ES2830727T3

ES2830727T3 - Bobina de cable motorizada y mejorada

Info

Publication number: ES2830727T3
Application number: ES17195469T
Authority: ES
Inventors: Der Paal Peter Van
Original assignee: ALPHA REEL bvba
Current assignee: ALPHA REEL bvba
Priority date: 2017-10-09
Filing date: 2017-10-09
Publication date: 2021-06-04
Anticipated expiration: 2037-10-09
Also published as: US11056872B2; EP3467981B1; US20190109449A1; EP3467981A1

Abstract

Conjunto de bobina de cable para sujetar una cantidad enrollada de cable de herramienta (5), en el que dicho cable de herramienta comprende en un primer extremo un medio para conectarse a una herramienta eléctrica portátil (7) y en el otro extremo un medio para conectarse a un sistema de control electrónico para dicha herramienta, y en el que dicho conjunto de bobina de cable comprende un sistema de control electrónico para accionar y controlar la rotación del conjunto de bobina para retraer o desplegar el cable de herramienta, dicho conjunto de bobina de cable que comprende: a. una estructura de soporte (2) que tiene un buje fijo (17) que sostiene un eje alargado (16) que sobresale de dicho buje y dicha estructura de soporte, dicho eje que tiene una abertura axial central (32) que se extiende a través de la misma; b. una cápsula del anillo colector (24) para la transferencia de señales, dicha cápsula del anillo colector se proporciona dentro de la abertura axial central en dicho eje y a lo largo del eje central de 15 dicho eje, dicha cápsula del anillo colector que comprende: i. un conjunto de escobillas de contacto; ii. un conjunto de anillos colectores de contacto para el contacto eléctrico con el conjunto de escobillas de contacto, y montado de forma giratoria en relación con el conjunto de escobillas de contacto; c. una bobina giratoria que comprende un buje (19), mediante la cual dicho buje está montado de forma giratoria alrededor del eje, dicha bobina que comprende además un tambor hueco (25) unido a dicho buje de la bobina, preferiblemente dicho tambor hueco que comprende dos rebordes (4, 26) que sobresalen radialmente desde el mismo, dichos rebordes que tienen suficiente altura para alojar un cable entremedio enrollado en dicho tambor; d. un motor eléctrico (30) para girar alternativamente dicha bobina alrededor de dicho eje en una primera dirección para desplegar un cable unido a dicho conjunto de bobina, y para girar dicha bobina alrededor de dicho eje en una segunda dirección opuesta para recuperar el cable desplegado y contenerlo en dicho conjunto de bobina; e. un sistema de control electrónico para accionar y controlar la rotación de la bobina; caracterizado por que el eje comprende al menos un anillo de contacto, preferiblemente circular (20) en su superficie exterior, y mediante el cual dicha bobina comprende además un portaescobillas de contacto (21) que comprende al menos una escobilla de contacto (22) para un contacto eléctrico continuo y que transfiere potencia eléctrica, para la herramienta electrónica portátil, con el al menos un anillo de contacto en el eje, dicho portaescobillas de contacto está unido al tambor hueco que se extiende a lo largo del eje de rotación del buje de la bobina, mediante el cual la porción del eje que comprende dicho anillo de contacto está provisto dentro del tambor hueco, y en el cual el portaescobillas de contacto está provisto dentro del tambor hueco, en el cual dicho tambor hueco tiene un barril cerrado que está completamente cerrado en el extremo más alejado del tambor que mira hacia afuera de la estructura de soporte y mediante el cual el extremo más cercano del barril que mira hacia la estructura de soporte está unido al buje de la bobina formando así una superficie cerrada alrededor del eje, y mediante el cual el buje de la bobina está montado de forma giratoria en el eje mediante materiales de rodamiento (31).

Description

DESCRIPCIÓN

Bobina de cable motorizada y mejorada

Campo técnico

La invención pertenece al campo técnico de los conjuntos de bobinas de cable, en particular bobinas de cable motorizadas para su uso en entornos industriales (por ejemplo, automoción), específicamente para su uso con herramientas eléctricas en un entorno de este tipo, donde dichas herramientas necesitan cantidades bastante altas de potencia y, por lo tanto, se conectan alámbricamente a una fuente de potencia mediante cables. Dicha bobina permite un enrollamiento y un desenrollamiento más rápido y seguro del cable para facilitar el uso de dichos cables en la industria.

Antecedentes

Las bobinas que tienen cables o mangueras enrollados en las mismas se aplican con frecuencia en la industria, por ejemplo, en plantas de montaje de automóviles y similares. En las fábricas de automóviles, los cables flexibles, que se aplican para conectar herramientas eléctricas a una unidad de controlador PLC, normalmente se dejan en el suelo de la fábrica durante la producción. Conectados a una unidad de controlador fija en un extremo y a una herramienta de apriete portátil (por ejemplo, aprietatuercas, destornilladores, etc.) en el otro extremo, este enredo de cables aumenta significativamente los riesgos de accidentes por tropiezos que pueden causar lesiones físicas, daños a la propiedad y pérdida de tiempo de producción.

En el mercado se encuentran disponibles varios tipos diferentes de bobinas de cable. Se pueden encontrar ejemplos en los documentos EP1551086 A1 y GB231392 A. Sin embargo, una desventaja común de las bobinas de cable conocidas es que el mecanismo de desenrollamiento y retracción no es eficaz y, por lo tanto, no es adecuado para su uso en líneas de montaje de automóviles.

Debido al entorno peligroso y la necesidad de una alta eficacia, los cables que suministran potencia a las herramientas eléctricas accionadas electrónicamente no pueden quedar sueltas y se deben enrollar cuando no se utilizan. En muchas plantas, los cables se dejan desenrollados durante la jornada laboral y solo se rebobinan al final de la jornada laboral. Los cables sueltos no solo son un problema de seguridad para los operarios, sino que también pueden obstaculizar en gran medida la actividad operativa en una planta de montaje de este tipo (o plantas similares) y pueden causar daños a la instalación (teniendo en cuenta que los cables a menudo están conectados a sistemas electrónicos más delicados) y a la producción. Hacer que los operarios enrollen los cables después de cada trabajo es improductivo y deja un gran margen para errores humanos y descuidos, doblemente si los cables se van a enrollar manualmente. Además, el solicitante ha advertido que el proceso de retracción de los cables de herramientas es innecesariamente engorroso o requiere una inversión sustancial en materiales. En muchos casos, para rebobinar el cable de una herramienta en un conjunto de bobina de cable, el operario debe accionar manualmente un interruptor en el conjunto de bobina de cable y, por lo tanto, debe moverse de su puesto, ya que la mayoría de las herramientas portátiles no poseen interruptores o disparos de reserva aparte de uno para controlar el suministro de potencia, puesto que las herramientas más avanzadas cuestan sustancialmente más y/o requieren un cable de herramienta más sofisticado, capaz de retransmitir varias señales separadas. El solicitante desea abordar esta situación mediante un aspecto de la invención en cuestión.

Uno de los otros objetivos de la presente invención es proporcionar un conjunto de bobina de cable mejorada mediante el cual la señal y el suministro de potencia estén debidamente separados para reducir la interferencia, al mismo tiempo que se asegura que las vías conductoras están debidamente blindadas de las influencias exteriores comunes en el campo de la aplicación, que son entornos industriales. Dichas influencias comprenden polvo, grasa, aceite, agua y otros contaminantes que podrían afectar (peligrosamente) a las vías eléctricas, por ejemplo creando cortocircuitos o bloqueando los contactos eléctricos previstos, interrumpiendo así involuntariamente las vías eléctricas. El solicitante ha observado que, con demasiada frecuencia, esto puede crear situaciones peligrosas, teniendo en cuenta el hecho de que el conjunto de bobina de cable se utiliza para controlar herramientas electrónicas de alta potencia para su uso en grandes construcciones mecánicas. A pesar del peligro para los operarios, también es necesario tener en cuenta las repercusiones económicas si un conjunto de bobina se rompe o falla a causa de problemas eléctricos. La producción se ralentiza y posiblemente no se cumplen los pedidos o la cuota, mientras que el conjunto de bobina debe repararse, lo que supone un coste adicional.

Además, el solicitante desea simplificar la comunicación para el operario, entre la herramienta electrónica portátil que se utiliza y el sistema de control y suministro de potencia del conjunto de bobina. La retracción fácil y fiable del cable de herramienta es crucial para la seguridad en el suelo de trabajo, pero es preferible que esto se logre con un gasto mínimo. Por ejemplo, las herramientas portátiles electrónicas se compran con mayor frecuencia de forma modular y separadas de la bobina de cable. Aunque la interoperabilidad está prácticamente garantizada, las herramientas portátiles no siempre tienen las mismas funcionalidades. Por ejemplo, las herramientas más baratas no tienen una manera de permitir que el usuario emita un comando al conjunto de bobina para retraer el cable de herramienta. Si lo hacen, esto es a través de una vía separada, lo que aumenta el coste y la complejidad de la herramienta, ya que es un botón o interruptor o disparo adicional que el operario debe usar y con el que debe familiarizarse.

Finalmente, el solicitante desea proporcionar un conjunto de bobina de cable en el que las vías de potencia estén completamente separadas de las vías de comunicación para evitar interferencias electromagnéticas. Se basa además en los objetivos anteriores, de blindar adecuadamente dichas vías de interferencias exteriores, y también entre sí.

Sigue existiendo la necesidad en la técnica de una bobina de cable mejorada que aborde uno o más de los problemas mencionados anteriormente.

Compendio de la invención

En un primer aspecto, la presente invención proporciona un conjunto de bobina de cable mejorada para sujetar una cantidad enrollada de cable de herramienta, en el que dicho cable de herramienta comprende en un primer extremo un medio para conectarse a una herramienta eléctrica portátil, y en el otro extremo un medio para conectarse a un sistema de control electrónico para dicha herramienta, dicho conjunto de bobina de cable que comprende:

a. una estructura de soporte que tiene un buje fijo que sostiene un eje alargado que sobresale de dicho buje y dicha estructura de soporte, dicho eje que tiene una abertura axial central que se extiende a través de la misma;

b. una cápsula del anillo colector para la transferencia de señales, dicha cápsula del anillo colector se proporciona dentro de la abertura axial central en dicho eje y a lo largo del eje central de dicho eje, dicha cápsula del anillo colector que comprende:

a. un conjunto de escobillas de contacto;

b. un conjunto de anillos colectores de contacto para el contacto eléctrico con el conjunto de escobillas de contacto, y montado de forma giratoria en relación con el conjunto de escobillas de contacto;

c. una bobina giratoria que comprende un buje, mediante la cual dicho buje está montado de forma giratoria alrededor del eje, dicha bobina que comprende además un tambor hueco unido a dicho buje, preferiblemente dicho tambor hueco que comprende dos rebordes que sobresalen radialmente desde el mismo, dichos rebordes que tienen suficiente altura para alojar un cable entremedio enrollado en dicho tambor;

d. un motor eléctrico para girar alternativamente dicho tambor alrededor de dicho eje en una primera dirección para desplegar un cable unido a dicho tambor, y para girar dicho tambor alrededor de dicho eje en una segunda dirección opuesta para recuperar el cable desplegado y contenerlo en dicho tambor;

e. un sistema de control electrónico para accionar y controlar la rotación de la bobina; caracterizado por que el eje comprende al menos un anillo de contacto, preferiblemente circular, en su superficie exterior, y mediante el cual dicha bobina comprende además un portaescobillas de contacto que comprende al menos una escobilla de contacto para un contacto eléctrico continuo y que transfiere potencia eléctrica, para la herramienta electrónica portátil, con el al menos un anillo de contacto en el eje, dicho portaescobillas de contacto está unido al tambor hueco que se extiende a lo largo del eje de rotación del buje de la bobina, mediante el cual la porción del eje que comprende dicho anillo de contacto se proporciona dentro del tambor hueco, mediante el cual dicho tambor hueco tiene un barril cerrado que está completamente cerrado en el extremo más alejado del barril que mira hacia afuera de la estructura de soporte y mediante el cual el extremo más cercano del tambor que mira hacia la estructura de soporte está unido al buje de la bobina formando así un superficie cerrada alrededor del eje, y mediante el cual el buje de la bobina está montado de forma giratoria en el eje mediante materiales de rodamiento.

En un segundo aspecto, la presente invención se refiere a un conjunto de bobina de cable mejorada para sujetar una cantidad enrollada de cable de herramienta, en el que dicho cable de herramienta comprende en un primer extremo un medio para conectarse a una herramienta eléctrica portátil, y en el otro extremo un medio para conectarse a un sistema de control electrónico para dicha herramienta, y en el que dicho conjunto de bobina de cable comprende un sistema de control electrónico para accionar y controlar la rotación del conjunto de bobina para retraer o desenrollar el cable de herramienta, mediante el cual el sistema de control electrónico está adaptado para recibir señales desde la herramienta electrónica portátil unida al primer extremo del cable de herramienta, y mediante el cual el sistema de control electrónico está además adaptado para detectar pulsos en dichas señales y contar uno o más pulsos subsiguientes, caracterizado por que el sistema de control electrónico está configurado para ejecutar una o más acciones preprogramadas basándose en el número detectado de pulsos subsiguientes, dichas acciones preprogramadas que comprenden: iniciar la retracción del cable de herramienta, detener la retracción del cable de herramienta, y preferiblemente que además comprende ralentizar la retracción del cable de herramienta y acelerar la retracción del cable de herramienta. Obsérvese que este aspecto de la invención puede combinarse con el primer aspecto.

En un tercer aspecto, la invención describe el uso en la industria del automóvil de un conjunto de bobina de cable según cualquiera de las realizaciones precedentes.

En un cuarto aspecto, la presente invención proporciona un conjunto de bobina de cable mejorada para sujetar una cantidad enrollada de cable de herramienta, en el que dicho cable de herramienta comprende en un primer extremo un medio para conectarse a una herramienta eléctrica portátil, y en el otro extremo un medio para conectarse a un sistema de control electrónico para dicha herramienta, dicho conjunto de bobina de cable que comprende:

a. una estructura de soporte que tiene un buje fijo que sostiene un eje alargado que sobresale de dicho buje y dicha estructura de soporte, dicho eje que tiene una abertura axial central que se extiende a través de la misma; b. una cápsula del anillo colector para la transferencia de señales, dicha cápsula del anillo colector se proporciona dentro de la abertura axial central en dicho eje y a lo largo del eje central de dicho eje, dicha cápsula del anillo colector que comprende:

a. un conjunto de escobillas de contacto;

d. un motor eléctrico para girar alternativamente dicho tambor alrededor de dicho eje en una primera dirección para desplegar un cable unido a dicho conjunto de bobina, y para girar dicho tambor alrededor de dicho eje en una segunda dirección opuesta para recuperar el cable desplegado y contenerlo en dicho conjunto de bobina; e. un sistema de control electrónico para accionar y controlar la rotación del tambor;

f. un medio de guiado para guiar el cable hacia y desde el tambor, mediante el cual dicho medio de guiado está montado de forma giratoria sobre y alrededor del eje, mediante el cual dicho medio de guiado está adaptado para moverse de forma giratoria entre una posición enrollada y una posición de enrollamiento, dicho medio de guiado que comprende una guía de cable para conducir el cable mediante el cual la guía de cable está adaptada para obstruir el primer extremo de dicho cable, y mediante el cual el medio de guiado se mueve a la posición enrollada cuando la guía de cable está en contacto con el primer extremo;

g. un medio de tracción, preferiblemente un miembro de resorte, para ejercer un par sobre el medio de guiado hacia la posición de enrollamiento;

mediante el cual el conjunto de bobina de cable comprende un sensor de posición para determinar el posicionamiento (rotatorio) del medio de guiado, mediante el cual dicho sistema de control electrónico controla la rotación de la bobina basándose en dicho posicionamiento.

Descripción de las figuras

La Figura 1 muestra una disposición típica de una unidad de controlador, bobina de cable, cable desenrollado y herramienta según una realización de la invención.

La Figura 2 muestra una vista detallada de la estructura interior de la presente invención.

La Figura 3 muestra varias secciones transversales diferentes del eje con las aberturas laterales adicionales para los conductores de potencia.

La Figura 4 muestra una vista del medio de guiado pivotante con un medio de conmutación.

La Figura 5 muestra una vista de un cable de herramienta con un conjunto amortiguador para la absorción de impactos y una herramienta electrónica portátil montada sobre el mismo.

Descripción detallada de la invención

A menos que se definan de otro modo, todos los términos usados en la divulgación de la invención, incluidos los términos técnicos y científicos, tienen el significado que comúnmente entiende una persona con experiencia ordinaria en la técnica a la que pertenece esta invención. Como medio de información adicional, se incluyen definiciones de los términos para apreciar mejor las enseñanzas de la presente invención.

Como se emplean en esta memoria, los siguientes términos tienen los siguientes significados:

Las formas "un", "una" y "el/la" tal como se usan en la presente memoria hacen referencia tanto a los referentes plurales como a los singulares, a menos que el contexto indique claramente lo contrario. A modo de ejemplo, "un compartimento" se refiere a uno o más de un compartimento.

"Aproximadamente", tal como se usa en esta memoria, se refiere a un valor medible como un parámetro, una cantidad, una duración temporal y similares, pretende abarcar variaciones de /-20% o menos, preferiblemente /-10% o menos, más preferiblemente /-5% o menos, incluso más preferiblemente /-1% o menos, y aún más preferiblemente /-0,1% o menos de y del valor especificado, hasta la fecha dichas variaciones son apropiadas para realizar en la invención divulgada. Sin embargo, se ha de entender que el valor al cual el modificador "aproximadamente" se refiere, también se divulga específicamente en sí mismo.

"Comprender', "comprendiendo", "comprende" y "comprendido", tal como se usa en esta memoria, son sinónimos de "incluir', "incluyendo", "incluye" o "contener", "conteniendo", "contiene" y son inclusivos o términos abiertos que especifican la presencia de lo que sigue, por ejemplo, un componente, y no excluyen ni descartan la presencia de componentes, rasgos característicos, elementos, miembros, etapas adicionales, no mencionados, conocidos en la técnica o divulgados en la misma. El término "material elástico" se refiere a un material adecuado para absorber golpes de impactos repentinos. Por tanto, un material adecuado podría ser caucho o materiales similares. Sin embargo, es importante que los materiales sigan siendo lo suficientemente duraderos como para que no se desgasten fácilmente bajo dichos impactos. Preferiblemente, el material elástico tiene una dureza (por debajo de los valores de durómetro (Shore)) de como máximo 90, preferiblemente como máximo 80, más preferiblemente como máximo 70, por ejemplo 60.

El término "anillos de contacto" y "portaescobillas de contacto" puede referirse en general a un mecanismo de junta eléctrica giratoria, mediante el cual se establece y se mantiene un contacto eléctrico entre un elemento estacionario y uno giratorio. Una posible realización del mismo puede ser un mecanismo de anillo colector o una cápsula.

Obsérvese que la mayoría, si no todas, de las siguientes realizaciones pueden combinarse fácilmente con otras realizaciones, y dichas combinaciones deben considerarse como tales como parte del concepto de la invención como se describe en la presente memoria.

Según la reivindicación 1, la presente invención proporciona un conjunto de bobina de cable mejorada para sujetar una cantidad enrollada de cable de herramienta, en el que dicho cable de herramienta comprende en un primer extremo un medio para conectarse a una herramienta eléctrica portátil, y en el otro extremo un medio para conectarse a un sistema de control electrónico para dicha herramienta, dicho conjunto de bobina de cable que comprende:

a. un conjunto de escobillas de contacto;

d. un motor eléctrico para girar alternativamente dicho tambor alrededor de dicho eje en una primera dirección para desplegar un cable unido a dicho conjunto de bobina (y/o tambor), y para girar dicho tambor alrededor de dicho eje en una segunda dirección opuesta para recuperar el cable desplegado y contenerlo en dicho conjunto de bobina (y/o tambor);

e. un sistema de control electrónico para accionar y controlar la rotación de la bobina; caracterizado por que el eje comprende al menos un anillo de contacto, preferiblemente circular, en su superficie exterior, y mediante el cual dicha bobina comprende además un portaescobillas de contacto que comprende al menos una escobilla de contacto para un contacto eléctrico continuo y y que transfiere potencia eléctrica, para la herramienta electrónica portátil, con el al menos un anillo de contacto en el eje, dicho portaescobillas de contacto está unido al tambor hueco que se extiende a lo largo del eje de rotación del buje de la bobina, mediante el cual la porción del eje que comprende dicho anillo de contacto se proporciona dentro del tambor hueco, mediante el cual dicho tambor hueco tiene un barril cerrado que está completamente cerrado en el extremo más alejado del barril que mira hacia afuera de la estructura de soporte y mediante el cual el extremo más cercano del tambor que mira hacia la estructura de soporte está unido al buje de la bobina formando así un superficie cerrada alrededor del eje y mediante el cual el buje de la bobina está montado de forma giratoria en el eje mediante materiales de rodamiento.

El solicitante ha observado que en conjuntos de bobinas de cable de la técnica anterior, por ejemplo el documento EP 1.551.086 A1, el suministro de potencia se transfiere desde un miembro estacionario a un miembro giratorio a través de varias escobillas de contacto y anillos de contacto, las escobillas de contacto que permanecen estacionarias mientras los anillos de contacto giran alrededor de su eje. El solicitante ha observado que era ventajoso invertir esta situación y, por lo tanto, ha implementado un conjunto de bobina de cable donde los anillos de contacto permanecen estacionarios, mientras que el portaescobillas de contacto gira alrededor de los anillos de contacto. Mecánicamente, esto permite una construcción mucho más fácil de la bobina de cable y una conexión más fácil del suministro de potencia desde el portaescobillas de contacto al cable de herramienta, como se puede ver en las Figuras.

Además, se debe considerar que las escobillas de contacto estacionarias amplían innecesariamente el conjunto de bobina de cable en su profundidad (nuevamente, como se ve en la Figura 2 del documento EP 1.551.086 A1), lo cual es indeseable, no solo para mantener el conjunto compacto, sino además porque aumentará el momento provocado por las fuerzas sobre la bobina de cable, que pueden dañar los elementos de la misma.

Además, obsérvese que en la invención, el solicitante separa explícitamente el suministro de potencia de la transferencia de la señal de control mediante el uso de dos conjuntos de anillos colectores separados, ya que el solicitante ha descubierto que el uso de un único conjunto para transferir tanto la potencia como las señales de control a un medio giratorio, creaba interferencia sobre las señales a causa de la radiación electromagnética. Esta interferencia puede crear fallos intermitentes, que son notoriamente difíciles de identificar y de compensar. Además, el solicitante ha encontrado que es preferible blindar los conductores de potencia para minimizar la interferencia electromagnética en el intercambio de señales, preferiblemente proporcionando un blindaje trenzado con cobre estañado alrededor del cableado que conduce la potencia a los anillos de contacto (desde la fuente de potencia), y preferiblemente también alrededor del cableado que conduce la potencia desde las escobillas de contacto hasta el cable de herramienta.

Según la reivindicación 1, la porción del eje que comprende dicho anillo de contacto se proporciona dentro del tambor hueco, y mediante el cual el portaescobillas de contacto se proporciona dentro del tambor hueco.

Como se menciona previamente, uno de los problemas que ha encontrado el solicitante en el documento EP 1.551.086 A1 es que las vías conductoras utilizadas en las bobinas de cable se contaminan rápidamente y se ven afectadas por contaminantes que son comunes en el entorno en el que se utilizan, aplicaciones industriales, a menudo plantas automotrices o similares, donde el polvo (metálico) es omnipresente, así como líquidos como aceite y agua a través de neblina o condensado. Se ha de entender que este problema hace que los sistemas de la técnica anterior sean totalmente inadecuados para su uso en exteriores donde los contaminantes, tanto en partículas como líquidos, son un problema mucho mayor, mientras que el sistema de la invención es particularmente adecuado para dichas aplicaciones. Como tal, el riesgo de que estos contaminantes afecten de alguna manera las vías conductoras que están abiertas es bastante real y, comprensiblemente, puede tener efectos nefastos, como un cortocircuito en una herramienta o la interrupción del suministro de potencia a una herramienta, y en el peor de los casos, crear un peligro real de electrocución de un operario u otras personas en las inmediaciones al crear una vía conductora con el resto del conjunto, que a menudo comprende metal.

Dado el hecho de que en los conjuntos de bobinas de cable, existe la necesidad de suministrar potencia, así como señales de control desde un contacto estacionario a un contacto giratorio (y viceversa para las señales de control), se utilizan mecanismos de anillo colector para conseguirlo. Esto tiene la desventaja de que hay varias superficies de contacto presentes (y descubiertas) que pueden verse afectadas por los contaminantes. Obsérvese que aunque se puede proporcionar un blindaje, como en la Figura 2 del documento EP 1.551.086 A1, esto hace poco para impedir que entren polvo y limaduras de metal, puesto que la construcción no se puede cerrar por completo para proteger los anillos de contacto y las escobillas del suministro de potencia.

Lo que es peor, estos entornos parcialmente cerrados para los conjuntos de anillos colectores de los sistemas de la técnica anterior permiten contaminantes que pueden ensuciar los contactos eléctricos, pero luego dificultan en gran medida la limpieza de estos contactos. Uno puede imaginar que para los conjuntos de la técnica anterior, existe la necesidad de limpiar dichos conjuntos de anillos colectores regularmente, pero el diseño real impide que dichas políticas se ejecuten de manera eficaz, ya que requeriría que todo el conjunto de bobina de cable se sacara de la producción, se desmontara y se desconectara, para limpiarlo, después de lo cual se debería volver a instalar.

Por tanto, el solicitante propone un conjunto de bobina de cable mediante el cual el portaescobillas de contacto y los anillos de contacto se montan dentro del tambor hueco de la bobina. Al hacerlo, las escobillas y anillos de contacto están completamente protegidos del polvo y otros contaminantes, puesto que el tambor está completamente cerrado (principalmente por sí mismo, con una abertura mediante la cual se extiende el eje, cerrando así el tambor por completo de cualquier influencia exterior). Esto significa que, aparte de asegurar que los contactos se mantienen limpios y que no puedan producirse situaciones peligrosas como cortocircuitos o fallos de conexión, tampoco es necesario un mantenimiento regular. El suministro de potencia puede proporcionar potencia eléctrica a los anillos de contacto a través de un cableado que, en el conjunto de bobina de cable mejorada según la invención, puede protegerse adecuadamente y dicha potencia eléctrica puede conducirse a los anillos de contacto sin exponerse a la atmósfera exterior (y contaminantes en la misma). El mismo principio se aplica a las escobillas de contacto, que se mantienen completamente dentro del tambor hueco y se conducen al cable de herramienta para completar la vía eléctrica hacia la herramienta portátil electrónica. Es muy probable que esta conexión de las escobillas de contacto al cable de herramienta se consiga mediante un cableado (blindado) que va desde las escobillas de contacto hasta el manto del tambor hueco, al que se conecta el cable de herramienta en un extremo.

Según la reivindicación 1, las escobillas de contacto del portaescobillas de contacto están conectadas eléctricamente directamente al cable de herramienta para proporcionar potencia a dicho cable de herramienta. Esta conexión directa (o mediante una conexión dedicada, preferiblemente blindada) asegura una interferencia mínima con las señales de control que también se suministran al cable de herramienta. Por lo tanto, es muy deseable separar el suministro de potencia y las señales de control durante el mayor tiempo posible.

Según la reivindicación 1, la cápsula del anillo colector se proporciona al menos parcialmente, preferiblemente en su totalidad, dentro del tambor hueco. Esto hace que el conjunto sea más compacto, pero también otorga mayor protección a la (frágil) cápsula del anillo colector. Fundamentalmente, la cápsula del anillo colector está situada dentro del eje alrededor del cual se proporciona el anillo de contacto para el suministro de potencia. De esta manera, tanto el suministro de potencia como la transferencia de la señal de control están fuertemente separadas entre sí, lo que reduce la interferencia, mientras que esto también simplifica enormemente la construcción, ya que hay medios de transferencia “separados” para las señales de control y la potencia (cápsula del anillo colector y portaescobillas de contacto - anillo de contacto). La cápsula del anillo colector está comprendida dentro de una abertura central en el eje, que asegura que la parte exterior de la cápsula del anillo colector permanezca estacionaria, actuando como el estator, mientras que la parte central gira junto con la bobina como rotor. Dichos rotor y estator están en contacto a través de una pluralidad de contactos eléctricos radiales que sobresalen desde los mismos. Desde esta parte central, sale el cableado que se conecta al cable de herramienta para transferir aún más las señales transmitidas a través de la cápsula del anillo colector.

En una realización preferible, la bobina giratoria (accionada por motor) comprende una rueda dentada, preferiblemente montada unida al buje de la bobina, y mediante la cual el motor eléctrico comprende una segunda rueda dentada en contacto de accionamiento continuo con la rueda dentada del tambor.

El uso de ruedas dentadas para influir en la rotación del tambor es la solución más eficaz en el tipo de aplicación, ya que las ruedas dentadas sirven de forma excelente para un uso intensivo, son muy duraderas y pueden producir una velocidad de rotación fiable en el tambor. Además, se pueden implementar fácilmente en la configuración del conjunto de bobina de cable sobre o contra el tambor, dado que comparten la forma general (redonda) y se pueden unir de forma segura al mismo.

En otra realización preferible, el motor eléctrico comprende un engranaje de tornillo sin fin y dicho motor eléctrico está adaptado para accionar dicho engranaje de tornillo sin fin, mediante el cual dicho engranaje de tornillo sin fin comprende un eje sobre el cual se monta la rueda dentada del motor eléctrico para efectuar la rotación de dicha rueda dentada mediante dicho engranaje de tornillo sin fin.

En general, los motores provistos de un engranaje de tornillo sin fin en general tienen la característica de ser "de frenado automático" y este tipo de engranaje no permite poner en rotación un eje de salida sin dañar con el tiempo los elementos internos del engranaje. Los solicitantes han encontrado que con la selección de un ángulo de engranaje particular, en particular un ángulo de aproximadamente 5° a 18°, puede obtenerse un "motor de frenado semiautomático" que es particularmente adecuado para su uso en la presente realización ya que la fricción interna de la configuración del motor y del engranaje genera una ligera fuerza contraria.

Con los componentes de accionamiento en acoplamiento directo y continuo con la bobina, dicha contrafuerza se aplica para evitar que la rotación incontrolada del tambor una vez que el operario deja de tirar del cable. Por consiguiente, esta realización permite dispensar solo la longitud deseada de cable. A medida que dicha contrafuerza desacelera la rotación del tambor, no se crea ningún enredo de cable en el suelo de la fábrica, lo que a su vez reduce significativamente los riesgos de accidentes por tropiezos.

Los solicitantes también han descubierto que una relación de transmisión cuidadosamente seleccionada entre los componentes de accionamiento y el tambor permite un delicado equilibrio entre dos fuerzas en conflicto, en particular, la fuerza física necesaria para desenrollar el cable manualmente por un lado, y la contrafuerza que impide la rotación incontrolada del tambor por el otro. Mediante la aplicación de un "motor de frenado semiautomático" y una relación de engranaje particular entre su medio de accionamiento y el tambor, la fuerza física necesaria para desenrollar el cable manualmente está comprendida entre 2 y 6 Nf, mientras que la contrafuerza antes mencionada, generada por el motor y la configuración del engranaje, sigue siendo suficiente para impedir la rotación incontrolada del tambor una vez que ha cesado la tracción del cable.

En una realización preferible, el conjunto de bobina de cable además comprende un medio de guiado montado de forma giratoria alrededor del eje, mediante el cual el extremo distal del medio de guiado comprende una guía de cable provista de un conjunto de rodillos para guiar el cable de herramienta hacia y desde el tambor, y mediante el cual dicho medio de guiado está conectado por un miembro de resorte a la estructura de soporte, mediante la cual dicho miembro de resorte se extiende fundamentalmente tangencialmente alrededor de dicho eje, preferiblemente mediante el cual el miembro de resorte está conectado al medio de guiado en el lado opuesto de la guía de cable con respecto al eje de rotación del medio de guiado.

En un problema adicional, cuando se recupera el cable de herramienta, se observa que el medio amortiguador en el extremo del cable de herramienta (para no dañar la herramienta cuando el cable está completamente enrollado) impacta duramente sobre un "colector de impacto" del conjunto de bobina diseñado para "atrapar" el medio amortiguador. Sin embargo, es probable que el impacto repentino cause daños al cable de herramienta a largo plazo, y teniendo en cuenta el uso intensivo de dichos cables de herramienta, este daño es aún más probable. El solicitante ha observado que para compensar por completo el impacto cuando el cable de herramienta está completamente enrollado, es necesario proporcionar una mayor amortiguación o reducción del impacto. Esto se puede lograr mediante un medio de guiado que puede pivotar alrededor del eje entre una posición de enrollamiento, en la que el miembro de resorte se extiende mínimamente desde su posición de equilibrio, y una posición de enrollamiento, que se alcanza cuando el cable de herramienta está completamente retraído (por la herramienta o el medio amortiguador que alcanza la guía de cable y de ese modo estira el medio de guiado hasta dicha posición enrollada). Sin embargo, la posición enrollada requiere que el miembro de resorte deje su posición de equilibrio, absorbiendo así parte o incluso la mayor parte del impacto de la obstrucción de caucho (medio de amortiguador) que golpea la guía de cable una vez que el medio de guiado está en posición enrollada.

En una realización preferible adicional, el conjunto de bobina de cable comprende un medio de conmutación, preferiblemente montado en la estructura de soporte, dicho medio de conmutación que está adaptado para determinar el movimiento de rotación del medio de guiado y configurado para controlar el motor eléctrico basándose en dicho movimiento de rotación.

Al proporcionar un medio de conmutación que pueda determinar el movimiento de rotación del medio de guiado, preferiblemente un medio de conmutación inductivo adaptado para detectar el movimiento de rotación (del medio de guiado), el motor eléctrico puede recibir un comando para detener el enrollamiento del cable. Haciendo esto antes de que el medio de guiado alcance completamente la posición enrollada, esto asegurará que el impacto de la obstrucción de caucho contra la guía de cable, y por lo tanto sobre el medio de guiado, se reduzca seriamente, para evitar daños a la herramienta, cable de herramienta y/o montaje.

En una realización aún más preferible, los medios de conmutación están configurados para detener la rotación de la bobina cuando el movimiento de rotación del medio de guiado pasa por una posición de corte predefinida en la segunda dirección.

Como se ha mencionado, la posición de corte puede determinar si el medio de guiado está casi en la posición enrollada, en cuyo caso el enrollamiento del cable de herramienta debe detenerse (o al menos ralentizarse), para minimizar el impacto en el medio de guiado y la guía de cable.

Según la reivindicación 1, el medio de guiado está montado de forma giratoria alrededor del eje y colocado entre el tambor hueco y la estructura de soporte, y mediante el cual el medio de guiado está montado en dicho eje mediante materiales de rodamiento de baja fricción.

En una realización preferible, dicho tambor hueco comprende un barril cerrado con una cavidad en la que se colocan el portaescobillas de contacto y el anillo de contacto del eje, mediante el cual el tambor está completamente cerrado en el extremo más alejado del tambor que mira hacia afuera de la estructura de soporte y mediante el cual el extremo más cercano del barril que mira hacia la estructura de soporte se une al buje del tambor formando así una superficie cerrada alrededor del eje, y mediante el cual el buje del tambor está montado de forma giratoria en el eje mediante materiales de rodamiento.

Los materiales de rodamiento que soportan el barril cerrado del tambor hueco aseguran que no puedan entrar contaminantes en el barril para ensuciar las vías eléctricas de los anillos de contacto y las escobillas de contacto.

En una realización preferible, uno o más conductores de potencia que conducen la potencia eléctrica desde una fuente de potencia o el sistema de control electrónico de la herramienta, al anillo de contacto en el eje, se extienden axialmente a través de dicho eje desde un lado de la estructura de soporte hasta el lado opuesto, preferiblemente mediante el cual hay al menos dos o más de dichos conductores de potencia mediante los cuales dichos al menos dos o más conductores de potencia se extienden por separado por medio de conductos axiales no centrales a través del eje.

Nuevamente, al tener varios conductos que se extienden paralelos pero separados de la abertura axial central, mediante los cuales se extienden uno o más conductores de potencia, dichos conductores de potencia están aún más blindados del cableado que transfiere las señales de control hacia y desde la herramienta electrónica portátil, reduciendo así la posibilidad de interferencia electromagnética.

En una realización preferible, los conductores de potencia están blindados para minimizar la interferencia electromagnética, y mediante los cuales los anillos colectores de contacto de la cápsula del anillo colector comprenden oro, preferiblemente un revestimiento de oro, y preferiblemente mediante los cuales las escobillas de contacto de la cápsula del anillo colector comprenden oro, preferiblemente un revestimiento de oro.

En una realización preferible, el sistema de control electrónico del conjunto de bobina está adaptado para recibir señales de una herramienta electrónica portátil conectada al primer extremo del cable de herramienta, y mediante el cual el sistema de control electrónico está además adaptado para detectar pulsos en dichas señales y contar uno o más pulsos subsiguientes, caracterizado por que el sistema de control electrónico está configurado para ejecutar una o más acciones preprogramadas basándose en el número detectado de pulsos subsiguientes, dichas acciones preprogramadas que comprenden iniciar la retracción del cable de herramienta, detener la retracción del cable de herramienta, y preferiblemente que además comprenden ralentizar la retracción del cable de herramienta y acelerar la retracción del cable de herramienta.

Las ventajas analizadas en las realizaciones anteriores se aplican, por supuesto, también a esta realización específica.

En una realización preferible, el cable de herramienta está provisto de una herramienta electrónica portátil en dicho primer extremo, mediante el cual dicha herramienta electrónica portátil comprende un interruptor de disparo de herramienta para enviar señales al sistema de control electrónico de la herramienta para iniciar o detener el suministro de potencia a la herramienta electrónica portátil, y mediante el cual se analizan las señales de dicho interruptor de disparo de la herramienta para detectar y contar pulsos subsiguientes en dichas señales para el inicio o la detención de la retracción del cable de herramienta basándose en el número de dichos pulsos subsiguientes.

Se ha de entender que cualquiera de los siguientes aspectos de la invención se puede combinar con las realizaciones del primer aspecto de la invención como se ha analizado anteriormente.

En un segundo aspecto, la presente invención proporciona un conjunto de bobina de cable mejorada para sujetar una cantidad enrollada de cable de herramienta, en el que dicho cable de herramienta comprende en un primer extremo un medio para conectarse a una herramienta eléctrica portátil, y en el otro extremo un medio para conectarse a un sistema de control electrónico para dicha herramienta, y en el que dicho conjunto de bobina de cable comprende un sistema de control electrónico para accionar y controlar la rotación del conjunto de bobina para retraer o desenrollar el cable de herramienta, mediante el cual el sistema de control electrónico está adaptado para recibir señales desde la herramienta electrónica portátil unida al primer extremo del cable de herramienta, y mediante el cual el sistema de control electrónico está además adaptado para detectar pulsos en dichas señales y contar uno o más pulsos subsiguientes, caracterizado por que el sistema de control electrónico está configurado para ejecutar una o más acciones preprogramadas basándose en el número detectado de pulsos subsiguientes, dichas acciones preprogramadas que comprenden: iniciar la retracción del cable de herramienta, detener la retracción del cable de herramienta, y preferiblemente que además comprende ralentizar la retracción del cable de herramienta y acelerar la retracción del cable de herramienta.

Los solicitantes de la presente invención han encontrado una manera de poner en marcha la retracción motorizada del cable a distancia ampliando la funcionalidad típica del interruptor de disparo de la herramienta. En particular, si la bobina de cable está provista de una placa de control electrónico (sistema de control de electrones) con microprocesador, permite capturar y convertir las señales entrantes procedentes de un interruptor de disparo de herramienta en diversas funciones distintas de iniciar o detener el motor de la herramienta. La placa de controlador de la bobina puede capturar señales analógicas o digitales que van y vienen entre la unidad de controlador de la herramienta y el interruptor del disparo de la herramienta, mientras que el microprocesador puede programarse con un esquema de comunicación por pulsos para convertir dichas señales en, por ejemplo, una señal de recuperación. Este procedimiento, nuevo en el campo de la tecnología de bobinas de cable, hace posible que el operario de la línea de montaje utilice dicho interruptor de disparo de la herramienta para controlar la bobina de cable accionada por motor a distancia, dando uno o más tirones al interruptor de disparo de la herramienta que está sujetando. En los sistemas de la técnica anterior, el operario necesita regresar de su puesto de trabajo al conjunto de bobina de cable y accionar manualmente un interruptor (o presionar un botón, por ejemplo) para retraer el cable de la herramienta desplegado.

En una realización preferible, dichas señales procedentes de la herramienta electrónica portátil son señales de control para iniciar o detener el suministro de potencia a la herramienta electrónica portátil. Al utilizar esta señal como una forma de controlar el suministro de potencia, pero también para emitir comandos con respecto a la retracción del cable de herramienta, el solicitante aprovecha de manera inteligente este canal de comunicación existente y no necesita un canal de comunicación adicional en el cable de herramienta, o un disparo o interruptor adicional en la herramienta portátil para retransmitir estos comandos al conjunto de bobina de cable.

En una realización preferible, el conjunto de bobina de cable comprende una herramienta electrónica portátil, mediante el cual dicha herramienta electrónica portátil comprende un interruptor de disparo de herramienta para enviar señales al sistema de control electrónico para iniciar o detener el suministro de potencia a la herramienta electrónica portátil, y mediante el cual las señales de dicho interruptor de disparo de la herramienta se analizan para detectar y contar pulsos subsiguientes en dichas señales para el inicio o la detención de la retracción del cable de herramienta basándose en el número de dichos pulsos subsiguientes.

En una realización preferible, el sistema de control electrónico acciona y controla la rotación de una bobina para recoger o desplegar el cable de herramienta, dicha bobina que está montada de forma giratoria sobre una estructura de soporte alrededor de un eje que sobresale desde dicha estructura de soporte.

Obsérvese que muchas herramientas electrónicas portátiles que se utilizan actualmente no tienen un miembro de disparo o interruptor específico o de reserva que se pueda usar para controlar la retracción, sino solo un disparo de "encendido". Por lo tanto, el solicitante propone implementar un sistema en el que se reconozca que patrones predefinidos de señales de pulso del disparo de la herramienta portátil comprenden señales de retracción (inicio, detención, desaceleración, aceleración, etc.).

Sin embargo, si la herramienta portátil tiene un disparo de reserva, está claro que también se puede usar para señales de retracción. Al aplicar este procedimiento, el operario de la línea de montaje puede poner en marcha la retracción motorizada a distancia mientras regresa a su posición de partida inicial. Con la velocidad de retracción ajustada al valor correcto, no tiene que pasar por encima del cable y, por lo tanto, no tiene que preocuparse por dónde colocar los pies. Este es el modus operandi preferible para las herramientas eléctricas portátiles con miembro de interruptor de reserva.

Las herramientas eléctricas portátiles sin miembro de interruptor de reserva se pueden programar de manera que, tan pronto como el operario haya terminado su trabajo de apriete, se envíe una señal de recuperación desde la unidad de controlador de la herramienta o desde la sala de control de la fábrica a la placa de controlador de la bobina. La señal de recuperación puede generarse inmediatamente o segundos después de que el operario haya terminado su trabajo. Por esta razón en particular, la presente bobina de cable está equipada con un conector de E/S para enviar o recibir señales eléctricas, mientras que uno o más canales adicionales en la cápsula del anillo colector para señales se mantienen en reserva. Con la velocidad de retracción ajustada al valor correcto, el operario de la línea de montaje no tiene que pasar por encima del cable y, por lo tanto, no tiene que preocuparse por dónde colocar los pies.

Las herramientas eléctricas portátiles sin un miembro de interruptor de reserva también se pueden equipar con un dispositivo de comunicación compacto para transmitir señales inalámbricas a un módulo receptor provisto dentro de la bobina. En una realización preferible, el transmisor se conecta directamente al suministro de potencia de la herramienta, lo que hace que la necesidad de una fuente de potencia adicional sea obsoleta y, por consiguiente, permite que el módulo transmisor sea más pequeño y ligero. Al implementar este procedimiento y con la velocidad de retracción ajustada al valor correcto, el operario de la línea de montaje no tiene que pasar por encima del cable y, por lo tanto, no tiene que preocuparse por dónde colocar los pies.

Las herramientas eléctricas portátiles sin miembro de interruptor de reserva se pueden programar de manera que se dé una señal de recuperación a través del conector de e /s de la bobina en el momento en que el operario de la línea de montaje coloque su herramienta en un portaherramientas con dispositivo de interruptor integrado. Sin embargo, con este procedimiento, la retracción motorizada no se pone en marcha a distancia, sino que solo se puede poner en marcha después de que el operario de la línea de montaje haya regresado a su posición de partida inicial. Al aplicar este procedimiento, el operario de la línea de montaje tiene que pasar por encima del cable y tener cuidado de dónde poner los pies.

Finalmente, las herramientas eléctricas portátiles sin miembro de interruptor de reserva se pueden programar de manera que la funcionalidad estándar del interruptor de disparo de la herramienta se amplíe incorporando un sistema de comunicación por pulsos. La Figura 5 muestra una posible realización de una herramienta (7) electrónica portátil conectada a un conjunto de bobina de cable según la invención. Cada tirón del interruptor de disparo de la herramienta (9) genera una señal eléctrica, analógica o digital, que va desde la herramienta (7) a través del cable de herramienta (5) hasta la unidad de controlador de la herramienta (1). Puesto que dicho cable de herramienta está conectado a la bobina de cable motorizada, esta señal es capturada por la placa de controlador de la bobina y convertida en un pulso. Luego, el microprocesador en la placa de controlador de la bobina cuenta el número de pulsos y se define como una secuencia de pulsos recibida. A continuación, dicha secuencia de pulsos recibida se compara con un registro de secuencias de pulsos preprogramadas, mediante el cual cada secuencia preprogramada está vinculada a una tarea específica, por ejemplo, poner en marcha la retracción motorizada. Si hay una coincidencia del 100% entre dicha secuencia de pulsos recibida y una de las secuencias de pulsos preprogramadas, entonces la placa de controlador de la bobina inicia la tarea correspondiente. Si no hay una coincidencia del 100% entre dicha secuencia de pulsos recibida y una de las secuencias de pulsos preprogramadas, entonces la secuencia de pulsos recibida se ignora y no sucede nada. Este procedimiento permite al operario de la línea de montaje poner en marcha la retracción motorizada del cable de herramienta a distancia y sin requerir ningún otro miembro de interruptor aparte del interruptor de disparo de la herramienta ya disponible.

Con este sistema de comunicación por pulsos integrado, la bobina según la presente invención puede iniciar una variedad de tareas, como poner en marcha la retracción, interrumpir la retracción, aumentar la velocidad de retracción, disminuir la velocidad de retracción, etc. El número de pulsos se puede elegir libremente y se pueden programar a voluntad, lo que ofrece una gran variedad de funciones utilizables y hace que la presente invención sea particularmente versátil. La mayoría de las funciones comunes ya están preprogramadas, pero pueden modificarse fácilmente para adaptarse a las necesidades del operario.

Un ejemplo de estas funciones preprogramadas basadas en las comunicaciones por pulsos detectadas puede ser el siguiente: 1 pulso coincide con un comando para poner en marcha una retracción motorizada del cable de herramienta; 2 pulsos coincide con un comando para interrumpir la retracción motorizada; 3 pulsos coincide con un comando para aumentar la velocidad de retracción en un X%, por ejemplo, un 10%; 4 pulsos coincide con un comando para disminuir la velocidad de retracción en Y%, por ejemplo, 10%.

Idealmente, el proceso de captura, interpretación y conversión intrínseco al sistema de comunicación por pulsos descrito anteriormente se realiza mediante un microprocesador en la placa de controlador de la bobina. Una ventaja principal de esta realización particular es que la bobina de cable según la presente invención se vuelve fácil de instalar (enchufar y usar) y fácil de usar ya que no se requiere programación adicional.

En otra realización, la captura de señales del interruptor de disparo de la herramienta se realiza mediante el microprocesador de la unidad de controlador de la herramienta. Las señales entrantes se desvían posteriormente desde la unidad de controlador de la herramienta a través del conector de E/S de la bobina al microprocesador en la placa de controlador de la bobina, y luego se procesan de la misma manera y frente a las mismas secuencias de pulsos preprogramadas que se describen anteriormente, iniciando así la tarea correspondiente. Esta realización requiere programación adicional en la unidad de controlador de herramienta y también requiere una conexión de cable entre la unidad de controlador de la herramienta y el conector de E/S de la bobina.

De forma alternativa, el proceso de captura, interpretación y conversión intrínseco al sistema de comunicación por pulsos descrito anteriormente se realiza mediante el microprocesador de la unidad de controlador de la herramienta. Las señales entrantes del interruptor de disparo de la herramienta se interpretan y se convierten posteriormente de la misma manera y frente a las mismas secuencias de pulsos preprogramadas que se describen anteriormente. Solo si se produce una coincidencia del 100%, se envía la señal adecuada desde la unidad de controlador de la herramienta a través del conector de E/S de la bobina a la placa de controlador de la bobina, iniciando esta última la tarea correspondiente. Esta realización requiere programación adicional en la unidad de controlador de herramienta y también requiere una conexión de cable entre la unidad de controlador de la herramienta y el conector de E/S de la bobina.

En una realización preferible, el sistema de comunicación por pulsos está equipado con una salida de audio y visual para que el operario de la línea de montaje pueda escuchar y ver a distancia que los tirones, aplicados al interruptor de disparo de su herramienta, son bien capturados por la placa de controlador de la bobina. Ambas salidas también se pueden utilizar para notificar a las personas presentes durante la retracción motorizada del cable de herramienta.

El sistema de comunicación por pulsos descrito anteriormente es nuevo en la tecnología de bobinas de cable y abre una amplia gama de posibilidades prácticas. Además de la comunicación con la bobina de cable (por ejemplo, poner en marcha la retracción motorizada), dicho sistema de comunicación por pulsos también es útil para comunicarse con la unidad de controlador de la herramienta (por ejemplo, poner en marcha una nueva secuencia de apriete) o con la sala de control de la fábrica (por ejemplo, el siguiente automóvil puede entrar en el área de montaje asignada). Por supuesto, como comprenderá el experto en la técnica, también se pueden considerar muchos otros esquemas de trabajo y aplicaciones prácticas.

Además, en una realización preferible, la bobina de cable según la presente invención contiene un dispositivo de seguridad que sirve para que, cuando el cable de herramienta queda atrapado de alguna manera mientras se retrae, la retracción motorizada cese automáticamente. Dicho dispositivo de seguridad se basa en un sistema de medición de corriente provisto en la placa de controlador de la bobina. Cuando la corriente sobrepasa un valor preestablecido, el motor de accionamiento se detiene inmediatamente. Para volver a poner en marcha la retracción motorizada, el operario da otro pulso en uno de los miembros interruptores disponibles, preferiblemente el interruptor de disparo de la herramienta. El valor del límite de corriente es ajustable por medio de potenciómetros en la placa de controlador de la bobina. Este rasgo característico es útil en particular porque la bobina de cable accionada por motor se puede montar a diferentes alturas, por lo que se requieren diferentes valores de corriente como consecuencia del peso del cable.

Asimismo, la bobina de cable según la presente invención también puede estar provisto de un mecanismo de frenado mecánico o preferiblemente electromagnético. Cuando no está en uso, un freno de prevención contra fallos permite que una herramienta eléctrica portátil esté suspendida estacionaria en la bobina sin soporte adicional para herramientas, y que durante el apagado o durante un corte de potencia impide que la herramienta se caiga. El freno se activa cuando se retrae la longitud total del cable y el motor de accionamiento de la bobina se detiene en el momento en que el amortiguador empuja el medio de guiado pivotante hacia arriba. El freno se libera cuando el operario utiliza uno de los miembros de interruptor disponibles, preferiblemente el interruptor de disparo de la herramienta, o levantando la herramienta portátil de un portaherramientas con dispositivo de conmutación integrado.

Un tirón corto del cable también libera el freno. A diferencia de la bobina de cable motorizado descrito en el documento EP 1.551.086, los solicitantes de la presente bobina de cable accionada por motor han encontrado una solución mejor y de bajo coste para eliminar la necesidad de un sistema codificador. La experiencia, especialmente en las fábricas de automóviles, ha demostrado que un sistema codificador, esencial para detectar cualquier tirón en el cable, es vulnerable a impactos y vibraciones y, por lo tanto, necesita sustitución periódica. Cambiar un codificador requiere una meticulosa y lenta intervención del personal de mantenimiento. Con la bobina de cable accionada por motor según la presente invención, por el contrario, la detección de la tracción del cable se logra implementando una tecnología muy diferente. Como el tambor permanece en acoplamiento directo con el motor de accionamiento de las bobinas, este último genera una fuerza electromotriz (EMF) en el momento en que alguien tira del cable. Esta fuerza electromotriz es capturada por la placa de controlador de la bobina y convertida en una señal para liberar el freno electromagnético.

El procedimiento de trabajo general de la bobina de cable según la presente invención se puede describir de la siguiente manera:

Cuando no está en uso, la herramienta eléctrica portátil está estacionaria suspendida en la bobina de cable, el cable está completamente retraído y el freno está activado. Para desenrollar una cantidad de cable del tambor, basta con agarrar el cable por la herramienta eléctrica portátil y tirarlo brevemente. Este movimiento genera una fuerza electromotriz que libera el mecanismo de frenado y permite desenrollar manualmente la longitud deseada de cable con un mínimo esfuerzo físico. Una ligera contrafuerza, generada por la configuración del motor y el engranaje, impide que el tambor gire después de que haya cesado la tracción del cable. Para retraer posteriormente el cable una vez finalizado el trabajo de apriete, basta con tirar brevemente del interruptor de disparo de la herramienta (a menos que se utilice otro modo de señal de recuperación). Esta señal se captura y se convierte en una señal de recuperación. Como resultado de ello, el cable se retrae automáticamente en el cual la velocidad de retracción del cable es igual al ritmo al que camina el operario. Durante la retracción, el mecanismo de frenado permanece liberado, lo que permite que el motor de accionamiento haga girar el tambor. La retracción motorizada se puede interrumpir reteniendo el cable o dando dos tirones cortos al interruptor del disparo de la herramienta (a menos que se use otro modo de señal de recuperación). Cuando la obstrucción del cable de caucho montada en el cable golpea los rodillos de guía, el dicho amortiguador empuja el medio de guía pivotante desde su posición inicial de 90° hacia una posición de 45°. Este movimiento de pivote del brazo es capturado por un dispositivo de conmutación que interrumpe el motor de accionamiento y activa el mecanismo de frenado. Un miembro de resorte tensionado devuelve el medio de guiado pivotante a su posición inicial, dejando la herramienta electrónica suspendida en una posición estacionaria en la bobina. De esta manera, se obtiene una bobina muy segura, como resultado de lo cual, solo se debe desenrollar la cantidad deseada de cable y por medio de la cual el operario de la línea de montaje tiene el control total de la retracción motorizada.

Obsérvese que las realizaciones anteriores también se pueden unir con una cualquiera de las realizaciones siguientes.

a. un conjunto de escobillas de contacto;

d. un motor eléctrico para girar alternativamente dicho tambor alrededor de dicho eje en una primera dirección para desplegar un cable unido a dicho conjunto de bobina y/o tambor), y para girar dicho tambor alrededor de dicho eje en una segunda dirección opuesta para recuperar el cable desplegado y contenerlo en dicho conjunto de bobina y/o tambor;

e. un sistema de control electrónico para accionar y controlar la rotación del tambor;

f. un medio de guiado para guiar el cable hacia y desde el tambor, mediante el cual dicho medio de guiado está montado de forma giratoria sobre y alrededor del eje, mediante el cual dicho medio de guiado está adaptado para moverse de forma giratoria o pivotar entre una posición enrollada y una posición de enrollamiento, dicho medio de guiado que comprende una guía de cable para conducir el cable mediante el cual la guía de cable está adaptada para obstruir el primer extremo de dicho cable, y mediante el cual el medio de guiado se mueve a la posición enrollada cuando la guía de cable está en contacto con el primer extremo;

mediante el cual el conjunto de bobina de cable comprende un sensor de movimiento para determinar el movimiento del medio de guiado, mediante el cual dicho sistema de control electrónico controla la rotación de la bobina basándose en dicho posicionamiento.

Como se ha mencionado anteriormente, los sistemas de bobina de cable conocidos no protegen lo suficiente el cable del impacto durante el enrollamiento automático del cable en la bobina, dañando potencialmente el cable, lo que conlleva tiempos de inactividad como consecuencia de la necesidad de sustituir el cable, así como peligros ya que esto afecta a un cable que conduce corrientes eléctricas (altas), aparte del coste del cable en sí que necesita ser sustituido.

En algunos casos se han realizado algunos esfuerzos para proteger el cable, por ejemplo, mediante el uso de un codificador de pulsos, que intenta tener en cuenta el estado de “desenrollamiento” del cable, contando las rotaciones del tambor alrededor del cual el cable se enrolla típicamente, y mientras se rebobina el cable, manteniendo este recuento y reduciendo la velocidad cuando el recuento llega a cero. Sin embargo, en la práctica, reducir la velocidad requiere más tiempo por parte del operario de la línea de montaje para reaccionar. Sin embargo, lo que es más importante, el número de rotaciones que necesitará la bobina para volver a enrollar el cable no se puede considerar como un número definido, ya que esto se ve influido, entre otras cosas, por la forma en que se almacena el cable (por ejemplo, si el cable se enrolla principalmente en un lado del tambor, lo que da como resultado un radio de aumento más rápido y, por lo tanto, menos rotaciones necesarias para un cable completamente enrollado). Esto muestra que el impacto del cable al final del proceso de retracción aún puede producirse muy fácilmente. Además, el uso de un sistema codificador de pulsos hará que la bobina de cable sea mucho más costosa, por no mencionar más delicada, dos fuertes desventajas para un dispositivo bastante básico que se utiliza en un gran número en aplicaciones industriales.

El solicitante ha resuelto este problema proporcionando adecuadamente un medio de guiado pivotante, dicho medio de guiado está adaptado para conducir el cable hacia y desde el tambor. El medio de guía puede pivotar alrededor del eje del conjunto de bobina de cable entre dos posiciones, una posición enrollada (cuando el cable está completamente enrollado) y una posición de enrollamiento (cuando se está enrollando fuerza o cuando se ejerce fuerza sobre el cable), con un medio de tracción (típicamente un miembro de resorte) que ejerce un par sobre el medio de guiado para revertirlo a la posición de enrollamiento (lejos de la posición enrollada). Tan pronto como el extremo del cable alcance al medio de guiado, será tirado de la posición de enrollamiento hacia la posición enrollada por el (porción del extremo distal del) cable (que aún se está enrollando mediante el motor eléctrico), con el medio de tracción que ralentiza este movimiento y, lo que es más importante, mitiga al menos parte del impacto.

En una mejora adicional, el solicitante ha añadido un medio sensor o un medio de detección capaz de determinar el movimiento del medio de guiado hasta cierto punto. Dicho sensor se adapta entonces para controlar el motor eléctrico basándose en dicho movimiento, lo que permite que el sensor controle la rotación del tambor, y por lo tanto el (des)enrollamiento del cable, y deteniendo eficazmente dicho movimiento y (des)enrollamiento.

Por "determinar la posición", no se quiere decir que el sensor pueda determinar necesariamente el posicionamiento exacto (aunque este puede ser el caso). En una posible realización, "determinar la posición" puede reflejar que se determina la posición del medio de guiado con respecto a una posición umbral. De forma alternativa, solo se pueden determinar una o ambas posiciones extremas (posición enrollada o posición de enrollamiento, aunque preferiblemente se puede determinar al menos que el medio de guiado está en o cerca de la posición enrollada). Esto puede conseguirse, por ejemplo, mediante la presencia de un botón o sensor de presión, que se presiona cuando el medio de guiado alcanza una o ambas de dichas posiciones, o se acerca a estas posiciones.

En una posible realización, el motor eléctrico podría ralentizar la rotación del tambor a medida que el medio de guiado se desplaza hacia la posición enrollada. Sin embargo, debido al hecho de que enrollar el cable es un proceso rápido, y especialmente una vez que la obstrucción del cable de caucho (medio amortiguador) del cable alcanza al medio de guiado, es preferible que el motor eléctrico detenga eficazmente la rotación del tambor para asegurarse de que la fuerza del choque o impacto sea muy reducida si el impacto no se evita por completo. Preferiblemente, el motor eléctrico detiene la rotación una vez que el medio de guiado pasa por una cierta posición umbral. Si bien esta posición umbral podría ser la misma que la del medio de guiado que alcanza realmente la posición enrollada, en muchas realizaciones, la posición umbral se encuentra entre la posición de enrollamiento y la posición enrollada. Siempre y cuando el medio de guiado esté en la posición de enrollamiento, la obstrucción del cable de caucho del cable no obstruirá el medio de guiado. Una vez que la obstrucción del cable de caucho toca el medio de guiado, el medio de guiado comenzará a moverse hacia la posición enrollada a medida que el cable se sigue enrollando con la obstrucción del cable de caucho bloqueada por la guía de cable, tirando (o tirando) así del medio de guiado (la parte del medio de guiado que sujeta la obstrucción del cable de caucho) hacia el tambor. En la posición enrollada, el medio de guiado ya no puede compensar el intento del motor eléctrico de enrollar más el cable. Al detener la rotación en un punto después de dejar la posición de enrollamiento pero antes de alcanzar la posición enrollada, el impacto restante del movimiento de inercia del cable se reducirá en gran medida, si no se anulará por completo.

En una realización preferible, el motor eléctrico está adaptado para detener la rotación del tambor a lo largo de al menos la dirección de enrollamiento cuando el sensor de posición determina que el medio de guiado está en la posición enrollada.

En una realización alternativa preferible, dicho motor eléctrico está adaptado para detener la rotación del tambor a lo largo de al menos la primera dirección de rotación cuando el sensor de posición determina que el medio de guiado está más cerca de la posición enrollada que de una posición umbral predeterminada, dicha posición umbral que está entre la posición enrollada y la posición de enrollamiento.

En una realización preferible, dicho sensor de posición es un sensor inductivo montado en la estructura de soporte y adaptado para detectar que el medio de guiado pasa por una posición umbral detectando inductivamente el movimiento de parte del medio de guiado, por ejemplo detectando cuando el medio de guiado está más cerca de la posición enrollada que una posición umbral predeterminada, y dicho sensor inductivo configurado para detener la rotación del tambor en al menos la primera dirección de rotación cuando detecta el movimiento del medio de guiado. De forma alternativa, el sensor puede colocarse de modo que solo detecte cuando el medio de guiado esté más lejos de la posición enrollada que de la posición umbral. En ambos casos, la posición del umbral puede ser sencillamente la posición enrollada. Sin embargo, es preferible que la posición predeterminada se encuentre entre la posición enrollada y la posición de enrollamiento.

El uso de un sensor inductivo permite detectar fácilmente y con gran seguridad el movimiento del medio de guiado, al mismo tiempo que es un elemento relativamente económico para el montaje. El medio de guía se puede adaptar fácilmente y/o la posición del sensor inductivo se puede elegir fácilmente, de modo que se pueda detectar el movimiento del medio de guiado. Especialmente en vista de algunas de las realizaciones adicionales anteriores, esto puede resultar útil.

Como se ha mencionado, es preferible que solo se detenga la rotación en la primera dirección de rotación ("rotación de enrollamiento"), de modo que el cable aún se pueda desenrollar fácilmente (girar en la segunda dirección de rotación). La rotación que está "detenida" debe entenderse como la rotación en esa dirección a ser bloqueada o contrarrestada (ralentizada) por una fuerza o par opuesto. Sin embargo, preferiblemente, la rotación en dicha dirección se detiene por completo.

En una realización preferible adicional, el resorte se estira o se comprime mínimamente cuando el medio de guiado está en la posición de enrollamiento. Esta es una medida para asegurar que el resorte no pierda su funcionalidad con el tiempo demasiado rápido.

En una realización preferible, el medio de guiado comprende un brazo que está montado de forma pivotante sobre y alrededor del eje de la estructura de soporte, y una guía de cable en el extremo distal del brazo, y mediante el cual la guía de cable comprende una abertura mediante la cual se conduce el cable. Preferiblemente, dicha abertura comprende varios rodillos de guía en su perímetro, para guiar el cable de forma suave. Al tener una abertura o ventana mediante la cual se conduce el cable, se asegura que el cable no puede escapar de la guía de cable (por ejemplo, por un salto del cable). Esto significa que la ventana permite que un operario utilice el cable (y la herramienta montada en el mismo) en una gama más amplia de direcciones.

La bobina de cable de la presente invención puede estar hecho de cualquier material oportuno, incluidos diversos metales y plásticos. El acero para muelles, el acero, el acero inoxidable, el aluminio, el titanio y diversas aleaciones de estos y otros metales se pueden utilizar para las partes adecuadas, al igual que plásticos como los diversos plásticos de ingeniería y termoendurecibles, así como termoplásticos de alta densidad. Por supuesto, las diversas partes eléctricas estarán hechas de materiales conductores de electricidad apropiados como oro, cobre o aluminio. Los expertos en la técnica no tendrán dificultades para determinar los materiales apropiados para las diversas partes del dispositivo mediante el conocimiento común o la experimentación de rutina.

Otra ventaja más de la presente invención es que la bobina está completamente libre de silicona. Dado que no se puede usar silicona en las plantas de montaje de automóviles, la grasa de silicona se ha eliminado y se ha sustituido por otro tipo de grasa en el conjunto del motor de la rueda helicoidal de la bobina.

Otra ventaja más de la bobina de cable según la presente invención consiste en el hecho de que la bobina es muy fácil de instalar y operar. La bobina de la presente invención puede instalarse horizontal o verticalmente, puede usarse libremente o fijarse a una pared o un suelo de trabajo, o suspenderse en un techo, etc. En particular, la bobina se puede instalar en el suelo de trabajo, en una pared, en un techo o en un ángulo particular, incluso en un ángulo de 45°.

Asimismo, otra ventaja de la presente invención es que el cable se puede retraer inmediatamente al finalizar la tarea de trabajo. La ventaja de esto es que la retracción del cable comienza tan pronto como el operario está listo y regresa a su posición de partida. Durante su movimiento hacia la bobina, el operario no tiene que pasar por encima del cable y, por tanto, no tiene que preocuparse de dónde colocar los pies, descartando así el peligro de tropiezos.

Otra ventaja de la bobina de cable según la presente invención es la posibilidad de ajustar la velocidad de retracción del cable. Para excluir un accidente de tropiezo, el cable debe retraerse delante de los pies del operario. Para hacerlo, la velocidad de retracción se puede ajustar fácilmente para adaptarse al ritmo al que camina cada operario individualmente. La velocidad de retracción se puede elegir entre 0,5 m/seg. (caminar despacio) y 3,0 m/seg (caminar rápido). Un indicador LED brillante en la bobina señala la velocidad elegida. Si se desea, la velocidad de retracción se puede bloquear en cualquier posición cambiando la posición de un interruptor DIP en la placa de controlador.

La invención se describe adicionalmente mediante los ejemplos no limitativos siguientes que ilustran adicionalmente la invención, y no pretenden ni deben interpretarse que limitan el alcance de la invención.

Ejemplos

La Figura 1 ilustra una disposición típica que comprende una unidad de controlador de herramienta (1), una bobina de cable (2) con medio de guía (3), al que se conecta un cable de herramienta (5) con un amortiguador (6) a una herramienta (7) portátil accionada eléctricamente de manera adecuada, en general mediante un conector (8) con un ajuste de tipo bayoneta.

Ventajosamente, el cable provisto en la bobina está conectado, o comprende medios para conectarse, en un extremo a diferentes tipos de herramientas eléctricas. Por tanto, la bobina de la presente invención puede emplearse en combinación con diversos accesorios. La conexión de una herramienta eléctrica portátil a un cable en general depende del tipo de conexión proporcionada en la propia herramienta. La bobina de cable según la presente invención puede estar provista de conectores de diversos tipos proporcionando un cable adecuado para conectar la herramienta en la bobina o proporcionando un cable estándar que tenga un conector adecuado en su extremo para conectar la herramienta.

Asimismo, el conector tiene preferiblemente un ajuste de tipo bayoneta, que permite una fácil y rápida desconexión del cable eléctrico de la bobina o de la herramienta en caso de defecto o rotura del cable. Es posible que se requieran otros tipos de conectores dependiendo de la disposición de los cables de herramientas existentes. Desde un punto de vista ergonómico, el conector (8) en el lado de la herramienta del cable ofrece preferiblemente diferentes grados de libertad de rotación para permitir una fácil manipulación de la herramienta (7) conectada en todas las direcciones.

La Figura 2 ofrece una vista detallada de la estructura interna de la bobina de cable, que muestra los siguientes componentes clave:

Estructura de soporte de bobina (2) con medio de guiado pivotante (3) y placa de controlador (18); buje fijo (17) con el eje alargado (16) que contiene la abertura axial (32) para alojar la cápsula del anillo colector para la transferencia de señales (24) y una disposición de anillo colector para la transferencia de potencia; buje giratorio (19) con material de rodamiento (31), rueda dentada (27) y tambor cerrado (25) con reborde interior (26) y reborde exterior (4) para alojar el cable de herramienta (5); portaescobillas (21) con escobillas de contacto para la transferencia de potencia (22); rueda dentada (28) conectada al engranaje de tornillo sin fin (29) y al motor de accionamiento (30).

El tambor de la bobina (25) es suficientemente ancho y los rebordes interior (26) y exterior (4) suficientemente altos para sujetar toda la longitud del cable (5) en la bobina cuando el cable está completamente retraído. La bobina puede ser de cualquier tamaño conveniente para satisfacer las necesidades de una aplicación particular. Los expertos en la técnica podrán determinar fácilmente las dimensiones apropiadas para cualquier uso final contemplado.

Es fundamental observar la ausencia de cualquier tipo de embrague entre los componentes de accionamiento y el tambor. La configuración de motor y engranaje de la presente invención está continuamente en acoplamiento directo para girar alternativamente dicho tambor alrededor del eje en una dirección para desplegar un cable contenido en el mismo y unido al mismo, y para girar dicho tambor alrededor de dicho eje en la dirección opuesta y recuperar el cable desplegado para su contención en dicho tambor (conjunto de bobina).

La configuración del motor y engranaje está en acoplamiento directo con el buje giratorio (19) por medio de una primera rueda dentada (28) provista en el eje de dicho engranaje de tornillo sin fin (29), y con una segunda rueda dentada (27) que está unido al buje giratorio (19) del tambor. Preferiblemente, ambas ruedas dentadas están fabricadas en un material que no necesita engrase, mientras que dicho buje giratorio tiene rodamientos de baja fricción (31) libres de mantenimiento, lo que hace que la presente invención sea 100% sin mantenimiento.

La bobina según la presente invención está accionada por motor (30). Dependiendo de la aplicación y dependiendo del medio de accionamiento disponible, la bobina según la presente invención puede ser accionada por motor eléctrico, neumático o hidráulico. Como la electricidad está comúnmente disponible en las fábricas, es preferible un motor eléctrico.

Más específicamente, la bobina de cable según la presente invención está provista de una estructura de soporte (2) que tiene un buje fijo (17) con un eje alargado (16) que sobresale del mismo, como se ilustra en la Figura 2. Dicho eje alargado tiene una abertura axial central (32) que se extiende a través del mismo en el que está dispuesta una cápsula del anillo colector para la transferencia de señales (24). Junto a la abertura axial hay uno o más conductos laterales adicionales (11) que discurren paralelos a dicha abertura en el centro del eje alargado. Dichos conductos laterales adicionales se aplican a conductores de potencia directa (23) que van desde la estructura de soporte fijo (2) al interior de la cavidad sellada pero giratoria del tambor (25). Una vez dentro de la cavidad del tambor, cada conductor de potencia (23) se conecta apropiadamente a un anillo colector de potencia (20). Cada anillo colector de potencia (20) tiene su propia escobilla de contacto de potencia (22), ambos permanecen constantemente en contacto entre sí. Las escobillas de contacto de potencia están montadas en un portaescobillas (21) de contacto, este último unido al reborde interior (26) giratorio del tambor por medio de un perno de anclaje. Cada escobilla de contacto de potencia (22) está adecuadamente conectada directamente o mediante un conector al alambre correspondiente del cable de herramienta. Los anillos de contacto de potencia (20) están unidos al eje alargado (16) de la bobina, que permanece estacionaria. Por tanto, cada anillo de contacto de potencia y cada escobilla de contacto de potencia crea una vía conductora, tanto si la escobilla de contacto gira como si no en relación con el anillo de contacto. Esta realización permite que la corriente fluya de forma continua desde la unidad de controlador de la herramienta (1) a través de la estructura de soporte estacionaria (2) y a través del tambor giratorio (25) hasta la herramienta eléctrica portátil (7) sin interrupción.

Con esta realización específica, aplicando conjuntos de anillos colectores separados y un eje alargado con conductos laterales adicionales, la distancia entre los conductores de potencia y los cables de señal sigue siendo lo suficientemente amplia para evitar interferencias electromagnéticas. Además, el tipo de motor eléctrico aplicado por los fabricantes de herramientas eléctricas portátiles determina el número de conductores de potencia. Dependiendo del número de conductores de potencia, son aplicables muchas realizaciones de los conductos laterales adicionales. En la Figura 3 se ilustran varios diseños alternativos.

Otra mejora importante de la bobina de cable según la presente invención se refiere a su medio de guiado pivotante. La experiencia nos enseña que las bobinas de cable accionadas por motor diseñadas con medio de guía fijo (p. ej. el documento EP 1.551.086) tienen un efecto negativo en la durabilidad del cable de herramienta. En situaciones de trabajo con alta frecuencia, como las líneas de montaje de automóviles modernas, el número de ciclos de retracción puede ascender a 800 por día. Al final de cada ciclo de retracción, un amortiguador firmemente fijado montado en un extremo del cable colisiona con un impacto considerable sobre los rodillos de guía del medio de guiado. La colisión continua entre el amortiguador fijo y el medio de guía fijo daña con el tiempo la estructura interna del cable de herramienta. Puesto que estas colisiones se producen repetidamente y siempre en el mismo lugar, los alambres individuales dentro del cable de herramienta con el tiempo se romperán, interrumpiendo así el funcionamiento de la herramienta y deteniendo la producción.

Para superar esta gran desventaja, la bobina según la presente invención introduce una solución para la absorción de impactos que se puede entender mejor con referencia a la Figura 4. Un medio de guiado pivotante (3) puede moverse hacia arriba y hacia abajo alrededor del eje alargado (16) de la bobina, utilizando un rodamiento de baja fricción (33) sin mantenimiento. Las ranuras de guía con miembros de guía apropiados (12) afianzan la estabilidad y limitan el recorrido real del brazo. En un extremo, un miembro de resorte pretensionado (13) conecta dicho medio de guiado a la estructura de soporte de la bobina (2), manteniendo dicho medio de guiado en su posición inicial. En el otro extremo del medio de guiado, se proporciona un conjunto de rodillos de guiado (10) para proteger la cubierta exterior del cable durante el desenrollamiento y rebobinado. Además, un amortiguador (6), preferiblemente hecho de caucho y más grande que el conducto entre dichos rodillos de guía, está unido firmemente a la cubierta exterior del cable en el extremo más alejado del cable, impidiendo daños a la herramienta portátil (7) mientras retrae el cable desenrollado. Cuando, al final del ciclo de retracción, dicho amortiguador golpea dichos rodillos de guía, el primero empuja el medio de guía pivotante desde su posición inicial de 90° hacia una posición alrededor de 45°. Este movimiento hace que el miembro de resorte (13) acumule gradualmente la tensión, desacelerando así el movimiento del medio de guiado. Los solicitantes han encontrado que el ángulo (recorrido) del movimiento real, la distancia desde los rodillos de guía al centro del medio de guiado y las características mecánicas del miembro de resorte en particular, deben elegirse bien para maximizar el grado de absorción de impactos. Implementando este procedimiento, aproximadamente el 70% de la fuerza de impacto sobre el cable se absorbe mediante dicho miembro de resorte.

Dependiendo de la velocidad de retracción del cable motorizado, puede ser necesario ajustar la tensión previa de dicho miembro de resorte para obtener un grado óptimo de absorción de impactos. Por esta razón, se proporcionan varias aberturas (14) en la estructura de soporte de la bobina. Moviendo un extremo del miembro de resorte a otra abertura, es posible aumentar o disminuir la tensión previa de dicho miembro de resorte.

En una realización preferible, se aplica un conjunto amortiguador para la absorción de impactos como se muestra en la Figura 5 para absorber gran parte del 30% restante de la fuerza de impacto. Dicho conjunto amortiguador comprende un miembro de abrazadera (6) que está firmemente unido a la cubierta exterior del cable, un miembro de resorte (34) y un amortiguador de caucho o una obstrucción de cable de caucho (33) que se mueve libremente a lo largo de la cubierta exterior del cable. Cuando dicho amortiguador golpea los rodillos de guía (10) de la bobina, el resorte queda contenido entre los rodillos de guía (10) y el miembro de abrazadera (6), absorbiendo así gran parte de la fuerza de impacto restante.

Finalmente, el movimiento pivotante descrito anteriormente del medio de guiado es capturado por un dispositivo de conmutación (15), preferiblemente montado en la estructura de soporte de la bobina (como se puede ver en la Figura 4). Una vez que el medio de guiado pivotante se mueve más de 10° hacia arriba, dicho dispositivo de conmutación detecta este movimiento e interrumpe la retracción motorizada. Sin retraer la fuerza del motor, el miembro de resorte tensionado devuelve el medio de guiado pivotante a su posición inicial.

La bobina de cable según la presente invención comprende muchas ventajas adicionales. Una ventaja se refiere al hecho de que la bobina según la invención es compacta. La bobina puede ser de cualquier tamaño apropiado y razonable para una tarea en particular. Los expertos en la técnica no tendrán dificultad para determinar los tamaños apropiados de bobinas para tareas particulares.

Otra ventaja de la bobina de cable según la presente invención consiste en el hecho de que la bobina es muy fácil de instalar. El diseño general es de manera que la bobina de cable puede instalarse horizontal o verticalmente, fijarse a una pared o suelo de producción, o suspenderse en un techo, o incluso en un ángulo de 45°.

Otra ventaja de la bobina de cable según la presente invención es el hecho de que la bobina es muy fácil de usar. La funcionalidad de la bobina se mantiene sencilla, por lo que no requiere habilidades especiales ni formación por parte del operario de la línea de montaje. Además, todos los componentes de accionamiento y el engranaje se eligen cuidadosamente de manera que el uso de la bobina de cable requiere muy poco esfuerzo físico (aproximadamente 4 Nf) por parte del operario de la línea de montaje. También ofrece la posibilidad de ajustar la velocidad de retracción motorizada del cable. Idealmente, el cable debería retraerse delante de los pies del operario. Dado que diferentes personas tienen diferentes ritmos al caminar, la velocidad de retracción se puede ajustar para adaptarse al ritmo al que camina de cada operario de la línea de montaje. La velocidad de retracción se puede elegir entre 0,5 (caminar despacio) y 1,5 metros por segundo (caminar rápido) mediante un potenciómetro montado en la estructura de soporte de la bobina.

Otra mejora importante de la presente invención es que el cable se puede retraer inmediatamente después de terminar el trabajo de apriete del operario. La ventaja de esto es que la retracción del cable se pone en marcha en el momento en que el operario regresa a su punto de partida inicial. Con la velocidad de retracción antes mencionada ajustada al valor correcto, el operario de la línea de montaje no tiene que pasar por encima del cable y, por lo tanto, no tiene que preocuparse por dónde colocar los pies. La posibilidad de poner en marcha la retracción motorizada a distancia, combinada con la velocidad de retracción ajustable anterior, hace que la presente invención sea particularmente segura de usar.

Se supone que la presente invención no está restringida a ninguna forma de realización descrita previamente y que pueden añadirse algunas modificaciones al ejemplo de fabricación presentado sin reevaluar las reivindicaciones anejas. Por ejemplo, la presente invención se ha descrito con referencia a cables eléctricos para herramientas eléctricas, pero está claro que la invención se puede aplicar a cables generales, por ejemplo, o a otros elementos alargados que se pueden enrollar.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Conjunto de bobina de cable para sujetar una cantidad enrollada de cable de herramienta (5), en el que dicho cable de herramienta comprende en un primer extremo un medio para conectarse a una herramienta eléctrica portátil (7) y en el otro extremo un medio para conectarse a un sistema de control electrónico para dicha herramienta, y en el que dicho conjunto de bobina de cable comprende un sistema de control electrónico para accionar y controlar la rotación del conjunto de bobina para retraer o desplegar el cable de herramienta, dicho conjunto de bobina de cable que comprende:

a. una estructura de soporte (2) que tiene un buje fijo (17) que sostiene un eje alargado (16) que sobresale de dicho buje y dicha estructura de soporte, dicho eje que tiene una abertura axial central (32) que se extiende a través de la misma;

b. una cápsula del anillo colector (24) para la transferencia de señales, dicha cápsula del anillo colector se proporciona dentro de la abertura axial central en dicho eje y a lo largo del eje central de dicho eje, dicha cápsula del anillo colector que comprende:

i. un conjunto de escobillas de contacto;

ii. un conjunto de anillos colectores de contacto para el contacto eléctrico con el conjunto de escobillas de contacto, y montado de forma giratoria en relación con el conjunto de escobillas de contacto;

c. una bobina giratoria que comprende un buje (19), mediante la cual dicho buje está montado de forma giratoria alrededor del eje, dicha bobina que comprende además un tambor hueco (25) unido a dicho buje de la bobina, preferiblemente dicho tambor hueco que comprende dos rebordes (4, 26) que sobresalen radialmente desde el mismo, dichos rebordes que tienen suficiente altura para alojar un cable entremedio enrollado en dicho tambor;

d. un motor eléctrico (30) para girar alternativamente dicha bobina alrededor de dicho eje en una primera dirección para desplegar un cable unido a dicho conjunto de bobina, y para girar dicha bobina alrededor de dicho eje en una segunda dirección opuesta para recuperar el cable desplegado y contenerlo en dicho conjunto de bobina;

e. un sistema de control electrónico para accionar y controlar la rotación de la bobina;

caracterizado por que el eje comprende al menos un anillo de contacto, preferiblemente circular (20) en su superficie exterior, y mediante el cual dicha bobina comprende además un portaescobillas de contacto (21) que comprende al menos una escobilla de contacto (22) para un contacto eléctrico continuo y que transfiere potencia eléctrica, para la herramienta electrónica portátil, con el al menos un anillo de contacto en el eje, dicho portaescobillas de contacto está unido al tambor hueco que se extiende a lo largo del eje de rotación del buje de la bobina, mediante el cual la porción del eje que comprende dicho anillo de contacto está provisto dentro del tambor hueco, y en el cual el portaescobillas de contacto está provisto dentro del tambor hueco, en el cual dicho tambor hueco tiene un barril cerrado que está completamente cerrado en el extremo más alejado del tambor que mira hacia afuera de la estructura de soporte y mediante el cual el extremo más cercano del barril que mira hacia la estructura de soporte está unido al buje de la bobina formando así una superficie cerrada alrededor del eje, y mediante el cual el buje de la bobina está montado de forma giratoria en el eje mediante materiales de rodamiento (31).

2. Conjunto de bobina de cable según la reivindicación 1 anterior, en el que uno o más conductores de potencia (31) que conducen la potencia eléctrica desde una fuente de potencia al anillo de contacto en el eje, se extienden axialmente a través de dicho eje desde un lado de la estructura de soporte al lado opuesto, mediante el cual hay al menos dos o más de dichos conductores de potencia mediante los cuales dichos al menos dos o más conductores de potencia se extienden por separado por medio de conductos axiales no centrales (11) a través del eje.

3. Conjunto de bobina de cable según la reivindicación 2 anterior, en el que dichos uno o más conductores de potencia comprenden un blindaje, en el que preferiblemente dicho blindaje es un blindaje trenzado con cobre estañado.

4. Conjunto de bobina de cable según las reivindicaciones precedentes 1 a 3, en el que las escobillas de contacto del portaescobillas de contacto están conectadas eléctricamente directamente al cable de herramienta para proporcionar potencia a dicho cable de herramienta.

5. Conjunto de bobina de cable según cualquiera de las reivindicaciones precedentes 2 a 4, en el que la cápsula del anillo colector se proporciona al menos parcialmente dentro del tambor hueco.

6. Conjunto de bobina de cable según cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 a 5, en el que la bobina giratoria comprende una rueda dentada (27), preferiblemente montada unida al buje de la bobina, y mediante el cual el motor eléctrico comprende una rueda dentada (28) en contacto de accionamiento continuo con la rueda dentada de la bobina, para girar dicha bobina.

7. Conjunto de bobina de cable según cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 a 6, en el que el motor eléctrico comprende un engranaje de tornillo sin fin (29) y dicho motor eléctrico está adaptado para accionar dicho engranaje de tornillo sin fin, mediante el cual dicho engranaje de tornillo sin fin comprende un eje sobre el cual la rueda dentada del motor eléctrico está montada para efectuar la rotación de dicha rueda dentada mediante dicho engranaje de tornillo sin fin.

8. Conjunto de bobina de cable según cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 a 7, que comprende además un medio de guiado (3) montado de forma giratoria alrededor del eje, mediante el cual el extremo distal del medio de guiado comprende una guía de cable provista de un conjunto de rodillos (10) para guiar el cable de herramienta hacia y desde la bobina, y mediante el cual dicho medio de guiado está conectado por un miembro de resorte (13) a la estructura de soporte, mediante el cual dicho miembro de resorte se extiende fundamentalmente tangencialmente alrededor de dicho eje, preferiblemente mediante el cual el miembro de resorte está conectado al medio de guía en el lado opuesto de la guía de cable con respecto al eje de rotación del medio de guiado.

9. Conjunto de bobina de cable según cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 a 8, mediante el cual el conjunto de bobina de cable comprende un medio de conmutación (15), preferiblemente montado en la estructura de soporte, dicho medio de conmutación que está adaptado para determinar la orientación de giro del medio de guiado, y configurado para controlar el motor eléctrico basándose en dicha orientación de giro.

10. Conjunto de bobina de cable según cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 a 9, en el que el medio de conmutación está configurado para detener la rotación de la bobina cuando la orientación de giro del medio de guiado pasa por una orientación de corte predefinida en la segunda dirección.

11. Conjunto de bobina de cable según cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 a 10, caracterizado por que el sistema de control electrónico está adaptado para recibir señales de la herramienta electrónica portátil unida en el primer extremo del cable de herramienta, y mediante el cual el sistema de control electrónico está además adaptado para detectar pulsos en dichas señales y contar uno o más pulsos subsiguientes, caracterizado por que el sistema de control electrónico está configurado para ejecutar una o más acciones preprogramadas basándose en el número detectado de pulsos subsiguientes, dichas acciones preprogramadas que comprenden: iniciar la retracción del cable de herramienta, detener la retracción del cable de herramienta, y preferiblemente que además comprende ralentizar la retracción del cable de herramienta y acelerar la retracción del cable de herramienta.

12. Conjunto de bobina de cable según la reivindicación 11 precedente, caracterizado por que dichas señales de la herramienta electrónica portátil son señales de control para iniciar o detener el suministro de potencia a la herramienta electrónica portátil.

13. Conjunto de bobina de cable según cualquiera de las reivindicaciones precedentes 11 o 12, que comprende una herramienta electrónica portátil (7), mediante el cual dicha herramienta electrónica portátil comprende un interruptor de disparo de herramienta (9) para enviar señales al sistema de control electrónico para iniciar o detener el suministro de potencia a la herramienta electrónica portátil, y mediante el cual se analizan las señales de dicho interruptor de disparo de la herramienta para detectar y contar pulsos subsiguientes en dichas señales para el inicio o la detención de la retracción del cable de herramienta basándose en el número de dichos pulsos subsiguientes.

14. Conjunto de bobina de cable según cualquiera de las reivindicaciones precedentes 11 a 13, en el que el sistema de control electrónico acciona y controla la rotación de una bobina para recoger o desplegar el cable de herramienta, dicha bobina que está montada de forma giratoria sobre una estructura de soporte alrededor de un eje que sobresale de dicha estructura de soporte.

15. Uso de un conjunto de bobina de cable según cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 a 14 en la industria del automóvil.