ES2845607T3 - Herramienta de avance mandado con cambio mejorado de avance a retracción - Google Patents

Abstract

Una herramienta de avance mandado configurada para funcionar en un primer modo y en un segundo modo, comprendiendo la herramienta de avance: un husillo (30) alargado adaptado para llevar una broca de herramienta y para girar y desplazarse de forma axial a lo largo de un recorrido de avance, estando el husillo (30) configurado para funcionar en un primer modo para desplazarse de forma axial a lo largo del recorrido de avance en una primera dirección y un segundo modo para desplazarse de forma axial a lo largo del recorrido de avance en una segunda dirección opuesta; un primer y un segundo engranaje (31, 32) cada uno conectado de forma operativa al husillo (30); un mando (49) diferencial que comprende un eje (40) alargado separado lateralmente del husillo (30), un pistón (100) posicionado en el eje (40), y un tercer y un cuarto engranaje (41, 42) posicionados en el eje (40); una cadena (20, 21) de tracción que está acoplada con el tercer engranaje (41) para impulsar el mando (49) diferencial; estando el tercer engranaje (41) y el primer engranaje (31) acoplados para hacer girar al husillo (30), y estando el cuarto engranaje (42) y el segundo engranaje (32) acoplados para desplazar de forma axial el husillo (30); una cámara (120) posicionada en el mando (49) diferencial y que comprende paredes laterales (106), un extremo (107) cerrado, y un extremo abierto opuesto, la cámara (120) posicionada con el eje (40) extendido hacia el extremo abierto y el pistón (100) posicionado en el interior de la cámara (120); una entrada (102) que se extiende a través del extremo (107) cerrado de la cámara (120); una válvula (110) de seta que comprende un cabezal (111) y un vástago (112) para controlar el fluido que fluye a través de la entrada (102) y hacia el interior de la cámara (120); en la que el mando (49) diferencial es móvil con respecto a la cámara entre la primera y la segunda posición para mover de forma selectiva el husillo (30) entre el primer y el segundo modo, comprendiendo la primera posición el pistón (100) más cerca del extremo (107) cerrado, y comprendiendo la segunda posición el pistón (100) posicionado a una mayor distancia del extremo (107) cerrado; caracterizada por que un imán (103) está posicionado en uno del pistón (100) y el extremo (107) cerrado y una placa (104) está posicionada en el otro del pistón (100) y el extremo (107) cerrado, estando el imán (103) y la placa (104) atraídos magnéticamente entre sí para desviar magnéticamente el pistón (100) hacia el extremo (107) cerrado de la cámara (100); la válvula (110) de seta está posicionada en la entrada (102); y la primera posición comprende el pistón (100) en contacto con el cabezal (111) para posicionar el cabezal a lo largo de la entrada (102), y la segunda posición comprende el cabezal (111) de la válvula (110) de seta alejado de la entrada (102) para permitir que entre fluido a la cámara (120).

Description

DESCRIPCIÓN

Herramienta de avance mandado con cambio mejorado de avance a retracción

Antecedentes

Las herramientas de avance mandado, tal y como, pero no limitadas a, taladros de avance, se conocen convencionalmente como herramientas que realizan operaciones en piezas de trabajo formadas por sustancias tal y como acero, aluminio, titanio, y materiales compuestos. Las herramientas de avance mandado incluyen un mecanismo de avance de herramienta que inserta una broca en una pieza de trabajo. Las aplicaciones convencionales para herramientas de avance mandado incluyen, entre otras aplicaciones, orificios de taladro en diversas partes de aeronaves.

Las herramientas de avance mandado suelen incluir un motor configurado para impulsar un husillo. El husillo se puede girar, y puede avanzar una cantidad predeterminada por revolución. El husillo está diseñado para desplazarse en una dirección de avance hacia una pieza de trabajo, y una dirección de retracción lejos de la pieza de trabajo.

Las herramientas están diseñadas para iniciar un cambio en el husillo para que se desplace en la dirección de avance o que se desplace en la dirección de retracción. Algunos métodos típicos para iniciar el cambio de avance a retracción son palancas de leva mecánicas o pistones neumáticos accionados por una señal límite neumática. En la publicación internacional WO 00 78501 A2 se describe un ejemplo de una herramienta de avance mandado con un mecanismo de pistón configurado para iniciar un cambio de avance a retracción. El mecanismo comprende una válvula de seta con resorte. El avance o la retracción del husillo depende del estado de accionamiento de la válvula. La fiabilidad del funcionamiento de estos mecanismos resulta vital para el funcionamiento de la herramienta. Un fallo de los mecanismos en este punto puede provocar que una herramienta quede deshabilitada y atascada con el husillo en la posición de avance. Esto puede provocar daños en la pieza de trabajo y/o en la herramienta.

Compendio

La presente solicitud está dirigida a herramientas de avance mandado y a métodos configurados para iniciar un cambio en el husillo de una dirección de avance a una dirección de retracción.

Un aspecto de la presente solicitud está dirigido a herramientas y métodos que implican una herramienta tanto con una válvula de seta como con una disposición de imán para iniciar el cambio de la dirección del husillo.

Una realización está dirigida a un dispositivo que incluye tanto una válvula de seta como una disposición de imán. Esta herramienta de avance incluye un husillo alargado adaptado para llevar una broca de herramienta y para girar y desplazarse de forma axial a lo largo de un recorrido de avance. El husillo está configurado para funcionar en un primer modo para desplazarse de forma axial a lo largo del recorrido de avance en una primera dirección y un segundo modo para desplazarse de forma axial a lo largo del recorrido de avance en una segunda dirección opuesta. El primer y el segundo engranaje están cada uno conectados de forma operativa al husillo. Un mando diferencial que incluye un eje alargado está separado lateralmente del husillo. El mando diferencial también incluye un pistón posicionado en el eje, y un tercer y un cuarto engranaje posicionados en el eje. Se acopla una cadena de tracción con el tercer engranaje para impulsar el mando diferencial. El tercer y el primer engranaje están acoplados para hacer girar al husillo, y el cuarto y el segundo engranaje están acoplados para desplazar el husillo de forma axial. Se posiciona una cámara en el mando diferencial que incluye paredes laterales, un extremo cerrado, y un extremo abierto opuesto. La cámara se posiciona con el eje extendido hacia el extremo abierto y el pistón posicionado en el interior de la cámara. Se extiende una entrada a través del extremo cerrado de la cámara. El dispositivo también incluye un imán posicionado o bien en el pistón o bien en el extremo cerrado y se posiciona una placa en el otro, ya sea en el pistón o en el extremo cerrado. El imán y la placa se atraen magnéticamente entre sí para desviar el pistón hacia el extremo cerrado de la cámara. Una válvula de seta que incluye un cabezal y un vástago está posicionada en la entrada para controlar el fluido que fluye a través de la entrada y hacia la cámara. El mando diferencial es móvil con respecto a la cámara entre la primera y la segunda posición para mover de forma selectiva el husillo entre el primer y el segundo modo. La primera posición incluye el pistón más cerca del extremo cerrado con el pistón en contacto con el cabezal para posicionar el cabezal en la entrada. La segunda posición incluye el pistón posicionado a una distancia mayor del extremo cerrado con el cabezal de la válvula de seta separado de la entrada para permitir la entrada de fluido a la cámara.

El pistón puede estar posicionado en un extremo del eje y la cámara puede estar posicionada en un extremo del eje.

El imán puede estar montado en el extremo cerrado de la cámara y puede incluir una abertura que se alinea con la entrada.

Tanto el imán como la placa pueden formar el extremo cerrado de la cámara.

Una junta se puede extender alrededor de la entrada con el cabezal de la válvula de seta posicionado contra la junta cuando el mando diferencial está en la primera posición.

Un primer embrague puede estar montado en el mando diferencial y un segundo embrague posicionado en el mando diferencial. El primer y el segundo embrague pueden incluir emparejar superficies cónicas que se acoplan juntas para evitar que el cuarto engranaje gire cuando el mando diferencial está en la segunda posición.

El pistón puede ser móvil con respecto a la cámara estando el pistón separado del cabezal de la válvula de seta cuando el mando diferencial está en la segunda posición.

El imán puede estar montado en el pistón y la placa puede estar posicionada en el extremo cerrado de la cámara. Una o más rampas se pueden extender de forma axial hacia fuera de cada uno del tercer y cuarto engranaje, incluyendo cada rampa superficies de leva que están en contacto entre sí para accionar el husillo en el primer modo. El eje se puede extender a través de una abertura en el tercer engranaje, teniendo el eje y la abertura un tamaño tal que permita al eje moverse independientemente del tercer engranaje.

El eje puede estar unido de manera fija al cuarto engranaje.

Un anillo elevador se puede extender de forma axial desde el segundo engranaje para entrar en contacto con el cuarto engranaje.

Otra realización está dirigida a una herramienta que incluye tanto una válvula de seta como una disposición de imán. Esta realización es un método para iniciar un cambio de un husillo entre la primera y la segunda dirección a lo largo de un recorrido de avance en una herramienta de avance mandado. La herramienta de avance mandado incluye: una fuente de alimentación; engrane; una unidad diferencial con un eje, tercer y cuarto engranajes, y un pistón; una unidad de husillo con un primer y segundo engranaje conectado cada uno al husillo; y una cámara posicionada en un extremo de la unidad diferencial. El método incluye hacer girar el tercer engranaje haciendo así girar el primer engranaje que es accionado por el tercer engranaje mientras que gira el segundo engranaje que es accionado por el tercer engranaje a través del cuarto engranaje y accionar el husillo en la primera dirección a lo largo del recorrido de avance. El método también incluye atraer de forma magnética el pistón hacia un extremo cerrado de la cámara y poner en contacto el pistón con una válvula de seta y cerrar la válvula de seta y evitar que el fluido entre a la cámara a través de la entrada. El método incluye aplicar una fuerza a la unidad diferencial y alejar el eje, el cuarto engranaje, y el pistón del extremo cerrado de la cámara. El método también incluye abrir la válvula de seta mientras el pistón se aleja del extremo cerrado haciendo que entre fluido en la cámara a través de la entrada. El método incluye alejar más aún el pistón, el eje, y el cuarto engranaje del extremo cerrado de la cámara al entrar el fluido en la cámara a través de la entrada. El método incluye desacoplar el cuarto engranaje del tercer engranaje mediante el movimiento y accionamiento del husillo en la segunda dirección a lo largo del recorrido de avance.

Hacer girar el tercer engranaje puede incluir hacer girar el tercer engranaje mediante la fuente de alimentación y el engrane.

Atraer magnéticamente el pistón hacia un extremo cerrado de la cámara incluye atraer un imán en el pistón hacia una placa en la cámara.

Atraer magnéticamente el pistón hacia un extremo cerrado de la cámara puede incluir atraer una placa en el pistón hacia un imán en la cámara.

Atraer magnéticamente el pistón hacia un extremo cerrado de la cámara puede incluir poner en contacto un imán o bien en el pistón o bien en la cámara con una placa en el otro, o bien en el pistón o bien en la cámara.

El método puede también incluir poner en contacto un cabezal de la válvula de seta con el pistón tras entrar el fluido en la cámara a través de la entrada.

El método puede incluir separar el pistón de un cabezal de la válvula de seta cuando se desacopla el cuarto engranaje del tercer engranaje.

El método puede incluir aumentar una presión de fluido en el interior de la cámara y alejar el pistón del extremo cerrado. Aplicar la fuerza a la unidad diferencial puede incluir poner en contacto un anillo elevador con el cuarto engranaje. Aplicar la fuerza a la unidad diferencial puede incluir deslizar miembros de leva en el tercer engranaje a lo largo de miembros de leva en el cuarto engranaje y forzar los engranajes para separarlos a lo largo del eje.

El método puede incluir deslizar el eje a través de una abertura en el tercer engranaje y desplazar el eje con respecto al tercer engranaje mientras se aleja más aún el pistón, el eje, y el cuarto engranaje del extremo cerrado de la cámara. El método puede incluir también desplazar aire a través de la entrada y hacia la cámara y crear una presión en la cámara que supere la fuerza magnética entre un imán y una placa.

Otra realización está dirigida a una herramienta que incluye tanto una válvula de seta como una disposición de imán. La herramienta está configurada para funcionar en un primer modo y un segundo modo. La herramienta de avance incluye un husillo alargado adaptado para llevar una broca de herramienta y para girar y desplazarse de forma axial a lo largo de un recorrido de avance con el husillo configurado para funcionar en un primer modo para desplazarse de forma axial a lo largo del recorrido de avance en una primera dirección y un segundo modo para desplazarse de forma axial a lo largo del recorrido de avance en una segunda dirección opuesta. El primer y el segundo engranaje están cada uno conectados de forma operativa al husillo. Un mando diferencial incluye un eje alargado separado lateralmente del husillo, un pistón posicionado en el eje, y un tercer y un cuarto engranaje posicionados en el eje. Se acopla una cadena de tracción con el tercer engranaje para impulsar el mando diferencial. El tercer y el primer engranaje están acoplados para hacer girar al husillo, y el cuarto y el segundo engranaje están acoplados para desplazar de forma axial el husillo. Se posiciona una cámara en el mando diferencial que incluye paredes laterales, un extremo cerrado, y un extremo abierto opuesto. La cámara se posiciona con el eje extendido hacia el extremo abierto y el pistón posicionado en el interior de la cámara. Se extiende una entrada a través del extremo cerrado de la cámara. Un imán está posicionado o bien en el pistón o bien en el extremo cerrado y se posiciona una placa en el otro, o bien en el pistón o bien en el extremo cerrado. El imán y la placa se atraen magnéticamente entre sí para desviar el pistón hacia el extremo cerrado de la cámara. Una válvula de seta que incluye un cabezal y un vástago está posicionada en la entrada para controlar el fluido que fluye a través de la entrada y hacia la cámara. El mando diferencial es móvil con respecto a la cámara entre la primera y la segunda posición para mover de forma selectiva el husillo al primer y al segundo modo. La primera posición incluye el pistón más cerca del extremo cerrado con el pistón en contacto con el cabezal para posicionar el cabezal a lo largo de la entrada y evitar que el fluido entre en la cámara y para que el tercer y cuarto engranaje se acoplen juntos para accionar el husillo en la primera dirección. La segunda posición incluye el pistón posicionado a una distancia mayor del extremo cerrado con el cabezal de la válvula de seta separado de la entrada para permitir la entrada de fluido a la cámara y con el tercer y el cuarto engranaje desacoplados para accionar el husillo en la segunda dirección. El husillo está configurado para pasar del primer modo al segundo modo en respuesta al desplazamiento del mando diferencial entre la primera y la segunda posición.

La presente solicitud incluye otra realización tanto con una válvula de seta como con una disposición de imán. Esta realización está dirigida a un método para iniciar un cambio de un husillo entre la primera y la segunda dirección a lo largo de un recorrido de avance en una herramienta de avance mandado. La herramienta incluye una fuente de alimentación, engrane, una unidad diferencial con un eje, tercer y cuarto engranajes, y un pistón, una unidad de husillo con un primer y un segundo engranaje conectado cada uno al husillo, y una cámara posicionada en un extremo de la unidad diferencial. El método incluye accionar el husillo en la primera dirección a lo largo del recorrido de avance mientras que se atrae de forma magnética el pistón hacia un extremo cerrado de la cámara y poner en contacto el pistón con una válvula de seta y cerrar la válvula de seta y evitar que el fluido entre a la cámara a través de la entrada. El método incluye aplicar una fuerza al cuarto engranaje y alejar el eje, el cuarto engranaje, y el pistón del extremo cerrado de la cámara, estando el eje, el cuarto engranaje, y el pistón conectados entre sí. El método incluye abrir la válvula de seta mientras el pistón se aleja del extremo cerrado haciendo que entre fluido en la cámara a través de la entrada. El método incluye alejar más aún el pistón, el eje, y el cuarto engranaje del extremo cerrado de la cámara al entrar el fluido en la cámara a través de la entrada. El método también incluye desacoplar el cuarto engranaje del tercer engranaje mediante el movimiento y accionamiento del husillo en la segunda dirección a lo largo del recorrido de avance.

Otras realizaciones están dirigidas a una herramienta de avance que incluye simplemente un imán para hacer pasar al husillo de avance a retracción. Una realización con simplemente el imán está dirigida a una herramienta de avance configurada para funcionar en un primer modo y un segundo modo. La herramienta de avance incluye un husillo alargado adaptado para llevar una broca de herramienta y para girar y desplazarse de forma axial a lo largo de un recorrido de avance. El husillo está configurado para funcionar en un primer modo para desplazarse de forma axial a lo largo del recorrido de avance en una primera dirección y un segundo modo para desplazarse de forma axial a lo largo del recorrido de avance en una segunda dirección opuesta. El primer y el segundo engranaje están cada uno conectados de forma operativa al husillo. Un mando diferencial incluye un eje alargado separado lateralmente del husillo, un pistón montado en el eje, y un tercer y un cuarto engranaje montados en el eje. Se acopla una cadena de tracción con el tercer engranaje para impulsar el mando diferencial. El tercer y el primer engranaje están acoplados para hacer girar al husillo, y el cuarto y el segundo engranaje están acoplados para desplazar de forma axial el husillo. Se posiciona una cámara en el mando diferencial que incluye paredes laterales, un extremo cerrado, y un extremo abierto opuesto. La cámara se posiciona con el eje extendido hacia el extremo abierto y el pistón posicionado en el interior de la cámara. Se extiende una entrada a través del extremo cerrado de la cámara. Un imán está posicionado o bien en el pistón o bien en el extremo cerrado y se posiciona una placa en el otro, o bien en el pistón o bien en el extremo cerrado. El imán y la placa se atraen magnéticamente entre sí para desviar el pistón hacia el extremo cerrado de la cámara. El mando diferencial es móvil con respecto a la cámara entre la primera y la segunda posición para mover de forma selectiva el husillo al primer y al segundo modo. La primera posición incluye el pistón posicionado para cerrar la entrada y evitar que el fluido entre en la cámara. La segunda posición incluye el pistón posicionado lejos de para abrir la entrada y permitir que entre fluido en la cámara. El husillo está configurado para pasar del primer modo al segundo modo en respuesta al desplazamiento del mando diferencial entre la primera y la segunda posición.

El pistón puede estar posicionado en un extremo del eje y la cámara está posicionada en un extremo del eje.

El imán puede estar montado en el extremo cerrado de la cámara y puede incluir una abertura que se alinea con la entrada.

O bien el imán o la placa pueden formar el extremo cerrado de la cámara.

La herramienta puede también incluir una junta que se extiende alrededor de la entrada con un lado inferior del pistón posicionado contra la junta cuando el mando diferencial está en la primera posición.

La herramienta puede incluir un primer embrague montado en el eje y un segundo embrague posicionado en el mando diferencial, incluyendo el primer y el segundo embrague emparejar superficies cónicas que se acoplan juntas para evitar que el cuarto engranaje gire cuando el mando diferencial está en la segunda posición.

El pistón puede ser móvil con respecto a la cámara estando el pistón separado de la entrada cuando el mando diferencial está en la segunda posición.

El imán puede estar montado en el pistón y la placa puede estar posicionada en el extremo cerrado de la cámara.

La herramienta puede también incluir una o más rampas que se extienden de forma axial hacia fuera de cada uno del tercer y el cuarto engranaje, incluyendo cada rampa superficies de leva que están en contacto entre sí para accionar el husillo en el primer modo.

El eje se puede extender a través de una abertura en el tercer engranaje, teniendo el eje y la abertura un tamaño tal que permita al eje moverse independientemente del tercer engranaje.

El eje puede estar unido de manera fija al cuarto engranaje.

La herramienta puede también incluir un anillo elevador que se extiende de forma axial desde el segundo engranaje para entrar en contacto con el cuarto engranaje.

Otra realización que simplemente incluye el imán está dirigida a una herramienta de avance mandado configurada para funcionar en un primer modo y un segundo modo. La herramienta incluye un husillo alargado adaptado para llevar una broca de herramienta y para girar y desplazarse de forma axial a lo largo de un recorrido de avance. El husillo está configurado para funcionar en un primer modo para desplazarse de forma axial a lo largo del recorrido de avance en una primera dirección y un segundo modo para desplazarse de forma axial a lo largo del recorrido de avance en una segunda dirección opuesta. El primer y el segundo engranaje están cada uno conectados de forma operativa al husillo. Un mando diferencial incluye un eje alargado separado lateralmente del husillo, un pistón montado en el eje, y un tercer y cuarto engranaje montados en el eje. Se acopla una cadena de tracción con el tercer engranaje para impulsar el mando diferencial. El tercer y el primer engranaje están acoplados para hacer girar al husillo, y el cuarto y el segundo engranaje están acoplados para desplazar de forma axial el husillo. Se posiciona una cámara en el mando diferencial que incluye paredes laterales, un extremo cerrado, y un extremo abierto opuesto. La cámara se posiciona con el eje extendido hacia el extremo abierto y el pistón posicionado en el interior de la cámara. Se extiende una entrada a través del extremo cerrado de la cámara. Un imán está posicionado o bien en el pistón o bien en el extremo cerrado y se posiciona una placa en el otro, o bien en el pistón o bien en el extremo cerrado. El imán y la placa se atraen magnéticamente entre sí para desviar el pistón hacia el extremo cerrado de la cámara. El mando diferencial es móvil con respecto a la cámara entre la primera y la segunda posición para mover de forma selectiva el husillo al primer y al segundo modo. La primera posición incluye el pistón extendido a lo largo de la entrada para cerrar la entrada y para que el tercer y el cuarto engranaje se acoplen juntos y así accionen el husillo en la primera dirección. La segunda posición incluye el pistón separado de la entrada para permitir la entrada de fluido a la cámara y con el tercer y cuarto engranaje desacoplados para accionar el husillo en la segunda dirección. El husillo está configurado para pasar del primer modo al segundo modo en respuesta al desplazamiento del mando diferencial entre la primera y la segunda posición.

Otra realización está dirigida a un método para utilizar una herramienta que incluye simplemente el imán. El método incluye iniciar un cambio de un husillo entre la primera y la segunda dirección a lo largo de un recorrido de avance. La herramienta de avance mandado incluye una fuente de alimentación, engrane, una unidad diferencial que incluye un eje con un tercer y un cuarto engranaje y un pistón en un extremo, y una unidad de husillo con un primer y un segundo engranaje conectado cada uno al husillo. Una cámara está posicionada en un extremo de la unidad diferencial. El método incluye hacer girar el tercer engranaje, y hacer girar el primer engranaje que es accionado por el tercer engranaje mientras que gira el cuarto engranaje que es accionado por el tercer engranaje a través del cuarto engranaje y accionar el husillo en la primera dirección a lo largo del recorrido de avance. El método incluye atraer de forma magnética el pistón hacia un extremo cerrado de la cámara y posicionar el pistón a lo largo de la entrada y evitar que el fluido entre a la cámara a través de la entrada. El método incluye aplicar una fuerza a la unidad diferencial y alejar el eje, el cuarto engranaje, y el pistón como una unidad del extremo cerrado de la cámara. El método incluye desplazar fluido a la cámara a través de la entrada mientras el pistón se aleja del extremo cerrado. El método incluye alejar más aún el pistón, el eje, y el cuarto engranaje del extremo cerrado de la cámara al entrar el fluido en la cámara a través de la entrada. El método también incluye desacoplar el cuarto engranaje del tercer engranaje mediante el desplazamiento y accionamiento del husillo en la segunda dirección a lo largo del recorrido de avance.

Hacer girar el tercer engranaje puede incluir girar el tercer engranaje mediante la fuente de alimentación y engrane.

Atraer magnéticamente el pistón hacia un extremo cerrado de la cámara puede incluir atraer un imán en el pistón hacia una placa en la cámara.

Atraer magnéticamente el pistón hacia un extremo cerrado de la cámara puede incluir atraer una placa en el pistón hacia un imán en la cámara.

Atraer magnéticamente el pistón hacia un extremo cerrado de la cámara puede incluir poner en contacto un imán o bien en el pistón o bien en la cámara con una placa en el otro, o bien en el pistón o bien en la cámara.

El método puede también incluir aumentar una presión de fluido en el interior de la cámara y alejar el pistón del extremo cerrado.

Aplicar la fuerza a la unidad diferencial puede incluir poner en contacto un anillo elevador que se extiende radialmente hacia fuera del segundo engranaje con el cuarto engranaje.

Aplicar la fuerza a la unidad diferencial puede incluir deslizar miembros de leva en el tercer engranaje a lo largo de miembros de leva en el cuarto engranaje y forzar los engranajes para separarlos a lo largo del eje.

El método puede también incluir deslizar el eje a través de una abertura en el tercer engranaje y desplazar el eje con respecto al tercer engranaje mientras se aleja más aún el pistón, el eje, y el cuarto engranaje del extremo cerrado de la cámara.

Otra realización está dirigida a una herramienta con simplemente un imán. Esta realización está dirigida a un método para iniciar un cambio de un husillo entre la primera y la segunda dirección a lo largo de un recorrido de avance en una herramienta de avance mandado. La herramienta incluye una fuente de alimentación, engrane, una unidad diferencial que incluye un eje con tercer y cuarto engranajes y un pistón en un extremo, y una unidad de husillo con un primer y un segundo engranaje conectado cada uno al husillo, y una cámara posicionada en un extremo de la unidad diferencial. El método incluye accionar el husillo en la primera dirección a lo largo del recorrido de avance. El método incluye atraer de forma magnética el pistón hacia un extremo cerrado de la cámara y posicionar el pistón sobre una entrada y evitar que el fluido entre a la cámara a través de la entrada. El método incluye aplicar una fuerza a la unidad diferencial y alejar el eje, el cuarto engranaje, y el pistón como una unidad del extremo cerrado de la cámara. El método incluye abrir la entrada mientras el pistón se aleja del extremo cerrado haciendo que entre fluido en la cámara a través de la entrada. El método incluye alejar más aún el pistón, el eje, y el cuarto engranaje como una unidad del extremo cerrado de la cámara al entrar el fluido en la cámara a través de la entrada. El método también incluye desacoplar el cuarto engranaje del tercer engranaje mediante el desplazamiento y accionamiento del husillo en la segunda dirección a lo largo del recorrido de avance.

Otro aspecto de la invención es una herramienta de avance mandado y métodos de uso que incluyen simplemente una válvula de seta para pasar de la posición de avance a la de retracción y viceversa. Una realización está dirigida a una herramienta configurada para funcionar en un primer modo y un segundo modo. La herramienta incluye un husillo alargado adaptado para llevar una broca de herramienta y para girar y desplazarse de forma axial a lo largo de un recorrido de avance. El husillo está configurado para funcionar en un primer modo para desplazarse de forma axial a lo largo del recorrido de avance en una primera dirección y un segundo modo para desplazarse de forma axial a lo largo del recorrido de avance en una segunda dirección opuesta. El primer y el segundo engranaje están cada uno conectados de forma operativa al husillo. Un mando diferencial incluye un eje alargado separado lateralmente del husillo, un pistón montado en el eje, y un tercer y cuarto engranaje montados en el eje. Se acopla una cadena de tracción con el tercer engranaje para impulsar el mando diferencial. El tercer y el primer engranaje están acoplados para hacer girar al husillo, y el cuarto y el segundo engranaje están acoplados para desplazar de forma axial el husillo. Se posiciona una cámara en el mando diferencial que incluye paredes laterales, un extremo cerrado, y un extremo abierto opuesto. La cámara se posiciona con el eje extendido hacia el extremo abierto y el pistón posicionado en el interior de la cámara. Se extiende una entrada a través del extremo cerrado de la cámara. Una válvula de seta que incluye un cabezal y un vástago está posicionada en la entrada para controlar el fluido que fluye a través de la entrada y hacia la cámara. El mando diferencial es móvil con respecto a la cámara entre la primera y la segunda posición para mover de forma selectiva el husillo del primer modo al segundo modo. La primera posición incluye el pistón más cerca del extremo cerrado con el pistón en contacto con el cabezal para posicionar el cabezal en la entrada. La segunda posición incluye el pistón posicionado a una distancia mayor del extremo cerrado con el cabezal de la válvula de seta separado de la entrada para permitir la entrada de fluido a la cámara. El husillo está configurado para pasar del primer modo al segundo modo en respuesta al desplazamiento del mando diferencial entre la primera y la segunda posición.

El pistón está posicionado en un extremo del eje y la cámara está posicionada en un extremo del eje.

La herramienta puede también incluir una junta que se extiende alrededor de la entrada con el cabezal de la válvula de seta posicionado contra la junta cuando el mando diferencial está en la primera posición.

La herramienta puede también incluir un primer embrague montado en el eje y un segundo embrague posicionado en el mando diferencial. El primer y el segundo embrague pueden incluir emparejar superficies cónicas que se acoplan juntas para evitar que el cuarto engranaje gire cuando el mando diferencial está en la segunda posición.

El pistón puede ser móvil con respecto a la cámara estando el pistón separado del cabezal de la válvula de seta cuando el mando diferencial está en la segunda posición.

La herramienta puede también incluir una o más rampas que se extienden de forma axial hacia fuera de cada uno del tercer y el cuarto engranaje, incluyendo cada rampa superficies de leva que están en contacto entre sí para accionar el husillo en el primer modo.

El eje se puede extender a través de una abertura en el tercer engranaje, teniendo el eje y la abertura un tamaño tal que permita al eje moverse independientemente del tercer engranaje.

El eje puede estar unido de manera fija al cuarto engranaje.

La herramienta puede también incluir un anillo elevador que se extiende de forma axial desde el segundo engranaje para entrar en contacto con el cuarto engranaje.

Otra realización está dirigida a una herramienta y método que incluyen simplemente una válvula de seta. Esta realización está dirigida a un método para iniciar un cambio de un husillo entre la primera y la segunda dirección a lo largo de un recorrido de avance en una herramienta de avance mandado. La herramienta incluye una fuente de alimentación, engrane, una unidad diferencial con un eje con tercer y cuarto engranajes y un pistón en un extremo, y una unidad de husillo con un primer y un segundo engranaje conectado cada uno al husillo, y una cámara posicionada en un extremo de la unidad diferencial. El método incluye hacer girar el tercer engranaje, y hacer girar el primer engranaje que es accionado por el tercer engranaje mientras que gira el cuarto engranaje que es accionado por el tercer engranaje a través del cuarto engranaje y accionar el husillo en la primera dirección a lo largo del recorrido de avance. El método incluye posicionar el pistón en un extremo cerrado de la cámara y poner en contacto el pistón con una válvula de seta y cerrar la válvula de seta y evitar que el fluido entre a la cámara a través de la entrada. El método incluye aplicar una fuerza a la unidad diferencial y alejar el eje, el cuarto engranaje, y el pistón como una unidad del extremo cerrado de la cámara. El método incluye abrir la válvula de seta mientras el pistón se aleja del extremo cerrado haciendo que entre fluido en la cámara a través de la entrada. El método incluye alejar más aún el pistón, el eje, y el cuarto engranaje como una unidad del extremo cerrado de la cámara al entrar el fluido en la cámara a través de la entrada. El método también incluye desacoplar el cuarto engranaje del tercer engranaje mediante el desplazamiento y accionamiento del husillo en la segunda dirección a lo largo del recorrido de avance.

Hacer girar el tercer engranaje puede incluir girar el tercer engranaje mediante la fuente de alimentación y engrane.

El método puede también incluir poner en contacto un cabezal de la válvula de seta con el pistón tras entrar en fluido en la cámara a través de la entrada.

El método puede también incluir separar el pistón de un cabezal de la válvula de seta cuando se desacopla el cuarto engranaje del tercer engranaje.

El método puede también incluir aumentar una presión de fluido en el interior de la cámara y alejar el pistón del extremo cerrado.

Aplicar la fuerza a la unidad diferencial puede incluir poner en contacto un anillo elevador que se extiende radialmente hacia fuera del segundo engranaje con el cuarto engranaje.

Aplicar la fuerza a la unidad diferencial puede incluir deslizar miembros de leva en el tercer engranaje a lo largo de miembros de leva en el cuarto engranaje y forzar los engranajes para separarlos a lo largo del eje.

El método puede también incluir deslizar el eje a través de una abertura en el tercer engranaje y desplazar el eje con respecto al tercer engranaje mientras se aleja más aún el pistón, el eje, y el cuarto engranaje juntos del extremo cerrado de la cámara.

Otra realización que tiene simplemente una válvula de seta está dirigida a una herramienta de avance mandado configurada para funcionar en un primer modo y un segundo modo. La herramienta de avance incluye un husillo alargado adaptado para llevar una broca de herramienta y para girar y desplazarse de forma axial a lo largo de un recorrido de avance. El husillo está configurado para funcionar en un primer modo para desplazarse de forma axial a lo largo del recorrido de avance en una primera dirección y un segundo modo para desplazarse de forma axial a lo largo del recorrido de avance en una segunda dirección opuesta. El primer y el segundo engranaje están cada uno conectados de forma operativa al husillo. Un mando diferencial incluye un eje alargado separado lateralmente del husillo, un pistón montado en el eje, y un tercer y cuarto engranaje montados en el eje. Se acopla una cadena de tracción con el tercer engranaje para impulsar el mando diferencial. El tercer y el primer engranaje están acoplados para hacer girar al husillo, y el cuarto y el segundo engranaje están acoplados para desplazar de forma axial el husillo. Se posiciona una cámara en el mando diferencial que incluye paredes laterales, un extremo cerrado, y un extremo abierto opuesto. La cámara se posiciona con el eje extendido hacia el extremo abierto y el pistón posicionado en el interior de la cámara. Se extiende una entrada a través del extremo cerrado de la cámara. Una válvula de seta incluye un cabezal y un vástago y está posicionada en la entrada para controlar el fluido que fluye a través de la entrada y hacia la cámara. El mando diferencial es móvil con respecto a la cámara entre la primera y la segunda posición para mover de forma selectiva el husillo al primer y al segundo modo. La primera posición incluye el pistón más cerca del extremo cerrado con el pistón en contacto con el cabezal para posicionar el cabezal a lo largo de la entrada y para que el tercer y cuarto engranaje se acoplen juntos para accionar el husillo en la primera dirección. La segunda posición incluye el pistón posicionado a una distancia mayor del extremo cerrado con el cabezal de la válvula de seta separado de la entrada para permitir la entrada de fluido a la cámara y con el tercer y el cuarto engranaje desacoplados para accionar el husillo en la segunda dirección. El husillo está configurado para pasar del primer modo al segundo modo en respuesta al desplazamiento del mando diferencial entre la primera y la segunda posición.

Otra realización con simplemente la válvula de seta está dirigida a un método para iniciar un cambio de un husillo entre la primera y la segunda dirección a lo largo de un recorrido de avance en una herramienta de avance mandado. La herramienta de avance mandado incluye una fuente de alimentación, engrane, una unidad diferencial que incluye un eje con tercer y cuarto engranajes y un pistón en un extremo, y una unidad de husillo con un primer y un segundo engranaje conectado cada uno al husillo, y una cámara posicionada en un extremo de la unidad diferencial. El método incluye accionar el husillo en la primera dirección a lo largo del recorrido de avance. El método incluye posicionar el pistón en un extremo cerrado de la cámara y poner en contacto el pistón con una válvula de seta y cerrar la válvula de seta y evitar que el fluido entre a la cámara a través de la entrada. El método incluye aplicar una fuerza al cuarto engranaje y alejar el eje, cuarto engranaje, y pistón como una unidad del extremo cerrado de la cámara. El método incluye abrir la válvula de seta mientras el pistón se aleja del extremo cerrado haciendo que entre fluido en la cámara a través de la entrada. El método incluye alejar más aún el pistón, el eje, y el cuarto engranaje juntos del extremo cerrado de la cámara al entrar el fluido en la cámara a través de la entrada. El método también incluye desacoplar el cuarto engranaje del tercer engranaje mediante el desplazamiento y accionamiento del husillo en la segunda dirección a lo largo del recorrido de avance.

Los diversos aspectos de las diversas realizaciones se pueden utilizar individualmente o en cualquier combinación, como se desee.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es una vista en perspectiva de una herramienta de ángulo recto.

La Figura 2 es una vista en perspectiva de una herramienta en línea.

La Figura 3A es una vista lateral esquemática de componentes de una herramienta que funciona en una dirección de avance.

La Figura 3B es una vista lateral esquemática de componentes de una herramienta que funciona en una dirección de retracción.

La Figura 4 es una vista lateral en sección de un cabezal de engranaje.

La Figura 5 es una vista lateral en sección de un cabezal de engranaje en una operación de avance.

La Figura 6 es una vista lateral en sección de un cabezal de engranaje en una operación de retracción.

La Figura 7 es una vista superior de un engranaje impulsor diferencial con rampas que forman una porción de un embrague de umbral.

La Figura 7A es una vista lateral de dos de las rampas de la Figura 7.

La Figura 8 es una vista lateral en perspectiva de un embrague de umbral formado entre un engranaje impulsor diferencial y un engranaje de avance diferencial.

La Figura 9 es una vista lateral esquemática de un engranaje de avance de husillo con un anillo elevador y un mecanismo de retención para evitar que un engranaje de avance diferencial gire.

La Figura 10 es una vista lateral en perspectiva de un mecanismo de retención para evitar que un engranaje de avance diferencial gire.

La Figura 11A es una vista lateral en sección de un pistón en una primera posición en una cámara con la herramienta en una operación de avance.

La Figura 11B es una vista lateral en sección de un pistón en una segunda posición en la cámara con la herramienta en una operación de retracción.

La Figura 12 es una vista lateral esquemática de una herramienta que no está dentro del alcance de las reivindicaciones con una combinación de imán y placa con el pistón en una segunda posición en la cámara con la herramienta en una operación de retracción.

La Figura 13 es una vista lateral esquemática de una herramienta que no está dentro del alcance de las reivindicaciones con una válvula de seta con el pistón en una segunda posición en la cámara con la herramienta en una operación de retracción.

Descripción detallada

La presente solicitud está dirigida a dispositivos y métodos para iniciar un cambio en una herramienta de avance mandado de una primera dirección a una segunda dirección. En una realización, esto incluye el cambio de una dirección de avance a una dirección inversa. Los dispositivos y métodos incluyen una o más de una disposición de imán y una válvula de seta.

La herramienta 10 generalmente incluye un motor 12 y un cabezal 14 de engranaje que incluye el husillo 30. La Figura 1 ilustra un ejemplo de una herramienta de avance mandado, específicamente una herramienta 10 de avance mandado de ángulo recto. La Figura 2 muestra una herramienta 10 de avance mandado con una configuración en línea. Ángulo recto y en línea se refieren a la posición de un motor 12 con respecto a un eje de un husillo 30. La herramienta 10 de avance mandado generalmente incluye un husillo 30 que, además de girar, avanza una cantidad predeterminada por revolución hacia la pieza de trabajo a taladrar. El husillo 30 está diseñado para desplazarse en la dirección A de avance hacia una pieza de trabajo y en una dirección R de retracción (es decir, inversa) lejos de la pieza de trabajo. El motor 12 puede ser alimentado por una fuente de aire presurizado, un funcionamiento hidráulico/de fluido (no ilustrado), o una fuente de energía eléctrica (no ilustrada).

Las Figuras 3A y 3B proporcionan una visión general de los aspectos de la herramienta 10 que desplaza el husillo 30 en la dirección de avance (Figura 3A) y en la dirección de retracción (Figura 3B). La herramienta 10 generalmente incluye una unidad 39 de husillo y una unidad 49 diferencial. La unidades 39, 49 están generalmente alineadas en paralelo la una a la otra en el interior de un cabezal 14 de engranaje. La unidad 39 de husillo incluye uno o más del husillo 30, engranaje 31 impulsor de husillo, engranaje 32 de avance de husillo, y un anillo 50 elevador. La unidad 49 diferencial incluye uno o más del engranaje 41 impulsor diferencial, engranaje 42 de avance diferencial, pistón 100, y un eje 40 de avance.

El husillo 30 es un miembro alargado que incluye una o más ranuras para acoplarse con el engranaje 31 impulsor y roscas para acoplarse con el engranaje 32 de avance. El engranaje 31 impulsor y el engranaje 32 de avance incluyen cada uno una forma anular con una abertura central para recibir el husillo 30. El engranaje 31 impulsor incluye una o más espigas que se acoplan en la una o más ranuras en el husillo 30, y el engranaje 32 de avance incluye roscas para acoplarse con las roscas a lo largo del husillo 30. Se extienden dientes alrededor de la periferia exterior de cada engranaje 31,32 para acoplarse con los engranajes correspondientes en la unidad 49 diferencial.

El husillo 30 se puede extender a través de un soporte 80, que puede incluir una carcasa que se extiende alrededor del cabezal 14 de engranaje. El soporte 80 se mantiene fijo durante el giro y el movimiento axial del husillo 30. Un miembro 81 tope de profundidad puede estar unido al husillo 30 para controlar un alcance de movimiento axial del husillo 30 en la dirección de avance. El tope 81 de profundidad está unido al husillo 30 y se desplaza de forma axial con el husillo 30. En una o más realizaciones, el tope 81 de profundidad es un collarín roscado en el husillo 30. El tope 81 de profundidad se extiende radialmente hacia fuera desde el husillo 30 y tiene un tamaño tal para entrar en contacto con el soporte 80 para evitar un desplazamiento axial adicional del husillo 30 en la dirección de avance. Para evitar daños, el soporte 80 puede incluir un cojinete en el punto en el que el husillo 30 no puede impulsarse más en la dirección de avance. Un dispositivo 37 de desviación está posicionado entre el engranaje 32 de avance de husillo y el soporte 80.

En la unidad 49 diferencial, cada uno del engranaje 41 impulsor y el engranaje 42 de avance se extienden alrededor del eje 40 de avance e incluyen dientes alrededor de su periferia para acoplarse con los engranajes 31, 32 correspondientes de la unidad 39 de husillo. El pistón 100 está posicionado en una cámara 120 bajo los engranajes 41,42. El eje 40 de avance está unido al pistón 100 y al engranaje 42 de avance diferencial para desplazarse de forma axial como una unidad. El engranaje 41 impulsor diferencial se extiende alrededor del eje 40 de avance pero no se desplaza de forma axial con el eje 40 de avance. Se dirige aire a través de una o más entradas 102 en una parte inferior de la cámara 120.

Los engranajes 31,32, 41,42 de la unidad 39 de husillo y la unidad 49 diferencial están configurados para proporcionar giro y avance (avance y retracción) al husillo 30. El engranaje 41 impulsor diferencial es accionado mediante el motor 12. El engranaje 41 impulsor diferencial se acopla con el engranaje 31 impulsor de husillo que está conectado de forma operativa al husillo 30 para así proporcionar giro al husillo 30. El engranaje 41 impulsor diferencial también está conectado de forma operativa a y hace girar al engranaje 42 de avance diferencial. El engranaje 42 de avance diferencial se acopla con el engranaje 32 de avance de husillo que está roscado al husillo 30. Los engranajes 32, 42 de avance proporcionan al husillo 30 la posibilidad de desplazarse en las direcciones de avance y retracción con la velocidad y dirección de avance basadas en relaciones entre el engranaje 41 impulsor/engranaje 31 impulsor y el engranaje 42 de avance/engranaje 32 de avance. En una o más realizaciones, la rosca en el husillo 30 está fabricada a izquierdas de modo que se consigue un avance en la dirección de avance al hacer girar el engranaje 32 de avance de husillo más rápido que el engranaje 31 impulsor de husillo. En otra realización, el husillo 30 está fabricado a derechas de modo que se consigue el avance en la dirección de avance al hacer girar el engranaje 32 de avance de husillo más despacio que el engranaje 31 impulsor de husillo.

Para desplazar el husillo 30 en la dirección de retracción, el engranaje 42 de avance diferencial se desacopla del engranaje 41 impulsor diferencial y se mantiene fijo. Esto provoca que el engranaje 32 de avance de husillo también se mantenga fijo. El husillo 30 se retrae mientras el engranaje 31 impulsor continúa haciéndolo girar.

La unidad 39 de husillo y la unidad 49 diferencial forman el cabezal 14 de engranaje configurado para estar unido al motor 12. La Figura 4 ilustra una vista lateral esquemática de un cabezal 14 de engranaje de avance de ángulo recto separado del motor 12. La herramienta 10 incluye un eje 20 de entrada que es accionado por el motor 12 (no ilustrado en la Figura 4). Para la versión de ángulo recto, se emplea un conjunto de engranajes 22 cónicos para proporcionar giro a un engranaje 78 de entrada unido a un eje del engranaje 22 cónico accionado para acoplarse a y proporcionar una fuerza impulsora al engranaje 41 impulsor diferencial. Por tanto, el engranaje 78 de entrada está configurado para proporcionar una fuerza para hacer girar el engranaje 41 impulsor diferencial (y por tanto el engranaje 42 de avance diferencial, el engranaje 31 impulsor de husillo, y el engranaje 32 de avance de husillo conectados de forma operativa). Se utiliza una configuración similar para una herramienta en línea con el engranaje 78 de entrada accionado por el motor 12 o bien directamente o bien mediante reductores de velocidad de engranajes comúnmente denominados reductores planetarios. Para un cabezal 14 de engranaje de ángulo recto y para un cabezal 14 de engranaje en línea, la unidad 39 de husillo y la unidad 49 diferencial son sustancialmente iguales.

En una o más realizaciones, la herramienta 10 de avance mandado utiliza un suministro de aire presurizado para la potencia del motor. Este mismo suministro de aire se utiliza entonces para controlar diversas funciones diferentes en el funcionamiento general de la herramienta. En una o más realizaciones que incluyen un motor 12 eléctrico, un suministro de aire presurizado separado proporciona estas funciones de control o se utiliza un control de accionamiento eléctrico similar. En una o más realizaciones, se suministra aire del suministro de aire presurizado al pistón 100 y a la cámara 120. El suministro del aire es controlado por el sistema lógico de aire en la herramienta 10.

Las Figuras 5 y 6 ilustran que el husillo 30 se gira y se desplaza de forma axial al hacer girar el engranaje 31 impulsor de husillo y el engranaje 32 de avance de husillo respectivamente con el engranaje 41 impulsor diferencial y el engranaje 42 de avance diferencial. El engranaje 32 de avance de husillo incluye roscas internas que están roscadas en las roscas externas del husillo. Por tanto, cuando el engranaje 32 de avance de husillo gira con respecto al husillo 30, el husillo 30 avanzará en la dirección de avance a través del engranaje 32 de avance de husillo. En una o más realizaciones, las roscas externas del husillo 30 son roscas a izquierdas. El husillo 30 también incluye ranuras que se extienden a lo largo de su longitud. El engranaje 31 impulsor de husillo incluye acanalados macho internos que se acoplan a las hendiduras impulsoras en el husillo 30. Por tanto, cuando se hace girar el engranaje 31 impulsor de husillo, el husillo 30 también gira.

La Figura 5 ilustra el cabezal 14 de engranaje en funcionamiento para desplazar el husillo 30 en la dirección de avance indicada por la flecha A. Tal y como se ilustra, el engranaje 42 de avance diferencial está acoplado a y gira por el engranaje 41 impulsor diferencial. El engranaje 42 de avance diferencial a su vez hace girar el engranaje 32 de avance de husillo que está acoplado al husillo 30. El giro del engranaje 32 de avance de husillo alrededor del husillo 30 acciona de forma axial el husillo 30 en la dirección A de avance. El tope 81 de profundidad que está en contacto con el soporte 80 en la máxima profundidad puede establecer el alcance del movimiento del husillo 30.

La herramienta 10 está configurada para cambiar la dirección de avance para retraer el husillo 30 tras esta cantidad deseada de movimiento axial del husillo 30 en la dirección A de avance. Para cambiar el cabezal 14 de engranaje a retracción, el engranaje 42 de avance diferencial se desacopla del engranaje 41 impulsor diferencial. El desacoplamiento provoca que el engranaje 42 de avance diferencial se mantenga fijo. Debido a que el engranaje 32 de avance de husillo es accionado a través del engranaje 42 de avance diferencial, el engranaje 32 de avance de husillo también se mantiene fijo. Con el husillo 30 siendo todavía accionado por el engranaje 31 impulsor de husillo (a través del engranaje 41 impulsor diferencial), el husillo 30 se retrae debido a las roscas a lo largo de la longitud del husillo 30 que están acopladas en el engranaje 32 de avance de husillo.

La herramienta 10 de avance puede incluir uno o más aspectos para mejorar la fiabilidad de funcionamiento de cambiar de avance a retracción. La herramienta 10 incluye un pistón 100 de dos etapas, y uno o más de un embrague 70 de sobrecarga de torsión formado entre el engranaje 42 de avance diferencial y el engranaje 41 impulsor diferencial, y un anillo 50 elevador mecánico que desplaza de forma axial el engranaje 42 de avance diferencial. En una o más realizaciones, la herramienta 10 incluye cada uno de estos aspectos. Otras realizaciones incluyen la herramienta 10 de avance con simplemente uno de estos aspectos. Incluso otras realizaciones pueden incluir la herramienta 10 de avance con dos o más de estos aspectos. En una realización específica, la herramienta 10 incluye un anillo 50 elevador y un pistón 100 de dos etapas. En otra realización específica, la herramienta 10 incluye el embrague 70 de sobrecarga de torsión y el pistón 100 de dos etapas. Las Figuras 5 y 6 incluyen una realización que incluye un embrague 70, un anillo 50 elevador, y un pistón 100 de dos etapas.

El embrague 70 de sobrecarga de torsión es una manera de cambiar la herramienta 10 entre las operaciones de avance y retracción. El embrague 70 incluye conectar rampas 85 emparejadas en las superficies de contacto del engranaje 41 impulsor diferencial y el engranaje 42 de avance diferencial. Las rampas 85 se emparejan entre sí para que el engranaje 41 impulsor haga girar el engranaje 42 de avance.

La Figura 7 ilustra una vista superior del engranaje 41 impulsor diferencial que incluye una forma circular. Una abertura 86 central tiene un tamaño tal de forma que recibe el eje 40 de avance. La superficie 84 axial que mira hacia el engranaje 42 de avance incluye rampas 85 cada una de las cuales incluye una superficie 87 de leva inclinada tal y como se ilustra mejor en la Figura 7A. Las superficies 87 de leva están alineadas en un ángulo a con la superficie 84. El ángulo a puede variar dependiendo del alcance de acople necesario. En una o más realizaciones tal y como se ilustra en la Figura 7, las rampas 85 se extienden completamente alrededor de la abertura 86 central. Otras realizaciones pueden incluir diferentes números y configuraciones de rampas 85. El engranaje 42 de avance diferencial incluye una configuración similar con rampas 85 correspondientes que se emparejan entre sí. Las rampas 85 en los engranajes 42, 41 opuestos pueden incluir los mismos ángulos a u otros diferentes.

La Figura 8 ilustra el engranaje 41 impulsor diferencial y el engranaje 42 de avance diferencial emparejados entre sí, tal y como cuando la herramienta 10 funciona en la dirección de avance. Las superficies 87 de leva de las rampas 85 opuestas están en contacto para que el engranaje 41 impulsor haga girar el engranaje 42 de avance. El engranaje 41 impulsor también incluye los dientes 82 de engranaje a lo largo de la periferia que se acoplan con los dientes correspondientes en el engranaje 31 impulsor de husillo. Asimismo, el engranaje 42 de avance incluye dientes 83 periféricos que se acoplan con dientes en el engranaje 32 de avance de husillo. En caso de que no se pueda accionar el engranaje 42 de avance diferencial, entonces los dos engranajes 41, 42 se separarán a lo largo del eje del eje 40 de avance diferencial. La cantidad de torsión para sobrecarga para provocar la separación es una función de la fuerza aplicada entre un imán 103 y una placa 104 en la unidad 49 diferencial y la cámara 120. Esta fuerza mantiene unidos a los engranajes 41,42. Una vez se supera la fuerza, los engranajes se separarán contra la fuerza magnética entre el imán 103 y la placa 104. En una realización, la fuerza magnética entre el imán 103 y la placa 104 es de aproximadamente 25 libras cuando el imán 103 está en contacto con la placa 104, y aproximadamente 5 libras cuando el pistón 104 y la placa 104 están separados.

Cuando la herramienta 10 está funcionando en la dirección de avance tal y como se ilustra en la Figura 5, el engranaje 42 de avance diferencial está acoplado al engranaje 41 impulsor diferencial mediante el embrague 70 que incluye las rampas 85 en contacto que se mantienen en contacto mediante la fuerza magnética explicada anteriormente. El engranaje 32 de avance de husillo gira a una velocidad diferencial con respecto al engranaje 31 impulsor de husillo haciendo así que el husillo 30 avance. En el alcance de movimiento del husillo 30 en la dirección de avance, se detiene el movimiento adicional del husillo 30 mediante el miembro 81 tope de profundidad en contacto con el soporte 80. En el contacto entre el tope 81 de profundidad y el soporte 80, continúa teniendo lugar el accionamiento del engranaje 32 de avance de husillo por parte del engranaje 42 de avance diferencial (a través del engranaje 41 impulsor diferencial). Mientras se evita que el husillo 30 avance, el engranaje 32 de avance de husillo que está roscado en el husillo 30 se desplaza de forma axial hacia atrás contra el miembro 37 de desviación. La estructura se desarrolla para una "sobrecarga de empuje" y es particularmente ventajosa para herramientas que se utilizan para avellanado donde un corto período de espera al final del recorrido del husillo es realmente ventajoso para una profundidad de avellanado precisa y para mantener un acabado bien hecho de la forma de avellanado.

En una o más realizaciones, el miembro 37 de desviación en la unidad 39 de husillo incluye una o más arandelas Belleville. En otras realizaciones pueden ser resortes ondulados o de compresión convencionales. El miembro 37 tiene una precarga aproximadamente igual a la capacidad de empuje del cabezal 14 de engranaje. Se ha determinado que las arandelas de onda pueden tener desventajas en que, debido a su tamaño DI/DE, se han de colocar sobre el engranaje 32 de avance de husillo. En una o más realizaciones, el miembro 37 de desviación incluye uno o más resortes ondulados ya que presentan un DE más pequeño para el mismo DI dado y, por tanto, se pueden colocar en paralelo con el engranaje 32 de avance de husillo. Esto mantiene la altura general del cabezal 14 de engranaje más baja, lo cual resulta ventajoso ya que permite que la herramienta 10 llegue a espacios más reducidos.

El movimiento hacia atrás del engranaje 32 de avance de husillo a lo largo del husillo 30 hace que el engranaje 32 se desplace contra el miembro 37 de desviación. Esto crea la necesidad de una torsión adicional a través del engranaje 42 de avance diferencial para hacer girar el engranaje 32 de avance de husillo. Esta torsión adicional requiere a su vez que el engranaje 41 impulsor diferencial proporcione torsión adicional. La torsión adicional requerida entre el mando diferencial y los engranajes 41,42 de avance hace que las superficies 87 de leva se deslicen entre sí y que los engranajes 41,42 se separen de forma axial.

En una o más realizaciones, se incluye un mecanismo de retención a lo largo de la unidad 49 diferencial para evitar que el engranaje 42 de avance diferencial gire cuando la herramienta 10 está funcionando en la dirección de retracción. En una realización tal y como se ilustra en la Figura 9, el mecanismo de retención incluye un embrague de cono. La parte superior del engranaje 42 de avance diferencial incluye un cono 48 macho con un ancho cónico. Además, se posiciona un cono 55 hembra adyacente al engranaje 42 de avance diferencial y se extiende alrededor del eje 40 de avance. En una o más realizaciones, el cono 55 hembra se mantiene fijo durante el acople con el engranaje 42 de avance diferencial. El ángulo cónico entre los conos 48, 55 está diseñado para crear una fuerza de retención para evitar que el engranaje 42 de avance diferencial gire, pero permitiendo igualmente un movimiento axial del engranaje 42 de avance diferencial (es decir, el ángulo no debe crear un bloqueo cónico). Cuando la herramienta 10 está en retracción, el engranaje 42 de avance diferencial se fuerza hacia arriba a través de las superficies 87 de leva deslizantes del mecanismo 70 de embrague. Este movimiento hacia arriba fuerza el cono 48 macho hacia el cono 55 hembra evitando así el giro. La Figura 9 incluye una realización con el engranaje 42 de avance diferencial que incluye el cono 48 macho. Otras realizaciones pueden invertir los conos 48, 55 macho y hembra.

El mecanismo de retención puede también incluir un embrague de garras tal y como se ilustra en la Figura 10. El engranaje 42 de avance diferencial incluye uno o más pasadores 56 que se extienden de forma axial hacia arriba desde una superficie superior. Un miembro 57 de acople está posicionado a lo largo del eje 40 de avance por encima del engranaje 42 de avance diferencial. El miembro 57 de acople incluye una o más aberturas 58 que se alinean con uno o más pasadores 56. Cuando el engranaje 42 de avance diferencial se desplaza de forma axial gracias al deslizamiento de las superficies 87 de leva, los pasadores 56 se insertan en las aberturas 58 evitando así un giro adicional. Esta configuración puede también invertirse con el engranaje 42 de avance diferencial que incluye aberturas que reciben pasadores que se extienden desde el miembro 57 de acople.

En otra realización, el mecanismo de retención incluye un embrague de tipo disco plano.

Cuando está en uso, el engranaje 42 de avance diferencial se mantiene acoplado con el engranaje 32 de avance de husillo mediante los dientes de engranaje. Mientras las superficies 87 de leva se deslizan entre sí mismas debido a los requerimientos de una torsión aumentada, el engranaje 42 de avance diferencial se desplaza de forma axial alejándose del engranaje 41 impulsor diferencial. En una o más realizaciones, el engranaje 42 de avance diferencial se desliza de forma axial con respecto al engranaje 32 de avance de husillo debido al desplazamiento axial de uno o más del engranaje 32 de avance de husillo a lo largo del husillo 32 y del desplazamiento axial del engranaje 42 de avance diferencial alejándose del engranaje 41 impulsor diferencial. Un giro continuado del engranaje 41 impulsor diferencial provoca un deslizamiento adicional a lo largo de las superficies 87 de leva forzando así los engranajes 41, 42 a alejarse hasta que los engranajes 41,42 finalmente se desacoplan. Una vez desacoplados, el engranaje 42 de avance diferencial entra en contacto con el mecanismo de retención para evitar un giro adicional. Esto, a su vez, evita que el engranaje 32 de avance de husillo gire. A pesar de que los engranajes 32, 42 pueden moverse uno con respecto al otro, los engranajes 32, 42 se mantienen acoplados a través de sus dientes de engranaje.

En otra realización, o en combinación con el embrague 70, el engranaje 32 de avance de husillo incluye un anillo 50 elevador. Tal y como se ilustra en la Figura 9, el anillo 50 se extiende bajo el engranaje 42 de avance diferencial y durante el funcionamiento de avance en la dirección de avance está justo debajo de la superficie inferior del engranaje 42 de avance diferencial. Al final de la condición de sobrecarga de empuje o recorrido, el engranaje 32 de avance de husillo se desplaza hacia atrás a lo largo del husillo 30 tal y como se ha descrito anteriormente. Mientras el engranaje 32 de avance de husillo se desplaza de forma axial a lo largo del husillo 30, el anillo 50 elevador actúa en el engranaje 42 de avance diferencial e inicia el desplazamiento del mismo hacia la segunda posición utilizada para retraer la herramienta (es decir, alejarla del engranaje 31 impulsor diferencial). El anillo 50 elevador puede desplazar de forma axial el engranaje 42 de avance diferencial una distancia axial para que se desacople del engranaje 41 impulsor diferencial. En una o más realizaciones, el anillo 50 elevador puede también desplazar el engranaje 42 de avance diferencial una distancia para que se acople con el mecanismo de retención para evitar que gire.

En una o más realizaciones, el anillo 50 elevador puede estar unido al engranaje 32 de avance de husillo. El anillo 50 elevador y el engranaje 32 de avance pueden estar formados como una parte integral, tal y como estar moldeados juntos como una construcción individual y unitaria. El anillo 50 elevador puede también estar unido al lado inferior del engranaje 32 de avance mediante uno o más fijadores y/o adhesivos mecánicos. El anillo 50 elevador puede también ser un elemento separado que se mantiene en contacto con el lado inferior del engranaje 32 de avance mediante un miembro 38 de desviación (véanse las Figuras 5 y 6). En otra realización, el anillo 50 elevador está también conectado al husillo 30 con el engranaje 32 de avance unido al anillo 50 elevador mediante uno o más fijadores mecánicos y/o métodos de montaje.

El embrague 70 de torsión y/o el anillo 50 elevador desplazan de forma axial el engranaje 42 de avance diferencial una cantidad limitada con respecto al engranaje 41 impulsor diferencial y con respecto a la cámara 120. El pistón 100 puede estar además configurado para proporcionar un desplazamiento axial adicional del engranaje 42 de avance diferencial. El pistón 100, el eje 40 de avance, y el engranaje 42 de avance diferencial están conectados para desplazarse de forma axial como una unidad. Tal y como se ilustra en las Figuras 11A y 11B, el pistón 100 se posiciona en la cámara 120. La cámara 120 está fija con respecto al pistón 100 e incluye las paredes 106 laterales externas y una pared 107 inferior. La forma transversal de la cámara 120 coincide con el pistón 100 de modo que el pistón 100 se extiende a lo largo de la cámara 120 y el pistón 100 es capaz de desplazarse de forma axial en el interior de la cámara 120. En una realización, cada uno del pistón 100 y la cámara 120 incluye formas transversales circulares. Una junta 108 se puede extender alrededor de la periferia del pistón 100 para entrar en contacto con la pared 106 lateral de la cámara 120. La junta 108 está construida de un material flexible para reducir el aire que se desplaza más allá del pistón 100 o evitar que lo haga. En una realización, la junta 108 es una junta tórica de goma que se extiende alrededor de la periferia. El pistón 100 también incluye un imán 103 que mira hacia la pared 107 inferior de la cámara 120.

La cámara 120 incluye una entrada 102 que se extiende a través de la pared 107 inferior. La entrada 102 proporciona un conducto para desplazar aire a y desde la cámara 120. En una realización, la cámara 120 incluye una única entrada, mientras que otras realizaciones presentan dos o más entradas. La cámara 120 también incluye una placa 104 que está asegurada en la pared 107 inferior y está atraída magnéticamente por el imán 103. En una realización, la placa 104 está construida con acero, a pesar de que la placa 104 también puede estar construida con diversos materiales distintos que están atraídos magnéticamente por el imán 103. Las Figuras 11A y 11B incluyen el imán 103 unido al pistón 100 y la placa 104 en la pared 107 inferior de la cámara 120. Estos elementos pueden también cambiarse con la placa 104 que forma parte del pistón 100 y el imán 103 montado en la pared 107 inferior. En las diversas realizaciones, la placa 104 y/o el imán 103 pueden extenderse cada uno completamente a lo largo de la cámara 120 y/o el pistón 100, o se pueden extender a lo largo de secciones limitadas.

Una válvula 110 de seta está posicionada en la entrada 102 para controlar un flujo de aire en la cámara 120. La válvula 110 de seta incluye un cabezal 111 con una forma alargada que se extiende sobre la entrada 102 donde entra a la cámara 120. Una barra 112 se extiende desde el cabezal 111 y se asienta en una carcasa 113 en la entrada 102. Una junta 114 puede estar posicionado en la entrada 102 para ser contactado por el cabezal 111 en la orientación cerrada para evitar que el aire fluya al interior de la cámara 120.

La válvula 110 de seta se puede posicionar entre orientaciones cerradas y abiertas. En la orientación cerrada, tal y como se ilustra en la Figura 11A, el cabezal 111 se asienta contra la junta 114 para reducir el aire que entra en la cámara 120 desde la entrada 102 y/o evitar que lo haga. En la orientación abierta, tal y como se ilustra en la Figura 11B, el vástago 112, el cabezal 111, y la junta 114 se han desplazado hacia arriba con respecto a la carcasa 113 de modo que el cabezal 111 está en el interior de la cámara 120 y está separado de la carcasa 113 y la placa 104. Esto permite que el aire se desplace desde la entrada 102 más allá del cabezal 111 y al interior de la cámara 120.

Cuando la herramienta 10 está funcionando en la dirección de avance, tal y como se ilustra en la Figura 11A, el pistón 100 está posicionado en la pared 107 inferior y se extiende sobre la entrada 102. La fuerza magnética entre el imán 103 y la placa 104 mantiene el pistón 100 en esta posición en el interior de la cámara 120. El imán 103 puede estar en contacto 104 con la placa, o puede estar separado pero lo suficientemente cerca de modo que la fuerza magnética mantenga el pistón 100 hacia abajo en la cámara 120. En una realización, la fuerza residual cuando el imán 103 está en contacto con la placa 104 es de aproximadamente 25 libras. El imán 103 mantiene la válvula 110 de seta en la orientación cerrada al entrar en contacto con la superficie del cabezal 111.

Una vez se inicia el movimiento del engranaje 42 de avance diferencial a través del anillo 50 elevador y/o el embrague 70 de umbral, el pistón 100 se desplaza de forma axial en la cámara 120 alejándose de la pared 107 inferior ya que está acoplado al engranaje 42 de avance diferencial mediante el eje 40 de avance diferencial. A medida que el pistón 120 se desplaza en la cámara 120, la válvula 110 de seta también se desplaza a la orientación abierta. Este desplazamiento está provocado por la fuerza del aire que actúa en la parte inferior del cabezal 111 y el desplazamiento del pistón 100 alejándose de la parte inferior de la cámara 120. Por tanto, a medida que el pistón 100 se desplaza en la cámara 120, la válvula 110 de seta también se desplaza. La cantidad de presión de fluido puede variar, siempre y cuando sea adecuada para desplazar la válvula 110 de seta a la posición abierta.

La válvula 110 de seta que se desplaza de la posición cerrada a la abierta incluye el cabezal 111, el vástago 112, y la junta 114 que se desplazan en el interior de la carcasa 113 en la entrada 102 de modo que el cabezal 111 se posiciona lejos de la pared 107 inferior. Por tanto, el aire es capaz de desplazarse a través de la entrada 102 y hacia el interior de la cámara 120 para proporcionar una mayor fuerza en el pistón 100. También, la fuerza magnética entre el imán 103 y la placa 104 se reduce exponencialmente a medida que estos elementos se alejan entre sí en la cámara 120 requiriendo así menos fuerza para desplazar el pistón 100 hacia arriba en la cámara 120.

El desplazamiento del pistón 100 en la cámara 120 hace que el engranaje 42 de avance diferencial se acople con el mecanismo de retención (p. ej., embrague de cono, embrague de garras). Este acoplamiento mantiene el engranaje 42 de avance diferencial fijo. El tiempo que tardan el acoplamiento del engranaje 42 y el mecanismo de retención en detener el giro del engranaje 42 depende ampliamente de la fuerza a la cual el pistón 100 se puede desplazar hacia arriba en la cámara 120 para acoplar las dos superficies cónicas. El uso del imán 103 y la placa 104 y el uso del aire adicional que entra en el interior de la cámara 120 a través de la entrada 102 proporciona un diseño más receptivo que es capaz de desplazar rápidamente el dispositivo 10 al funcionamiento de retracción.

El pistón 100 también se desplaza en la dirección opuesta de una forma similar. Cuando se completa la retracción del husillo, no se desplaza más aire a través de la entrada 102 y hacia el interior de la cámara 120. En algunas realizaciones, el aire en la cámara 120 puede ser aspirado a través de la entrada 102 u otra entrada. Debido a que el aire ya no aplica una fuerza al pistón 100, la fuerza magnética entre el imán 103 y la placa 104 hace que el pistón 100 se desplace hacia abajo en la cámara 120. Por tanto, el pistón 100 se reajusta para un movimiento de avance del husillo 30.

Tal y como se ha descrito anteriormente, la herramienta 10 puede incluir tanto una válvula 110 de seta como una combinación imán 103/placa 104. En un ejemplo que no forma parte de la invención, tal y como se ilustra en la Figura 12, la herramienta 10 simplemente incluye la combinación imán 103/placa 104 (es decir, sin válvula de seta). En una primera orientación, el pistón 100 está hacia abajo en la cámara 120 y a lo largo de la entrada 102. El pistón 100 puede estar en contacto con la pared 107 inferior y/o una junta tórica 114 en la entrada 102. Cuando está cerrada, el aire en la entrada 102 es capaz de entrar en contacto con un área de superficie limitada en el pistón 100 (es decir, la porción del pistón 100 directamente sobre la entrada 102). La fuerza del aire que actúa en el pistón 100 es menor que la fuerza magnética formada entre el imán 103 y la placa 104, manteniendo así el pistón 100 en la orientación cerrada.

El desplazamiento a la orientación abierta comienza cuando uno o ambos del anillo 50 elevador y el embrague 70 de umbral alejan el pistón 100 de la entrada 102. Este desplazamiento abre la entrada 102 y permite que entre aire en la cámara 120. También, el aire que entra en el interior de la cámara 120 a través de la entrada 102 puede entrar en contacto con un área mayor de superficie del pistón 120. Esta fuerza adicional aplicada al pistón 100 en combinación con la fuerza magnética que disminuye exponencialmente entre el imán 103 y la placa 104 hace que el aire pueda desplazar el pistón 120 hacia arriba al interior de la cámara 120 a la orientación abierta para acoplar el embrague formado entre el engranaje 42 y el cono 55. La presión del aire en la cámara 120 mantiene el pistón 100 hacia arriba en la cámara 120 para mantener el embrague acoplado. Cuando se completa la retracción, el aire se puede extraer de la cámara 120 a través de la entrada 102. Esto hace que el pistón 100 se desplace hacia abajo en la cámara 120 debido a la fuerza magnética entre el imán 103 y la placa 104. Como en las otras realizaciones, el imán 103 puede estar unido al pistón 100 y la placa 104 en la parte inferior de la cámara 120, o al contrario con el imán 103 en la parte inferior de la cámara 120 y la placa 104 unida al pistón 100.

La Figura 13 ilustra otro ejemplo que no forma parte de la invención en la cual la herramienta 10 incluye simplemente una válvula 110 de seta (es decir, no hay combinación imán 103/placa 104). La válvula 110 de seta está posicionada en la entrada 102 como en la realización anterior. Una junta 114 puede estar posicionada a lo largo de la entrada 102 para entrar en contacto con el cabezal 111 de la válvula 110 de seta cuando está en la posición cerrada. El pistón 100 se puede desplazar en la cámara 120, tal y como se ha indicado anteriormente. En una orientación hacia abajo, el pistón 100 entra en contacto con el cabezal 111 para cerrar la válvula 110 de seta. En esta orientación cerrada, el cabezal 111 puede entrar en contacto con la junta 114 para evitar que el aire entre en la cámara 120 a través de la entrada 102.

El desplazamiento a la orientación abierta comienza cuando uno o ambos del anillo 50 elevador y el embrague 70 de umbral alejan el pistón 100 de la entrada 102. Este desplazamiento hace que el aire que actúa en la parte inferior del cabezal 111 de la válvula 110 de seta aleje el cabezal 111 de la entrada 102 permitiendo así que el aire entre en la cámara 120. El aire que entra en la cámara 120 aplica además una fuerza al pistón 100 para desplazar el pistón hacia arriba en la cámara 120 a la orientación abierta para acoplar el embrague. La presión del aire en la cámara 120 mantiene el pistón 100 hacia arriba en la cámara 120 para mantener el embrague acoplado. Cuando se completa la retracción, el aire se puede extraer de la cámara 120 a través de la entrada 102, haciendo que el pistón 100 se desplace hacia abajo en la cámara 120 para entrar en contacto con el cabezal 111 y desplazar la válvula 110 de seta de nuevo a la posición cerrada. Además, se puede acoplar un mecanismo de desviación para forzar adicionalmente el pistón 100 hacia abajo en la cámara 120.

En una o más realizaciones, la herramienta 10 incluye un anillo 50 elevador, un embrague 70, y un pistón 100 de dos etapas. La herramienta 10 puede también incluir diversas combinaciones distintas. En una o más realizaciones, la herramienta 10 incluye un anillo 50 elevador y un pistón 100 de dos etapas (sin embrague 70). En una o más realizaciones, la herramienta 10 incluye un embrague 70 de umbral y un pistón 100 de dos etapas (sin anillo 50 elevador).

El engranaje 41 impulsor diferencial puede estar acoplado con el engranaje 42 de avance diferencial en una variedad de configuraciones diferentes. Una realización incluye el mecanismo 70 de embrague descrito anteriormente. Otras realizaciones incluyen pero no se limitan a un mecanismo impulsor de pasador y agujero, y un mecanismo impulsor de superficie de 90 grados (mecanismo impulsor de garras).

El motor 12 puede ser de alimentación neumática o eléctrica. El motor 12 está configurado para proporcionar una fuerza giratoria al engranaje 41 impulsor diferencial para hacer girar los otros elementos, incluido el husillo 30, tal y como se ha descrito anteriormente. En una o más realizaciones que utilizan un motor 12 eléctrico, una fuente de aire separada controlada mediante un sistema de lógica de aire hace que el pistón 100 de dos etapas pueda desplazarse.

En las diversas realizaciones, uno del imán 103 o la placa 104 está posicionado en la parte inferior de la cámara 120. En algunas realizaciones, el imán 103 o la placa 104 está posicionado en la parte inferior de la cámara 120. En otras realizaciones, el imán 103 de placa 104 forma la superficie inferior de la cámara 120.

Se pueden utilizar diversos tipos de fluidos para impulsar el pistón 100 a la cámara 120. En una realización, se utiliza el aire para impulsar el pistón 100. Otras realizaciones pueden incluir diversos fluidos, tal y como fluidos hidráulicos, agua, y aceite.

Los términos relativos al espacio tal y como "bajo", "debajo", "más bajo", "sobre", "superior" y similares se utilizan para facilitar la descripción y así explicar el posicionamiento de un elemento con respecto a un segundo elemento. Se pretende que estos términos abarquen diferentes orientaciones del dispositivo además de orientaciones diferentes a las representadas en las figuras. Además, términos tal y como "primero", "segundo" y similares también se utilizan para describir diversos elementos, regiones, secciones, etc. y tampoco se pretende que sean limitantes. Términos iguales se refieren a elementos iguales a lo largo de la descripción.

Tal y como se utiliza en la presente memoria, los términos "que tiene", "que contiene", "que incluye", "que comprende" y similares son términos generales que indican la presencia de los elementos o características indicados, pero no excluyen ningún elemento o característica adicional. Se pretende que los artículos "un", "una", "el" y "la" incluyan el plural así como el singular, a menos que el contexto indique claramente lo contrario.

La presente invención puede llevarse a cabo de otras formas específicas que las descritas en la presente invención sin alejarse del alcance y de las características esenciales de la invención. Por tanto, las presentes realizaciones se han de considerar en todos los aspectos como ilustrativas pero no restrictivas, y se pretende que todo cambio que provenga del significado de las reivindicaciones adjuntas quede contenido en las mismas.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Una herramienta de avance mandado configurada para funcionar en un primer modo y en un segundo modo, comprendiendo la herramienta de avance:

un husillo (30) alargado adaptado para llevar una broca de herramienta y para girar y desplazarse de forma axial a lo largo de un recorrido de avance, estando el husillo (30) configurado para funcionar en un primer modo para desplazarse de forma axial a lo largo del recorrido de avance en una primera dirección y un segundo modo para desplazarse de forma axial a lo largo del recorrido de avance en una segunda dirección opuesta;

un primer y un segundo engranaje (31,32) cada uno conectado de forma operativa al husillo (30);

un mando (49) diferencial que comprende un eje (40) alargado separado lateralmente del husillo (30), un pistón (100) posicionado en el eje (40), y un tercer y un cuarto engranaje (41,42) posicionados en el eje (40);

una cadena (20, 21) de tracción que está acoplada con el tercer engranaje (41) para impulsar el mando (49) diferencial; estando el tercer engranaje (41) y el primer engranaje (31) acoplados para hacer girar al husillo (30), y estando el cuarto engranaje (42) y el segundo engranaje (32) acoplados para desplazar de forma axial el husillo (30);

una cámara (120) posicionada en el mando (49) diferencial y que comprende paredes laterales (106), un extremo (107) cerrado, y un extremo abierto opuesto, la cámara (120) posicionada con el eje (40) extendido hacia el extremo abierto y el pistón (100) posicionado en el interior de la cámara (120);

una entrada (102) que se extiende a través del extremo (107) cerrado de la cámara (120);

una válvula (110) de seta que comprende un cabezal (111) y un vástago (112) para controlar el fluido que fluye a través de la entrada (102) y hacia el interior de la cámara (120);

en la que el mando (49) diferencial es móvil con respecto a la cámara entre la primera y la segunda posición para mover de forma selectiva el husillo (30) entre el primer y el segundo modo, comprendiendo la primera posición el pistón (100) más cerca del extremo (107) cerrado, y comprendiendo la segunda posición el pistón (100) posicionado a una mayor distancia del extremo (107) cerrado;

caracterizada por que un imán (103) está posicionado en uno del pistón (100) y el extremo (107) cerrado y una placa (104) está posicionada en el otro del pistón (100) y el extremo (107) cerrado, estando el imán (103) y la placa (104) atraídos magnéticamente entre sí para desviar magnéticamente el pistón (100) hacia el extremo (107) cerrado de la cámara (100);

la válvula (110) de seta está posicionada en la entrada (102); y

la primera posición comprende el pistón (100) en contacto con el cabezal (111) para posicionar el cabezal a lo largo de la entrada (102), y la segunda posición comprende el cabezal (111) de la válvula (110) de seta alejado de la entrada (102) para permitir que entre fluido a la cámara (120).

2. La herramienta de avance mandado de la reivindicación 1, en la que el pistón (100) está posicionado en un extremo del eje (40) y la cámara (120) está posicionada en un extremo del eje (40).

3. La herramienta de avance mandado de al menos una de las reivindicaciones anteriores, en la que uno del imán (103) y la placa (104) forman el extremo (107) cerrado de la cámara (120).

4. La herramienta de avance mandado de al menos una de las reivindicaciones anteriores, en la que el pistón (100) es móvil con respecto a la cámara (120) estando el pistón (100) alejado del cabezal (111) de la válvula (110) de seta cuando el mando (49) diferencial está en la segunda posición.

5. La herramienta de avance mandado de al menos una de las reivindicaciones anteriores, en la que el imán (103) está montado en el pistón (100) y la placa (104) está posicionada en el extremo (107) cerrado de la cámara (120).

6. La herramienta de avance mandado de la reivindicación 1, en la que el eje (40) se extiende a través de una abertura en el tercer engranaje (41), teniendo el eje (40) y la abertura un tamaño tal que permita al eje (40) moverse independientemente del tercer engranaje (41).

7. La herramienta de avance mandado de la reivindicación 6, en la que el eje (40) está unido de forma fija al cuarto engranaje (42).

8. Un método para iniciar un cambio de un husillo (30) entre la primera y la segunda dirección a lo largo de un recorrido de avance en una herramienta de avance mandado, comprendiendo la herramienta de avance mandado una fuente (12) de energía, engrane (20, 21), una unidad (49) diferencial que incluye un eje (40) con tercer y cuarto engranajes (41,42) y un pistón (100) en un extremo, y una unidad (39) de husillo con primer y segundo engranajes (31,32) cada uno conectado al husillo (30), y una cámara (120) posicionada en un extremo de la unidad (49) diferencial, comprendiendo el método:

hacer girar el primer engranaje (31) que es accionado por el tercer engranaje (41) mientras que gira el segundo engranaje (32) que es accionado por el tercer engranaje (41) a través del cuarto engranaje (42) y accionar el husillo (30) en la primera dirección a lo largo del recorrido de avance;

atraer de forma magnética el pistón (100) hacia un extremo (107) cerrado de la cámara (120) y poner en contacto el pistón (100) con una válvula (110) de seta y cerrar la válvula (110) de seta y evitar que el fluido entre a la cámara (120) a través de la entrada (102);

aplicar una fuerza a la unidad (39) diferencial y alejar el eje (40), el cuarto engranaje (42), y el pistón (100) del extremo (107) cerrado de la cámara (120), estando el eje (40), el cuarto engranaje (42), y el pistón (100) conectados entre sí; abrir la válvula (110) de seta mientras el pistón (100) se aleja del extremo (107) cerrado haciendo que entre fluido en la cámara (120) a través de la entrada (102);

alejar más aún el pistón (100), el eje (40), y el cuarto engranaje (42) del extremo (107) cerrado de la cámara (120) al entrar el fluido en la cámara (120) a través de la entrada (102); y

desacoplar el cuarto engranaje (42) del tercer engranaje (41) mediante el movimiento y accionamiento del husillo (30) en la segunda dirección a lo largo del recorrido de avance.

9. El método de la reivindicación 8, en el que atraer magnéticamente el pistón (100) hacia un extremo (107) cerrado de la cámara (120) incluye atraer un imán (103) en el pistón (100) hacia una placa (104) en la cámara (120).

10. El método de la reivindicación 8, en el que atraer magnéticamente el pistón (100) hacia un extremo (107) cerrado de la cámara (120) comprende atraer una placa (104) en el pistón (100) hacia un imán (103) en la cámara (120).

11. El método de al menos una de las reivindicaciones anteriores, en el que atraer magnéticamente el pistón (100) hacia un extremo (107) cerrado de la cámara (120) comprende que un imán entre en contacto en uno del pistón (100) y la cámara (120) con una placa (104) en el otro del pistón (100) y la cámara (120).

12. El método de al menos una de las reivindicaciones anteriores, que además comprende que un cabezal (111) de la válvula (110) de seta entre en contacto con el pistón (100) tras entrar fluido en la cámara (120) a través de la entrada (102).

13. El método de al menos una de las reivindicaciones anteriores, que además comprende separar el pistón (100) de un cabezal (111) de la válvula (110) de seta cuando se desacopla el cuarto engranaje (42) del tercer (41) engranaje.

14. El método de al menos una de las reivindicaciones anteriores, que además comprende aumentar una presión de fluido en la cámara (120) y alejar el pistón (100) del extremo (107) cerrado.

15. El método de al menos una de las reivindicaciones anteriores, que además comprende desplazar aire a través de la entrada (102) y hacia la cámara (120) y crear una presión en la cámara (120) que supere la fuerza magnética entre un imán (103) y una placa (104).