencilla, por lo tanto, para el accionamiento de una rueda de
ventilador radial o axial.
Se conoce a partir del documento DE 102 04 861
A1 un mecanismo de percusión de suspensión neumática, en el que un
pistón de accionamiento puede ser accionado por medio de un
accionamiento lineal electrodinámico. El pistón de accionamiento
está acoplado con un rotor del accionamiento lineal, de manera que
el movimiento de vaivén lineal del rotor es transmitido sobre el
pistón de accionamiento. El movimiento del pistón de accionamiento
es transmitido de nuevo -como es habitual en mecanismo de percusión
neumáticos- a través de una suspensión neumática sobre un pistón de
percusión, que impacta de una manera conocida contra un extremo de
herramienta o un juego remachador intercalado.
En un mecanismo de percusión de este tipo con
accionamiento lineal no están previstos, condicionado por el
principio, componentes giratorios. De una manera correspondiente, no
se puede acoplar tampoco de una manera sencilla ningún soplante
giratorio, como es el caso en un accionamiento de rotación. Sin
embargo, a través del accionamiento lineal y a través del mecanismo
de percusión de suspensión neumática durante el funcionamiento del
martillo se genera calor, que debe disiparse.
En el documento US 1 723 607 se muestra un
martillo de percusión, que presenta un elemento de percusión
accionado directamente con medios electrodinámicos lineales. El
elemento de percusión y el elemento de accionamiento forman una
unidad funcional y están conectados rígidamente o bien fijamente en
unión positiva entre sí. Unas cámaras que se encuentran delante y
detrás del elemento de percusión o bien del elemento de
accionamiento están conectadas a través de canales consigo mismas
así como con la atmósfera circundante. Cuando el mecanismo de
percusión está en funcionamiento, se modifican los volúmenes delante
y detrás del elemento de percusión en cada caso en sentido opuesto.
En virtud de la conexión de las dos cámaras se intercambia aire
entre las dos cámaras.
La invención tiene el cometido de indicar una
cámara de perforación y/o de percusión con un accionamiento lineal
electrodinámico, en el que se garantiza una refrigeración de aire
suficiente de los componentes que generan calor.
De acuerdo con la invención, el cometido se
soluciona a través de un martillo perforador y/o martillo de
percusión de acuerdo con la reivindicación 1. Las configuraciones
ventajosas de la invención se indican en las reivindicaciones
dependientes.
Un martillo perforador y/o martillo de percusión
de acuerdo con la invención (a continuación: martillo) presenta una
instalación de transporte de aire con un elemento de bomba móvil
linealmente en vaivén para la generación de una circulación de aire
de refrigeración. El elemento de bomba está acoplado con el elemento
de accionamiento y/o con el elemento de impacto del mecanismo de
percusión, de tal manera que el movimiento de accionamiento y/o del
elemento de percusión se puede transmitir sobre el elemento de
bomba.
En el martillo de acuerdo con la invención, la
instalación de transporte de aire presenta un espacio de bomba y un
canal de aire, de manera que el elemento de bomba es móvil en vaivén
en el espacio de bomba y el espacio de bomba se puede llevar al
menos temporalmente a través del canal de aire a comunicación con el
medio ambiente. A través del movimiento del elemento de bomba en el
espacio de bomba se forma una especie de bomba de aire, que
funciona de una manera similar a una bomba de bicicleta (bomba de
pistón). En virtud del acoplamiento del espacio de bomba con el
medio ambiente a través del canal de aire existe la posibilidad de
que se pueda alimentar aire de refrigeración fresco desde el medio
ambiente hasta el espacio de bomba o bien se pueda descargar aire
caliente al medio
ambiente.
ambiente.
En el martillo de acuerdo con la invención, el
canal de aire presenta un canal de aspiración para la admisión de
aire desde el medio ambiente hacia el espacio de bomba. De una
manera correspondiente, el canal de aire presenta también un canal
de salida para la expulsión de aire desde el espacio de bomba hacia
el medio ambiente. Mientras que en una variante no acorde con la
invención, el aire ambiental es transportado de ida y vuelta en el
canal de aire, en el caso de la división del canal de aire en un
canal de aspiración y un canal de descarga, se puede conseguir una
circulación de aire dirigida, que circula siempre solamente en una
dirección. De una manera correspondiente, se alimenta aire frío
desde el medio ambiente a través del canal de aspiración, mientras
que se descarga aire caliente a través del canal de salida hacia el
medio ambiente.
El elemento de accionamiento puede estar
formado, por ejemplo, en el caso de un mecanismo de percusión de
suspensión neumática, por medio de un pistón de accionamiento. A
través del accionamiento lineal se mueve en vaivén de una manera
conocida. De acuerdo con la invención, se acopla de una manera
ventajosa el elemento de bomba al elemento de accionamiento, de
manera que debe moverse de la misma manera en vaivén linealmente.
Con la ayuda de este movimiento lineal oscilante se puede generar
una corriente de aire de refrigeración, que es conducida por
delante de los componentes a refrigerar. La instalación de
transporte de aire accionada linealmente posibilita la generación de
una corriente de aire de refrigeración, sin que deba preverse un
ventilador de rotación.
En una forma de realización ventajosa de la
invención, el elemento de accionamiento está conectado con un rotor
del accionamiento lineal. En particular, es ventajoso que el
elemento de accionamiento lleve el rotor o esté formado
esencialmente completamente por el rotor, de manera que el rotor
asume al mismo tiempo la función del elemento de accionamiento.
El motor lineal puede ser un motor de
reluctancia conmutado (motor SR) y presenta en la zona de movimiento
del rotor varias bobinas de accionamiento (estator), que se
conmutan de acuerdo con el movimiento deseado del elemento de
accionamiento. Hay que indicar que como motor lineal se considera en
conexión con la invención también un accionamiento electrodinámico,
por ejemplo en forma de una bobina electromagnética individual, que
sirve como bobina de accionamiento para el elemento de
accionamiento. El movimiento de retorno del elemento de
accionamiento se puede realizar entonces, por ejemplo, a través de
un muelle helicoidal o similar. Es decisivo que el elemento de
accionamiento esté estrechamente conectado con el rotor.
En una forma de realización ventajosa de la
invención, la instalación de acoplamiento presenta al menos un tope
que actúa entre el elemento de accionamiento y el elemento de
percusión. El tope garantiza una transmisión de unión positiva del
movimiento del elemento de accionamiento sobre el elemento de
percusión, que debe seguir entonces forzosamente el movimiento del
elemento de accionamiento.
En una forma de realización preferida, la
instalación de acoplamiento presenta un elemento elástico que actúa
entre el elemento de accionamiento y el elemento de percusión en al
menos una dirección. Así, por ejemplo, es posible configurar
elásticamente el tope descrito anteriormente, por ejemplo a través
de un elemento elástico retenido en el tope o un recubrimiento
elástico. De una manera alternativa a ello, el elemento elástico se
puede formar también a través de una suspensión neumática explicada
todavía más adelante, cuando el mecanismo de percusión se realiza
como mecanismo de percusión de suspensión neumática.
En una forma de realización especialmente
ventajosa de la invención, el elemento de accionamiento, el
ventilador y el elemento de bomba forman una unidad de
construcción. En particular, estos componentes pueden estar
conectados entre sí en una sola pieza, de manera que el movimiento
del rotor se puede transmitir sin pérdidas sobre el elemento de
accionamiento y el elemento de bomba. El elemento de accionamiento y
el elemento de bombas deben seguir entonces forzosamente el
movimiento del rotor.
En una forma de realización de la invención, el
movimiento del elemento de accionamiento se puede transmitir a
través de un acoplamiento mecánico, hidráulico o neumático sobre el
elemento de bomba. Por ejemplo, entre el elemento de accionamiento
y el elemento de bomba se puede extender un cable de Bowden o un
conducto hidráulico, para transmitir el movimiento del elemento de
accionamiento, a ser posible sin pérdidas, sobre el elemento de
bomba. En esta variante, no es necesario que el elemento de
accionamiento y el rotor formen con el elemento de bomba una
unidad
de construcción. En su lugar, el elemento de bomba se puede disponer entonces también en otro lugar en el martillo.
de construcción. En su lugar, el elemento de bomba se puede disponer entonces también en otro lugar en el martillo.
En un desarrollo especialmente ventajoso, el
elemento de bomba está dispuesto en una zona del martillo, que está
desacoplada del mecanismo de percusión en cuando a las vibraciones.
El mecanismo de percusión y el accionamiento lineal generan
vibraciones considerables a través del movimiento oscilante de los
elementos móviles y a través de la acción de percusión del elemento
de percusión. Se conocen a partir del estado de la técnica muchos
principios de solución, para aislar estas vibraciones, por ejemplo
del mango del martillo y para proteger al operario frente a
vibraciones perjudiciales. De una manera correspondiente, se conoce
en casi todos los martillos desacoplar al menos una zona parcial
del mecanismo de percusión en cuando a las vibraciones. La
disposición del elemento de bomba en esta zona desacoplada de las
vibraciones tiene la ventaja de que el elemento de bomba y los
componentes restantes de la instalación de transporte del aire son
menos solicitados mecánicamente, de manera que se puede conseguir un
modo de funcionamiento más fiable.
De una manera preferida, el rotor está
configurado esencialmente de forma cilíndrica o en forma de cilindro
hueco. De una manera alternativa a ello, puede presentar también al
menos un elemento en forma de placa o similar a una espada, que se
extiende en dirección axial. Este elemento en forma de placa, que
está configurado, por ejemplo, como apéndice en el elemento de
accionamiento, se extiende en la zona del estator para conseguir la
acción de accionamiento deseada.
De una manera correspondiente, es especialmente
ventajoso que el canal de aire esté dispuesto de tal manera que se
extiende a lo largo de componentes generadores de calor del
martillo, especialmente a lo largo de una parte de un estator del
accionamiento lineal. El estator es atravesado por una corriente
eléctrica y contribuye de una manera correspondiente esencialmente a
la generación de calor. Este calor puede ser disipado desde el
estator a través del aire de refrigeración que circula a través del
canal de aire.
Para el apoyo de la circulación de aire
dirigida, es especialmente ventajoso que en el canal de aspiración
y/o en el canal de salida esté dispuesta una válvula de retención,
que permite una circulación de aire solamente en una dirección.
En un desarrollo adicional ventajoso de la
invención está prevista una instalación de acumulación, que está en
conexión de comunicación con el canal de salida y que sirve para la
acumulación temporal de al menos una parte del aire que circula de
salida a través del canal de salida. La instalación de acumulación
garantiza una compensación de las oscilaciones de la presión del
aire, que se producen forzosamente a través del movimiento del
elemento de bomba. Los picos de presión se pueden eliminar porque la
instalación de acumulación recibe aire durante corto espacio de
tiempo. En cambio, cuando no se alimenta aire a través del elemento
de bomba, la instalación de acumulación cede de nuevo el aire y
proporciona una corriente de aire de refrigeración esencialmente
uniforme. A tal fin es conveniente que en la instalación de
acumulación esté previsto un elemento elástico o bien cargado por
resorte, que modifica la magnitud de un espacio de acumulación en
función de la presión de la circulación de aire alimentada por el
elemento de bomba.
Con preferencia, una sección transversal del
canal de salida es aguas abajo de la instalación de acumulación
menor que una sección transversal del canal de salida aguas arriba
de la instalación de acumulación. De esta manera es posible que la
circulación de aire transportada por el elemento de bomba pueda
llegar sin obstáculos a la instalación de acumulación, para llenar,
a ser posible sin pérdidas, la instalación de acumulación. La
corriente de aire de refrigeración propiamente dicha es descargada
entonces a través del canal de salida con sección transversal más
pequeña, de manera que este canal de salida se extiende a lo largo
de los componentes generadores de calor.
Para el apoyo de una circulación de aire
dirigida, puede estar dispuesta una válvula de retención en el canal
de salida entre el espacio de bomba y la instalación de
acumulación.
En una forma de realización especialmente
ventajosa de la invención, el elemento de bomba está dispuesto,
visto en la dirección de percusión, detrás del elemento de
accionamiento y del rotor. Alternativamente al ello, el elemento de
bomba puede estar dispuesto también junto al mecanismo de percusión.
En este caso, hay que procurar que la instalación de transporte de
aire esté dispuesta economizando el mayor espacio posible en la
carcasa del martillo, para no incrementar el volumen de
construcción, sobre todo la longitud de la construcción.
En una forma de realización especialmente
preferida de la invención, el mecanismo de percusión está formado
por un mecanismo de percusión de suspensión neumática. A tal fin, el
elemento de accionamiento está configurado como pistón de
accionamiento y el elemento de percusión está configurado como
pistón de percusión, de manera que la instalación de acoplamiento
presenta una suspensión neumática configurada en una cavidad entre
el pistón de accionamiento y el pistón de percusión. La suspensión
neumática transmite de esta manera de una forma conocida el
movimiento de accionamiento del pistón de accionamiento sobre el
pistón de percusión.
El acoplamiento de acuerdo con la invención de
un accionamiento lineal con una instalación de transporte de aire se
puede aplicar a todos los tipos de mecanismos de percusión. En
particular, el acoplamiento de acuerdo con la invención es adecuado
para mecanismos de percusión, que están configurados como mecanismos
de percusión de suspensión neumática y, por lo tanto, para
mecanismos de percusión tubulares conocidos en sí (pistón de
accionamiento y pistón de percusión con diámetros idénticos),
mecanismos de percusión de pistón hueco (pistón de accionamiento con
cavidad, en la que se mueve el pistón de percusión) o mecanismos de
percusión con pistón de percusión hueco, en el que se mueve el
pistón de accionamiento.
En una forma de realización de la invención
especialmente ventajosa, similar a un mecanismo de percusión de
pistón hueco, el pistón de accionamiento rodea el pistón de
percusión, visto en la dirección de percusión, delante y detrás del
pistón de percusión, de tal manera que la suspensión neumática está
dispuesta detrás del pistón de percusión y de tal modo que delante
del pistón de percusión se puede configurar una segunda suspensión
neumática entre el pistón de accionamiento y el pistón de percusión.
En este tipo de mecanismo de percusión se obtiene, por lo tanto, una
suspensión neumática doble que, por una parte, genera el movimiento
del pistón de percusión hacia delante y, por otra parte, apoya un
movimiento de retorno de pistón de percusión.
En una forma de realización ventajosa de la
invención, un área de la sección transversal del elemento de bomba,
que actúa para la generación de la circulación de aire, es mayor que
un área de la sección transversal del pistón de accionamiento que
actúa sobre la suspensión neumática. De acuerdo con la forma de
realización del accionamiento lineal y del mecanismo de percusión
de suspensión neumática, se puede liberar, en determinadas
circunstancias, una potencia térmica considerable, que debe
disiparse. Para esta finalidad, es necesaria una corriente de aire
de refrigeración correspondientemente grande. Para que la
instalación de transporte de aire pueda generar esta corriente de
aire de refrigeración, debe estar presente un área de la sección
transversal correspondientemente grande del elemento de bomba.
Evidentemente, el elemento de bomba se puede sustituir también por
varios elementos de bomba individuales, que están dimensionados,
tomados en si, en efecto, más pequeños, pero que alcanzan a través
de su acoplamiento con el rotor y, por lo tanto, su colaboración en
común un área de la sección transversal efectiva suficientemente
grande. El concepto del "elemento de bomba" se refiere de una
manera correspondiente sólo a la función, no a la configuración
concreta.
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Éstas y otras ventajas y características de la
invención se explican en detalle a continuación por medio de
ejemplos con la ayuda de las figuras que se acompañan. En este
caso:
La figura 1 muestra en representación
esquemática una sección a través de un martillo no acorde con la
invención, en una primera forma de realización.
La figura 2 muestra en representación
esquemática una segunda forma de realización de la invención.
La figura 3 muestra en representación
esquemática una tercera forma de realización de la invención.
La figura 4 muestra en representación
esquemática una cuarta forma de realización de la invención.
La figura 5 muestra en representación
esquemática una quinta forma de realización de la invención.
La figura 6 muestra en representación
esquemática una sexta forma de realización de la invención.
La figura 7 muestra en representación
esquemática una séptima forma de realización de la invención.
La figura 8 muestra una sección a través de una
representación esquemática de un mecanismo de percusión de acuerdo
con una octava forma de realización de la invención.
Las figuras 1 a 8 muestran diferentes formas de
realización del martillo de acuerdo con la invención en
representación en sección muy simplificada. En particular, se ha
omitido componentes conocidos en sí, como por ejemplo mangos y
conexiones eléctricas puesto que no se refieren a la invención.
La figura 1 muestra una primera forma de
realización no acorde con la invención con un mecanismo de percusión
de suspensión neumática accionado por medio de un accionamiento
lineal electrodinámico.
El mecanismo de percusión de suspensión
neumática presenta como elemento de accionamiento un pistón de
accionamiento 1, que rodea una cabeza de pistón 2 de un pistón de
percusión 3 que sirve como elemento de percusión. El pistón de
percusión 3 se extiende con una caña 4 en una guía de pistón de
percusión 5 y puede impactar en su posición más adelantada contra un
extremo de herramienta 6. En lugar del extremo de herramienta 6
puede estar previsto también de una manera conocida un juego
remachador.
Entre el pistón de accionamiento 1 y el pistón
de percusión 3 está configurada una cavidad, en la que actúa una
primera suspensión neumática 7 que sirve como instalación de
acoplamiento. En el caso de un movimiento hacia delante del pistón
de accionamiento 1, que se puede mover en vaivén axialmente en una
carcasa de mecanismo de percusión 8, se forma en la primera
suspensión neumática 7 una presión, que acciona el pistón de
percusión 3 hacia delante, de manera que, finalmente, puede impulsar
con el extremo de la herramienta 6.
En el caso de un movimiento de retorno del
pistón de accionamiento 1, se produce en la primera suspensión
neumática 7 una presión negativa, que impulsa hacia atrás el pistón
de percusión 3. El movimiento de retroceso del pistón de percusión
3 es apoyado también por la acción de retroceso de impacto en el
extremo de la herramienta 6. Además -visto en la dirección de
percusión- delante de la cabeza del pistón 2 está configurada una
segunda suspensión neumática 9, que sirve de la misma manera como
instalación de acoplamiento, que actúa durante el movimiento de
retroceso del pistón de accionamiento 1. Apoya de la misma manera el
movimiento de retroceso del pistón de percusión 2.
Para la compensación de las pérdidas de aire en
las suspensiones neumáticas 7, 9 así como para el apoyo del
movimiento del pistón de accionamiento 1 y del pistón de percusión 3
están previstos diversos orificios y canales de aire, como por
ejemplo, varias bolsas de compensación de aire 10. Su modo de
funcionamiento se conoce a partir del estado de la técnica, de
manera que no es necesario realizar en este lugar una descripción
detallada.
El movimiento de vaivén lineal oscilante del
pistón de accionamiento 1 se realiza a través de un accionamiento
lineal electrodinámico. Con esta finalidad, el pistón de
accionamiento 1 está acoplado con un rotor 1 del accionamiento
lineal. El rotor 11 se puede formar por varias chapas eléctricas
estratificadas superpuestas y se mueve en vaivén por medio de campos
magnéticos alternos, que son generados por un estator 12 del
accionamiento lineal. El modo de funcionamiento de un accionamiento
lineal de este tipo es conocido en sí y se describe, por ejemplo, en
el documento DE 102 04 861 A1. En el motor lineal se puede tratar,
por ejemplo, de un motor de reluctancia con estator colocado en el
exterior.
El rotor 11 y el pistón de accionamiento 1
forman una unidad de una pieza en el ejemplo mostrado en la figura
1.
Directamente en el rotor 11 está configurado un
elemento de bomba en forma de un pistón de bomba 13, que se puede
mover en vaivén en una cámara de bomba 14. Puesto que el pistón de
la bomba 13 está conectado en una sola pieza con el rotor 11 y el
pistón de accionamiento 1, el pistón de la bomba 13 debe seguir
forzosamente el movimiento del rotor 11. A través del movimiento de
vaivén, el pistón de la bomba 13 genera en la cámara de la bomba 14
una sobrepresión y una presión negativa, respectivamente.
El cámara de la bomba 14 está en comunicación
con el medio ambiente a través de un canal de aire 15. El canal de
aire 15 está dispuesto en el martillo de tal forma que es conducido
por delante de al menos una parte de los componentes generadores de
calor (aquí: especialmente el estator 12), como se muestra en la
figura 1. El pistón de la bomba 13, la cámara de la bomba 14 y el
canal de aire 15 forman una instalación de transporte de aire.
Cuando el rotor 11 junto con el pistón de
accionamiento 1 y el pistón de la bomba 13 se mueve hacia abajo. Se
genera en la cámara de la bomba 14 una presión negativa, de manera
que afluye aire desde el medio ambiente a través del canal de aire
15 hasta la cámara de la bomba 14. En el caso de un movimiento de
retroceso del rotor 11 con el pistón de accionamiento 1 y el pistón
de la bomba 13, el aire calentado ahora es comprimido de nuevo desde
la cámara de la bomba 14 y el canal de aire 15. En el ciclo
siguiente se aspira de nuevo aire de refrigeración fresco. De esta
manera se puede conseguir una refrigeración efectiva en el canal de
aire 15.
El elemento de bomba se representa de forma
cilíndrica con la ayuda del pistón de la bomba 13. Evidentemente, el
elemento de bomba puede adoptar también otras formas discrecionales
y puede estar formado como disco prismático.
La figura 2 muestra de una manera similar a la
figura 1 una segunda forma de realización de la invención. Los
mismos componentes están identificados con los mismos signos de
referencia. Para evitar repeticiones solamente se explican, por lo
tanto, a continuación las diferencias entre la segunda y la primera
forma de realización.
En la segunda forma de realización de la
invención, el canal de aire 15 está dividido en un canal de
aspiración 15a y un canal de salida 15b. A través del canal de
aspiración 15a puede afluir aire desde el medio ambiente hasta la
cámara de la bomba 14, cuando el pistón de la bomba 13 se mueve
hacia abajo. En el caso de un movimiento de retroceso del pistón de
la bomba 13 se descarga el aire desde la cámara de la bomba 14 a
través del canal de salida 15b al medio ambiente.
Para garantizar una circulación de aire
dirigida, en el canal de aspiración 15a está dispuesta una válvula
de retención de entrada 16 y en el canal de salida 15b está
dispuesta una válvula de retención de salida 17. Las válvulas de
retención 16, 17 mostradas en la figura 2 están configuradas como
bolas cargadas por resorte. Evidentemente se pueden utilizar
también otros tipos de construcción de válvulas de retención. Así,
por ejemplo, en el caso normal es suficiente configurar las
válvulas de retención con la ayuda de un elemento de goma fijado en
un lado, que se eleva desde un orificio de válvula durante la
afluencia de la corriente desde una dirección, mientras que en la
dirección de circulación contraria presiona sobre el orificio de la
válvula y lo cierra de esta manera.
La figura 3 muestra una tercera forma de
realización de la invención, que se diferencia de la segunda forma
de realización mostrada en la figura 2 porque en la zona del canal
de salida 15 está prevista una instalación de acumulación 18. La
instalación de acumulación 18 sirve para la compensación de
oscilaciones de la presión del aire, que se producen forzosamente
en particular en el canal de salida 15b a través del movimiento
oscilante del pistón de la bomba 13. La instalación de acumulación
18 está en condiciones de eliminar los picos de presión porque se
incrementa un espacio de acumulación 19 contra la acción de un
elemento 20 elástico de resorte. Tan pronto como la presión de la
bomba cede a través del pistón de la bomba 13, el elemento 20
elástico de resorte provoca una reducción del espacio de
acumulación 19, de manera que se mantiene una circulación de aire a
través de la parte de corriente reducida del canal de salida
15b.
En el ejemplo mostrado en la figura 3, el
elemento 20 elástico de resorte está configurado como muelle
helicoidal, que presiona contra la pared móvil 21. Evidentemente,
este sistema puede ser sustituido también, por ejemplo, por una
membrana de goma.
La figura 4 muestra una cuarta forma de
realización de la invención similar a la segunda forma de
realización de la figura 2.
Sin embargo, en la cuarta forma de realización,
el rotor está formado por dos apéndices de placa similares a una
espada 22, que son móviles en vaivén en un estator 12 conformado de
una manera correspondiente.
El pistón de la bomba 13 está en comunicación
con el pistón de accionamiento 1 a través de un vástago de pistón
23.
En este tipo de construcción, se puede
incrementar el área de la sección transversal del pistón de la bomba
13 y de la cámara de la bomba 14, puesto que estos componentes están
dispuestos detrás del accionamiento lineal.
La figura 5 muestra una quinta forma de
realización de la invención, en la que la instalación de transporte
de aire está dispuesta economizando espacio axialmente junto al
mecanismo de percusión de suspensión neumática.
El pistón de la bomba 13 y la cámara de la bomba
14 rodean con esta finalidad en forma de anillo el mecanismo de
percusión de suspensión neumática. De una manera alternativa a ello,
pueden estar previstos también dos o más pistones de bomba 13, que
son móviles en cámaras de bomba 14 asociadas en cada caso. La
función del pistón de la bomba 13 se puede conseguir de esta manera
a través de varios pistones individuales.
\newpage
En la forma de realización mostrada en la figura
5, se conduce el canal de salida 15b de la misma manera por delante
del estator 12, en el que el rotor 13 es móvil con apéndices de
placas. Evidentemente en lugar de los apéndices de placas 22 se
puede utilizar también un rotor cilíndrico 13, como se muestra en
las figuras 1 a 3.
En la figura 6 se muestra una sexta forma de
realización de la invención. En este caso, la instalación de
transporte de aire con el pistón de la bomba 13 y la cámara de la
bomba 14 está prevista separada del pistón de accionamiento 1 y el
rotor 11.
En la unidad formada por el pistón de
accionamiento 1 y el rotor 11 está configurado un pistón hidráulico
24, que transporta a través de un conducto hidráulico 25 un fluido
hidráulico hacia una caña hidráulica 26, que está conectada con el
pistón de la bomba 13. De una manera correspondiente, el pistón de
la bomba 3 sigue esencialmente sin pérdidas el movimiento del
pistón de accionamiento 1 y el rotor 11. En el caso de un movimiento
de impacto del pistón de accionamiento 1, desciende el pistón
hidráulico 24, de manera que en virtud de la presión negativa en el
conducto hidráulico 25 la caña hidráulica 26 es aspirada hacia
arriba. Debido al movimiento forzado de esta manera del pistón de
la bomba 13 hacia arriba, circula aire a través del canal de
aspiración 15a aquí muy corto al interior de la cámara de la bomba
14, que es expulsado en el caso de un movimiento de retroceso del
pistón de accionamiento 1 y de un movimiento transmitido de una
manera correspondiente sobre el elemento de bomba 13 a través del
canal de salida 15. El movimiento de retroceso se puede apoyar a
través de un muelle adicional.
La transmisión mecánica del movimiento del
pistón de accionamiento 1 sobre el pistón de la bomba 13 se puede
realizar también con la ayuda de una yuxtaposición guiada móvil de
bolas en una conexión de tubo o manguera. El pistón de la bomba 13
debe forzarse entonces con la ayuda de un muelle a su posición de
partida.
El desacoplamiento estructural de la instalación
de transporte de aire desde el accionamiento lineal y el mecanismo
de percusión de suspensión neumática posibilita, en la sexta forma
de realización, que la instalación de transporte de aire se pueda
disponer desacoplada en cuanto a las vibraciones en el martillo. Por
ejemplo, es posible fijar la instalación de transporte de aire en
una campana de carcasa 27 desacoplada en cuanto a las vibraciones
frente al accionamiento lineal y el mecanismo de percusión de
suspensión neumática.
La figura 7 muestra una sección esquemática a
través de una séptima forma de realización de la invención. En
oposición a los mecanismos de percusión de suspensión neumática
descritos anteriormente con la ayuda de las figuras 1 a 6, la
séptima forma de realización según la figura 7 se refiere a un
mecanismo de percusión, en el que la energía para el movimiento de
percusión no se puede transmitir a través de una suspensión
neumática. De una manera correspondiente, este mecanismo de
percusión no se puede designar como mecanismo de percusión de
suspensión neumática.
El mecanismo de percusión es accionado de una
manera similar a los mecanismos de percusión de suspensión neumática
descritos anteriormente a través de un accionamiento lineal
electrodinámico. Presenta una unidad de accionamiento 30, que
combina entre sí las funciones de un elemento de accionamiento y de
un rotor del accionamiento lineal. La unidad de accionamiento 30 se
representa sólo de forma esquemática en la figura 7. Así, por
ejemplo, la estructura del rotor no se muestra en detalle. Con
respecto al rotor se aplican, sin embargo, los detalles descritos
anteriormente para el rotor 11 (por ejemplo, figura 1).
La unidad de accionamiento 30 es móvil en vaivén
de una manera similar al modo descrito anteriormente en una carcasa
de mecanismo de percusión 8 en forma de tubo, siendo realizado el
movimiento a través del estator 12.
La unidad de accionamiento 30 está constituida
en forma de casquillo y presenta en su interior una zona hueca, en
la que se puede mover en vaivén el pistón de percusión 3 que forma
un elemento de percusión. El pistón de percusión 3 impacta entonces
de una manera conocida contra la herramienta no mostrada en la
figura 7.
Para la transmisión del movimiento de la unidad
de accionamiento 30 sobre el pistón de percusión 3 está prevista una
instalación de acoplamiento. La instalación de acoplamiento presenta
un dispositivo de arrastre 31 soportado por un pistón de percusión
3, especialmente por la cabeza de pistón 2 del pistón de percusión
3, que se puede mover en vaivén en escotaduras de la unidad de
accionamiento 30 en la dirección de trabajo del mecanismo de
percusión. El dispositivo de arrastre 31 se puede formar, por
ejemplo, por un bulón transversal que atraviesa la cabeza de pistón
2 del pistón de percusión 3, como se muestra en la figura 7.
Las escotaduras en la unidad de accionamiento 30
se forman por medio de dos ranuras longitudinales 32 que se
extienden axialmente, las cuales atraviesan la pared de la unidad
de accionamiento 30 cilíndrica hueca.
En los lados frontales de las ranuras
longitudinales 32 se forman topes inferiores 33 y topes superiores
34, que limitan el movimiento longitudinal del dispositivo de
arrastre 31 en las ranuras longitudinales 32.
En el caso de un movimiento de vaivén de la
unidad de accionamiento 30 se conduce forzosamente de esta manera
el pistón de percusión 3 sobre los topes 33, 34 respectivos así como
el dispositivo de arrastre 31. En el caso de un movimiento de
avance de la unidad de accionamiento 30 (hacia abajo en la figura 7)
en la dirección de la herramienta (dirección de trabajo), los topes
superiores 34 presionan el dispositivo de arrastre 31 con el pistón
de percusión 3 hacia abajo, de manera que el pistón de percusión
debería volar libremente antes de incidir sobre la herramienta o
bien sobre el juego remachador intercalado, para evitar
repercusiones perjudiciales sobre la unidad de accionamiento 30 y
el dispositivo de arrastre 31. Durante el movimiento de retroceso
siguiente de la unidad de accionamiento 30, los topes inferiores 33
entran en contacto con el dispositivo de arrastre 31 y tiran del
pistón de percusión 3 que rebota, por lo demás, desde la herramienta
en contra de la dirección de trabajo. A continuación se repite el
ciclo de trabajo, acelerando la unidad de accionamiento 30 con los
topes superiores 34 el pistón de percusión 3 de nuevo en contra de
la herramienta.
La instalación de acoplamiento no se forma en
esta forma de realización, por lo tanto, por medio de una suspensión
neumática, sino por las ranuras longitudinales 32, los topes 33, 34
y el dispositivo de arrastre 31. Evidentemente, la estructura
descrita solamente sirve para la explicación. Se pueden reconocer
otras posibilidades numerosas por el técnico sobre cómo se puede
transmitir el movimiento de la unidad de accionamiento 30 sobre el
pistón de percusión 3.
La cabeza de pistón 2 del pistón de percusión 3
está acoplada en unión positiva a través de un vástago de pistón 35
con un pistón de bomba 13. El pistón de bomba 13 es móvil en vaivén
en una cámara de bomba 14.
A través del canal de aspiración 15a puede
afluir el aire desde el medio ambiente hasta la cámara de la bomba
14 de la manera descrita anteriormente, cuan do el pistón de la
bomba 13 se mueve hacia abajo. Durante un movimiento de retroceso
del pistón de percusión 3 con el pistón de la bomba 13 acoplado en
unión positiva se descarga el aire desde la cámara de la bomba 14 a
través del canal de salida 15b al medio ambiente.
Las otras funciones, especialmente la conducción
de la corriente de aire de refrigeración y la configuración de la
instalación de transporte de aire, incluyendo eventuales válvulas de
retención, se pueden realizar de una manera similar a las formas de
realización descritas anteriormente.
La figura 8 muestra una sección a través de una
representación esquemática de un mecanismo de percusión de acuerdo
con una octava forma de realización de la invención, en la que el
mecanismo de percusión no está realizado, como en la forma de
realización de la figura 7, tampoco como mecanismo de percusión de
suspensión neumática. No obstante, en oposición a la forma de
realización mostrada en la figura 7, el pistón de la bomba 13 está
acoplado en unión positiva con la unidad de accionamiento 30, como
se muestra, por ejemplo, en las figuras 1 a 6. Como instalación de
acoplamiento para la transmisión del movimiento de accionamiento de
la unidad de accionamiento 30 sobre el pistón de percusión 3 se
utiliza la solución mostrada en la figura 7.
Para que por encima de la cabeza de pistón 2 del
pistón de percusión 3 no se pueda configurar ninguna suspensión
neumática no deseada, están previstas interrupciones 36 en la
unidad de accionamiento 30. Las interrupciones 36 solamente se
representan esquemáticamente en la figura 8. Deberían presentar
secciones transversales lo más grandes posible, para que puedan ser
atravesadas por la corriente de aire sin obstáculos y no formen
ninguna resistencia considerable al aire. Evidentemente, son
concebibles sin más otras construcciones, con las que se puede
conectar la unidad de accionamiento 30 con el pistón de la bomba 13.
A este respecto, se selecciona una disposición similar a las figuras
1 a 6, pero en la octava forma de realización de la invención hay
que procurar que no se configure ninguna suspensión neumática
realmente entre la unidad de accionamiento 30 y el pistón de
percusión 3.
Claims (20)
1. Martillo perforador y/o martillo de
percusión, con
- -
- un accionamiento lineal electrodinámico (11, 12);
- -
- un mecanismo de percusión, que presenta un elemento de accionamiento (1; 30) móvil en vaivén por el accionamiento lineal (11, 12), un elemento de percusión (3) móvil con relación al elemento de accionamiento (1; 30) y una instalación de acoplamiento (7; 31-34) que actúa entre el elemento de accionamiento (1; 30) y el elemento de percusión (3), a través de la cual se puede transmitir el movimiento del elemento de accionamiento (1; 30) sobre el elemento de percusión (3); en el que
- -
- está prevista una instalación de transporte de aire, que presenta un elemento de bomba (13) móvil en vaivén linealmente para la generación de una circulación de aire;
- -
- el elemento de bomba (13) está acoplado con el elemento de accionamiento (1; 30), de tal manera que el movimiento del elemento de accionamiento (1; 30) se puede transmitir sobre el elemento de bomba (13);
- -
- la instalación de transporte de aire presenta un espacio de bomba (14) y un canal de aire (15);
- -
- el elemento de bomba (13) es móvil en vaivén en el espacio de la bomba (14);
- -
- el espacio de la bomba (14) se puede poner en comunicación al menos temporalmente a través del canal de aire (15) con el medio ambiente;
- -
- el canal de aire (15) presenta un canal de aspiración (15a) para la admisión de aire desde el medio ambiente hasta el espacio de la bomba (14);
caracterizado porque el canal de aire
(15) presenta adicionalmente al canal de aspiración (15a) un canal
de salida (15b) para la salida de aire desde el espacio de la bomba
(14) hacia el medio ambiente.
2. Martillo perforador y/o martillo de percusión
de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el
elemento de accionamiento (1) está conectado con un rotor (11) del
accionamiento lineal.
3. Martillo perforador y/o martillo de percusión
de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque
el elemento de accionamiento (1) lleva el rotor (11) o se forma
esencialmente completamente por el rotor (11).
4. Martillo perforador y/o martillo de percusión
de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3,
caracterizado porque la instalación de acoplamiento presenta
al menos un tope activo entre el elemento de accionamiento (1) y el
elemento de tope (3).
5. Martillo perforador y/o martillo de
percusión de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4,
caracterizado porque la instalación de acoplamiento presenta
un elemento elástico (7) activo al menos en una dirección entre el
elemento de accionamiento (1) y el elemento de percusión (3).
6. Martillo perforador y/o martillo de percusión
de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5,
caracterizado porque el elemento de accionamiento (1), el
rotor (11) y el elemento de la bomba (13) forman una unidad de
construcción, especialmente están unidos entre sí en una sola
pieza.
7. Martillo perforador y/o martillo de percusión
de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6,
caracterizado porque el movimiento del elemento de
accionamiento (1) se puede transmitir a través de un acoplamiento
mecánico, hidráulico o neumático sobre el elemento de la bomba
(13).
8. Martillo perforador y/o martillo de percusión
de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque el
elemento de la bomba (13) está dispuesto en una zona del martillo
perforador y/o martillo de percusión, que está desacoplado del
mecanismo de percusión en cuanto a las vibraciones.
9. Martillo perforador y/o martillo de percusión
de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8,
caracterizado porque el rotor (11) está configurado
esencialmente en forma cilíndrica o en forma cilíndrica hueca.
10. Martillo perforador y/o martillo de
percusión de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8,
caracterizado porque el rotor (11) presenta al menos un
elemento (22) en forma de placa que se extiende en dirección
axial.
11. Martillo perforador y/o martillo de
percusión de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10,
caracterizado porque el canal de aire (15) está dispuesto de
tal forma que se extiende a lo largo de componentes generadores de
calor del martillo perforador y/o del martillo de percusión,
especialmente a lo largo de una parte del estator (12) del
accionamiento lineal.
12. Martillo perforador y/o martillo de
percusión de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11,
caracterizado porque en el canal de aspiración (15a) y/o en
el canal de salida (15b) está dispuesta una válvula de retención
(16, 17).
13. Martillo perforador y/o martillo de
percusión de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12,
caracterizado porque una instalación de acumulación (18) está
en conexión de comunicación con el canal de salida (15b), para el
almacenamiento temporal de al menos una parte del aire que sale a
través del canal de salida (15b).
14. Martillo perforador y/o martillo de
percusión de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado
porque una sección transversal del canal de salida (15b) aguas
abajo de la instalación de acumulación menor que una sección
transversal del canal de salida (15b) aguas arriba de la instalación
de acumulación (18).
15. Martillo perforador y/o martillo de
percusión de acuerdo con la reivindicación 13 ó 14,
caracterizado porque la instalación de acumulación (18) se
puede llenar durante un movimiento de retorno del elemento de
accionamiento (1) y se puede vaciar durante un movimiento de
percusión.
16. Martillo perforador y/o martillo de
percusión de acuerdo con una de las reivindicaciones 13 a 15,
caracterizado porque en el canal de salida (15b) entre el
espacio de la bomba (14) y la instalación de acumulación (18) está
dispuesta una válvula de retención (17).
17. Martillo perforador y/o martillo de
percusión de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 16,
caracterizado porque el elemento de la bomba (13), visto en
la dirección de percusión, está dispuesto detrás del elemento de
accionamiento (1) y del rotor (11) o junto al mecanismo de
percusión.
18. Martillo perforador y/o martillo de
percusión de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 17,
caracterizado porque
- -
- el mecanismo de percusión es un mecanismo de percusión de suspensión neumática;
- -
- el elemento de accionamiento está configurado como pistón de accionamiento (1);
- -
- el elemento de percusión está configurado como pistón de percusión (3); y porque
- -
- la instalación de acoplamiento presenta una suspensión neumática (7) configurada en un a cavidad entre el pistón de accionamiento (1) y el pistón de percusión (3).
19. Martillo perforador y/o martillo de
percusión de acuerdo con la reivindicación 18, caracterizado
porque un área de la sección transversal del elemento de la bomba
(13), que actúa para la generación de la circulación de aire, es
mayor que un área de la sección transversal del pistón de
accionamiento (1), que actúa sobre la suspensión neumática (7).
20. Martillo perforador y/o martillo de
percusión de acuerdo con una de las reivindicaciones 18 ó 19,
caracterizado porque el pistón de accionamiento (1), visto en
la dirección de percusión, rodea el pistón de percusión (3) por
delante y por detrás del pistón de percusión (3), de tal manera que
la suspensión neumática (7) está dispuesta detrás del pistón de
percusión (3), y porque delante del pistón de percusión (3) se puede
configurar una segunda suspensión neumática (9) entre el pistón de
accionamiento (1) y el pistón de percusión (3).
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