PT77427B - An electric rotary power tool apparatus holdable by hand - Google Patents

Description

Descrição do objecto do invento

que

CHRISTIAAN G.Mi VAN LAERE, belga, industrial, residente em 86, Rainetrasse, Zurique, Suíça, pretende obter em Portugal, paraj "PEÇA DE

FERRAMENTA ROTATIVA ACCIONADA

ELECTRICAMENTE SUSCEPTÍVEL DE SER UTILIZADA MANUALMENTE".

0 presente invento refere-se a uma peça de ferramenta rotativa accionada electricamente adaptada para desapertar porcas ou parafusos de rodas de automóveis apertados ou gripados e susceptível de ser utilizada manualmente durante o funcionamento. E compreende:

(l) Um motor eléctrico preparado para ser accionado por meio de corrente elêctrica oontínua e uma tensão operacional de, pelo menos, de 20 ate 60 amperes e que compreende um estator, um

rotor, primeiro e segundos meios de polo, e um velo de transmissão que contem o referido motor e que tem um eixo rotativo, variando a velocidade do referido motor, a uma tensão nominal de 12 a 24 volts, de 8000 a 30000 rpm em carga·,

(2) uma blindagem na qual o motor eetá alojado;

(3) um comutador de ligar-desligar e inversão;

(4) meios de suporte de ferramenta que estão adaptados para neles receberem um porta-ferramenta e que compreendem um veio motriz

. de transmissão, cuja velocidade em carga, varia de 1200 a 4000 rpm;

(5) uma unidade redutora de velocidade que compreende uma engrenagem de transmissão que liga de modo positivo e propulsivamente 0 referido veio motriz ao veio propulsado e adaptado para efejc

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uar a transmissão directa e ininterrupta do binário do veio

motriz de transmissão do motor para o veio propulsado β que

reduz a velocidade, do primeiro para o segundo veio, numa proporção de ceroa de₍7:l a cerca de 12:1.

(6) meios geradores de impacto, compreendendo uma massa de impacto separada do referido motor e que está associada com os meios de suporte de ferramenta, atrás mencionados era (4), para trans itir impacto àqueles últimos meios.

A peça também pode ser usada como ferramenta de "hobby" eliminando a unidade geradora de impacto.

Mod. 7,

O presente invento refere-se a uma peça de ferramenta rotativa accionada electricamente susceptivel de ser utilizada manualmente durante o seu funcionamento, e accionada com o auxílio de uma corrente eléctrica de uma bateria de automóvel ou fonte de corrente semelhante. Sabe-se que as peças de ferramentas eléctricas deste tipo são alimentadas com energia de uma bateria de automóvel de 6 ou 12 volts.

Num primeiro aspecto do invento faz-se referência a uma nova peça de ferramenta eléctrica utilizável como chave de impacto para desapertar elementos gripados ou muito apertados, em particular parafusos e porcas de rodas de automóvel. Num segundo aspecto do invento faz-se referência a uma nova peça de ferramenta eléctrica particularmente adap tada para trabalho de "hobby”.

Na patente dos E.U.A. 3.977.278 concedida em 31 de Agosto de 1976 a John Van Jackson, é descrita uma chave eléctrica de impacto para automóvel que compreende,' uma blindagem, um motor eléctrico cujo veio com porta um suporte de ferramenta, meios de cabo para fornecer corrente eléctrica ao motor e que tem meios de conexão para ligar os dois terminais de uma bateria de automóvel, bem como meios comutadores interpostos entre os meios de cabo e o motor. Esta peça de ferramenta eléctrica compreende também um conjunto de engrenagens indutoras de impacto e redutoras de velocidade, do tipo planetário, e de acção intermitente ou de cremalheira, mas sem outra massa de impacto além da do motor. Gomo neste aparelho conhecido o impacto ó induzido no redutor de velocidade isso requereria um motor muito forte e pesado, com impacto apos cada engate, para proporcionar impactos suficientes ao suporte de ferramen•2-

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MBS

ta para desapertar parafusos e porcas de uma roda de automóvel, particularmente para a mudança de pneus.

Esta peça de ferramenta elêctrica de Van Jackson apenaB comporta uma ferramenta ligada por meio do conjunto de engrenagens de redução de velocidade e de início de impacto à extremidade do veio propulsado do suporte de ferramenta. Cora vista a preparar o motor de Van Jackson para dimensões que permitam uma utilização adequada como chave de impacto para desapertar parafusos ou porcas de rodas de automóveis fortemente apertados ou gripados, ou semelhantes as dimensões e peso do motor teri· am de ser excessivamente grandes e, além diseo, tal motor produziria quantidades de calor tão grandes que teriam de ser proporcionados meios ie arrefecimento especiais para o motor o que ainda aumentaria mais o preço e peso da peça completa.

Para levar a efito um trabalho de "hohhy", por exemplo abertura de ‘ roscas, perfuração, perfuração de impacto, corte e semelhantes, a MitsuA í bishi Electric Europe GmbH em 4030 Ratingen(West), Alemanha já descre| ! veu, num panfleto publicado em Julho de 1981, diversas peças de ferra_K menta eléctricas que têm pesos que variam de cerca de 0,9 a 1,7 quilo| , gramas, as quais são alimentadas de energia elêctrica a partir de baterias de níquel-crómio, de 4 a 8 células e uma tensão contínua desde ¹ 4,8 a 9,6 volts. Berbequnis deste tipo têm uma frequência de 10,000

impactos por minuto, e velocidades de inércia desde cerca de 250 a 1000 ι r.p.m. do motor, e um binário de 250 a 5θ0 centímetros-Newton (cmN).

No entanto, estes aparelhos são relativamente fracos e insatisfatórios para apertar ou desapertar parafusos e porcas de grande esforço, tais como os utilizados na montagem de rodas de automóvel de carros de turismo ou camiões (pesados) nos seus cubos de rodas.

Tal trabalho de grande esforço pode, no entanto, βθγ levado a efei to com chaves de impacto fabricadas por Robert Bosch GmtíH, Leichterfelden, Alemanha, de acordo com um prospecto "Bosch Elektrowerkzeuge" de Agosto de 1981, em particular os do tipo 1430, 1431 e 1432. A energia para estes aparelhos tem, no entanto, de ser fornecida por corrente elêctrica alterna, fornecida por uma rede elêctrica pública e que tem oerca de 110 a 2Ú0 volts. Estes aparelhos são muito mais pesados do que os de tipo de ”hobby", anteriormente mencionadosj pesam cerca de

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3 a 8 quilogramas. Têm uma velocidade do veio propulsado, em carga completa, de cerca de 500 a 1000 r.p.m., uma potência de saída de 165 a 36O watts e um binário de aperto de oerca de l80 a 8θθ metros-Newton (mN), que corresponde a cerca de 18 a cerca de 80 metros de quilograma força'(rnlcf).

Mod. 71

Destas peças de ferramenta eléctricas conhecidas, não só as últimas mencionadas, com chaves de impacto ligadas à corrente, mas também chaves de impacto mais pesadas que trabalham com ar comprimido e requerem assim dispositivos muito mais complicados, que incluem um compressor, podem ser capazes de resolver os problemas particulares que surgem no desaperto de parafusos ou porcas de rodas de automóveis apertadas ou gripadas, quando estes elementos não tiverem sido desapertados durante muito tempo e/ou tiverem sido excessivamente apertados de modo a terem corroído o material que contem os furos das roscas ou parafusos. A gripagem de tais elementos também pode ser devida a ferrugem, sujidade ou causas semelhantes. Além disso, os meios de comutação e os meios de controlo de velocidade de tipoe conhecidos para eete tipo de peça de ferramenta elêctrica, dimensionadas para poderem ser ligados a uma bateria de automóvel ou fonte de corrente eléctricà semelhante, os quais estão preparados de acordo com técnicas conhecidas, são muito grandes e pouco manejáveis.

Além disso, a versatilidade dos aparelhos manuais conhecidos não e muito grande, eetando essencialmente limitada ao trabalho normal e de emergência em automóveis, e em particular como chave de impacto, e visto que o aparelho conhecido está preparado para proporcionar um binário elêctrico suficiente para servir como chave de impacto enquanto está a eer accionado oom corrente elêctrica de uma bateria de automóvel, não foram, que se saiba, descritos comutadores e meios de controlo de velocidade que não fossem de excessivo tamanho e peso para um manuseamento razoavelmente confortável.

Assim, comutadores convencionais de ligar-desligar e inversão preparados para um motor elêctrico de corrente contínua accionado por corrente elêctrica contínua com as caracteristicas inicialmente mencionadas, especialmente quando do tipo de electroíman permanente, seriam demasiadamente grandes para estarem alojados no punho de uma peça de ferramenta mecânica e também demasiadamente pesadas para serem confortavelmente suportados pela mão do utente, durante a utilização. A menos que

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tais comutadores de tipo conhecido e que compreendem, por exemplo, bobi nas magnéticas, sejam de construção muito grande e com peças relativamente peBadaa, haverá o perigo de sobreaquecimento do comutador, o que resulta em diminuição e/ou irregularidades na potência de saída do motor, e mesmo a possibilidade da fusão de fios no comutador.

Ê» por conseguinte, um objecto principal do presente invento, proporcionar uma peça de ferramenta rotativa accionada electricamente do tipo inicialmente descrito, a qual é capaz de desapertar mesmo os parafusos, porcas ou peças semelhantes fortemente apertadas ou gripadas, tendo ao mesmo tempo, no máximo, o mesmo ou, de preferência, menor peso que os tipos conhecidos de chaves de impacto, e que está adaptada para obter a energia necessária a partir de uma bateria de automóvel ou fonte de corrente semelhante, que forneça uma corrente eléctrica continua, con uma tensão na gama compreendida entre cerca de 8 volts e no máximo de 30 volte, e uma entrada de corrente de, pelo menos, l80 volts.

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Ê outro importante objecto do presente invento proporcionar uma peça de ferramenta eléctrica, como ee descreveu e satisfazer os requisitos do objecto precedente, peça essa que nao necessita de meios especiais de dissipação de calor, devido ao facto de o motor da peça não sobreaquecer e/ou a transferência normal de calor da blindagem da peça ser suficiente para dissipar satisfatoriamente todo o calor excessivo gerado pelo motor.

É também um-objecto do presente invento proporcionar melhoramentos numa peça de ferramenta accionada electricamente inicialmente descrita, de preferência susceptível de ser utilizada manualmente, com o auxilio de uma correntè eléctrica contínua extraída de uma bateria de automóvel ou fonte de corrente eléctrica contínua semelhante, como se definiu acima, e, de preferência, isenta de meios de arrefecimento especiais, o que permite usar nela um motor de alto rendimento e pequenas dimensões, e que pode ser utilizada para trabalho de "hobby", tal como o perfuração ou outras operações de modificação de forma.

Com vista a evitar a geração de forças de reacçao excesaivamente

altas (as quais excederiam a força do operador que segura a peça), a

massa de ímpaeto é fornecida por meio de uma mola contra faces de contacto ligeiramente inclinadas do porta-ferramenta propulsado. A força

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da mola β a pancada das faces de contacto asseguram um aperto ou desaperto contínuo de parafusos e elementos semelhantes até ao momento em que as forças de reacçao fazem com que a massa de impacto deslize sobre uma primeira face de contacto inclinada e termine contra a face de contacto inclinada seguinte. A acçao de impacto começa apenas quando as forçaa de reacção ultrapassam 50 metros Newton.

Estes e outros objectos do presente invento que se tornarão eviden tea na descrição que se segue, são conseguidos numa peça de ferramenta eléctrica do tipo anteriormente mencionado, de acordo com o invento, e compreendem,

(l) um motor eléctrico preparado para ser accionado por meio de

uma corrente eléctrica contínua com uma entrada de potência de, pelo menos, l80 watts e uma tensão operacional na gama de 8, e de preferência de 10 volte, até um máximo de 30 volts, e que compreende um estator, um rotor, primeiro e segundo meios de polo, e um veio propulsor que suporta o referido rotor e que tem um eixo rotativo, motor esse que é accionável, à tensão operacional referida anteriormente, com uma velocidade na gama de 8000 a 30000 r.p.m.,

(2)Uma blindagem que compreende meios de manipulo, blindagem essa

onde o motor está alojado,

(3) Um comutador de ligar/desligar e de inversão alojado na blindagem e que eetá adaptado a comutar corrente eléctrica contínua que tem a tensão de amperagem acima definida,

(4) Meios de suporte de ferramenta adaptados para neles receberem um porta-ferramenta e que compreendem um veio propulsado, cuja velocidade em carga é na gama de 1200 a 4000 r.p.m.

(5) Numa unidade redutora de Velocidade que compreende uma engrenagem de transmissão ligada de modo positivo e fazendo a trans missão do referido veio propulsor ao veio propulsado e adaptado a efectuar a transmissão directa e ininterruptamente, do binário do veio de transmissão do motor para o veio propulsado e que reduz a velocidade do primeiro para o segundo veio

' numa proporção de cerca de 7:1 até cerca de 12:1.

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Da preferencia, as escovas comutadoras que fornecem corrente eléctrica continua aos segmentos colectores do motor eléctrico estào ligadas a laminas contactoras, pinos ou meios semelhantes, e estes sobressaem no mesmo ponto da blindagem do motor, de preferência na extremidade posterior do motor.

Bornes terminais ligados de modo condutor às sapatas de polo de uma fonte de corrente contínua, por exemplo, uma bateria de automóvel, estão ligados a botões de contacto reguláveis ou elementos contactores semelhantes a um elemento de comutação de girar ou de regular. Quando este elemento de comutaçao está na posição OFF é interrompido o contacto de, pelo menos, um dos botões contactores ou elementos semelhantes com, pelo menos, uma das lâminas de contacto ou meios semelhantes na blindagem do motor. De preferência, é interrompido contacto de todos os botões e lâminas contactoras. Nas posições -ON, será estabelecido contacto entre todos os elementos contactoree e meios de regulação numa primeira posição para rotação no sentido dos ponteiros do relógio e numa segunda posição de inversão para rotação em sentido contrário ao dos ponteiros do relógio do induzido e do veio de transmissão do motor.

Tomam-se todas as medidas para assegurar o mínimo de perdas por resistência nos percursos de corrente eléctrica contínua, entre a fonte de corrente e os segmentos colectores do induzido do motor. Assim, os cabos 121 e 1?2, utilizados para ligar o polo + ao polo - da bateria com os correspondentes pinos de ligação 4l e 42 do comutador 40 compreendem, de prefrência, um cordão de 50 fios tendo cada um 0,25 mm de espessura, tendo o cordão um diâmetro de 2,5 mm, quando ee está a utilizar uma bateria normal de automóvel, enquanto no caso de uma bateria de camiao (pesado) o cordão tem um diâmetro de cerca de 3 mm e consiste em 50 fios tendo cada um uma espessura de 0,38 nm.

0 motor eléctrico é, de preferência, projectado para ser alimentado por uma corrente eléctrica contínua de uma bateria automóvel que tem uma tensão nominal de 12 volte e uma tensão operacional de, pelo menos, 10 volts, uma potência de saída de, pelo menos, 250 watts e a velocidade de inércia do motor, àquela tensão, varia de cerca de 10000 a 25000 r.p.rn., a relação de transmissão é de 7:1 β o veio propulsado tem uma velocidade superior a 1000 e até 4000 r.p.rn., e, de preferência, uma velocidade de cerca de 1200 a 2200 r.p.rn.

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Ê preferida uma velocidade de inércia do motor de 1J000 a 15000

r.p.m,.

Seria de esperar que uma tão elevada velocidade, que significa menor força do motor, seria muito fraca e, portanto, não resultaria para desapertar parafusos ou porcas fortemente apertados ou gripados quando uma velocidade de 7000 r.p.m. não resultaria se, o motor recebesse a sua corrente contínua a apartir de uma bateria de automóvel de 12 volts

Quando é fornecida energia à peça de ferramenta elêctrica de acordo com este segundo aspecto,.do presente invento, a partir de uma bateria de automóvel de 12 volts, a velocidade do veio de transmissão do motor, à tensão nominal de 12 volts, deverá ser de, pelo menos, 8000 r.p.m, em carga completa.

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A amperagem da fonte de energia (de preferência uma bateria de automóvel de 12 ou 24 volts) deverá ser, de preferência, de pelo menos a I50 amperes.

Verifioou-Ββ que a relação de transmissão acima mencionada de cerde 7sl a 12:1 é crítica, porque abaixo e acima daquela relação, raesque a velocidade resultante do veio propulsado seja de cerca de 1200

a 4000 r.p •m,, a peça não conseguirá, num número crescente de casos,

desapertar parafusos ou porcas fortemente apertados ou gripados de rofl

ι das de automóveis à medida que a diferença na gama de relações acima

!

ί aumenta.

Com vista a proporcionar uma peça de ferramenta elêctrica eficaz, de' acordo com este segundo aspecto do invento, a mesma deve ainda com! preender;

i

. (6) Meios geradores de impacto que compreendem uma massa de impacto separada do referido motor e que está associada com os meios de suporte de ferramenta atrás mencionados em (4), para transmitir impacto a estes últimos.

Estes meios geradores de impacto compreendem uma massa de impacto

e, de preferência, transmitem impacto aos meios de suporte de ferramenta numa frequência igual ao número de voltas por minuto efectuadas pelo veio propulsado.

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As baterias de automóveis têm habitualmente uma tensão nominal de 12 volts, para carros de turismo e de 24 volte para camiões, camionetas de carga, autocarros, motores de combustão para a agricultura e semelhantes, 0 motor eléctrico pode, portanto, ser também alimentado com corrente oontínua a partir de uma bateria de 24 volts (com tensão opera cional de pelo menos 20 e até 28 volts).

Num outro aspecto· do presente invento, o motor eléctrico eBtá, de preferência, preparado para ser accionado por corrente eléctrica contínua que tem uma tensão operacional abaixo de 20 volts e, em particular, de cerca de 9,5 a 14,5 volts; a velocidade do referido motor eléctrico, com uma tensão nominal de 12 volts, não deverá exceder, de preferência, 15000 r.p.m, em carga completa.

Tal peça de ferramenta eléctrica do tipo inicial que tem um motor eléctrico com as caracteristicas ultimamente mencionadas e particularmente útil para trabalhos de "hobby¹’, taie como furar, afiar, acabamentos, polimento, serrilhar e operações semelhantes e que servem para mudar a forma de um objecto de metal ou um material de resina sintética para o feitio desejado,

A peça de ferramenta eléctrica de acordo com este aspecto do inven to é, de preferência, obtida retirando do aparelho a unidade geradora de impacto, deixando-se assim uma peça que compreende apenas o motor e

. a unidade redutora de velocidade adaptada para a transmissão do binário a uma velocidade reduzida, aos meios de suporte de ferramenta.

A velocidade do veio propulsado varia, de preferência, de 500 a 25OO r.p.m., e a unidade redutora de velocidade pode ser dotada de uma relação de transmissão adequada para proporcionar uma velocidade na gama mencionada em último lugar.

De preferência, o motor eléctrico tem uma face de extremidade posterior afastada dos meios de suporte de ferramenta, e um comutador de ligar-desligar e inversão e está montado na carcaça, na extremidade pos terior do motor e os meios de polo do motor sobressaem da sua face de extremidade posterior.

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De acordo com outro aspecto do presente invento, uma peça de ferramenta rotativa accionada electricamente susceptível de ser utilizada manualmente durante o funcionamento, compreende um conjunto de módulos de construção alongados que tâm um eixo longitudinal β que consiste essencialmente num módulo de construção central que compreende um elemento de base, que tem uma extremidade anterior, uma extremidade posterior, uma primeira parede vertical direita na referida extremidade pos* terior e que se prolonga em ângulo recto em direcção ao referido eixo longitudinal, uma segunda parede vertical direita que se prolonga em ângulo recto em direcção ao referido eixo longitudinal e que eBtá espaçada relativamente à referida primeira parede vertical, tendo a segunda parede tfertical um orificio, numa unidade redutora de velocidade que consiste num conjunto de engrenagens que compreende uma pluralidade de engrenagens e um certo número de veios, um para cada engrenagem, sendo um dos referidos veios (accionado electricamente), o seu veio de transmissão, estando os referidos veios fixados numa primeira e segunda paredes verticais, consistindo um segundo módulo de construção posterior, essencialmente, num motor que compreende um veio de accionamento e um seu carreto, tendo a referida primeira parede vertical uma abertura, e sendo o referido módulo de construção posterior inserível na referida abertura e nela alinhado de tal modo que o referido carreto engrena no referido conjunto de engrenagens de modo a accionar p mesmo, meios para fixar o referido módulo de construção posterior à referida primeira parede vertical, um terceiro módulo de construção anterior que compreende um punho de ferramenta rotativa, um veio propulsado a partir dele, e meios de ligação para ligarem o referido veio propulsado da referida

terceira unidade por meio do referido orifício, com o veio de transmissão accionado electricamente para rotação com o mesmo, sendo os segundo e terceiro módulos de construção ligados, de forma destacável, ao referido módulo de construção central, possibilitando assim a substituição dos referidos segundo e terceiro módulos de construção. 0 motor pode ser um motor eléctrico. Por outro lado, o motor também pode ser um motor de corrente alterna.

Outros objectos e vantagens do presente invento tornar-se-ão evidentes a partir da eua descrição mais pormenorizada em relação com os desenhos anexos, nos quais:

FigS, 1 - é um alçado lateral, parcialmente em corte axial, de uma

forma de realização preferida de uma peça de ferramenta

eléctrica de acordo com o invento utilizável como uma

-10¹ 5M4S

Case CS 141/VLAERE-PO

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chave de impacto, traneformável para utilização como peça

de ferramenta de "hobby".

Fig&. 2 - é um alçado pormenorizado, com a maior parte doe componentes em corte axial, da unidade de motor da forma de

realização mostrada na Figura 1;

Fig&. 3 - é um alçado em corte transversal da mesma forma de realização tomada num plano indicado por III-III na Figura 2;

Figa, 4 - é um alçado seccional da unidade de impacto da forma de realização preferida, tomada ao longo do plano indicado por IV-IV na Figura 1;

Fig^a, 5 - mostra um alçado axialmente seccional da extremidade pos terior da unidade de motor, e um comutador de ligar-desligar e inversão nela montado;

Fig^a, 6 - é um alçado parcialmente seccional da mesma extremidade posterior da unidade de motor; e

FigS. 7 - é um alçado em perspectiva dos novos meioB de ligação para uma bateria de automóvel.

flg^a. 8 - é um alçado lateral de um gancho de ligação, e

Fig^a. 9 - é um alçado parcialmente seccional de um pormenor de uma peça de ferramenta eléctrica de acordo com o presente in vento da qual a unidade geradora de impacto foi destacada.

Na forma de realização preferida de uma peça de ferramenta eléctri^ ca mostrada na Figura 1, uma carcaça 1 consiste numa porção de base pos terior 2, numa porção de base anterior 3 e num revestimento 15. A porção de base 2 consiste numa placa de fundo 5 e paredes verticais 6 e 7. Uma unidade de motor 11 está firmemente fixada na parede vertical 6, e uma unidade redutora de velocidade 13 está fixada na parede vertical 6.

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A porção de base anterior 3 compreende uma placa de fundo 4 e uma parede vertical anterior 8.

Entre as paredes verticais 7 β 8, eetá fixada de maneira rotativa uma unidade geradora de impacto 10.

A unidade de motor 11 é mostrada com mais pormenor nas Figuras 2 e 3. A unidade compreende um motor de corrente elêctrica contínua 12 que compreende um induzido de forma geralmente cilíndrica 20 compoeto por quarenta lamelas 21, consistindo cada uma em folhas de ferro laminado com cerca de 0,65 mm de espessura que têm um diâmetro externo de 32 mm, as quais estão dispostas em paralelo para formar uma embalagem que tem um comprimento total de L de 26 mm (Figura 2). Gada lamela 21 tem na sua zona anular exterior doze fusíveis de lamela radiais 22, e o diâmetro interno da lamela, entre as extremidades mais profundas de dois fusíveis diametralmente opostos 22, ê de 16,7 mm. As lamelas 21, no conjunto que forma o induzido 20, estão sobrepostas umas às outras, de modo que os fusíveis coincidam uns com os outros e formem doze canais 26, quet.ee prolongam axialmente na superfície exterior do induzido 20. Cada um destes canaie aloja, mostrado apenas em corte transversal num único fUBÍvel 22 para maior clareza, um fio de cobre duro 23. Este fio de cobre tem um diâmetro de 0,56 mm. Os enrolamentos deBte fLo de cobre são enrolados em torno do induzido em espirais, de modo que as porções de fio 32 encham cada um dos canaie 26, consistindo cada espiral em duas porçoes e tendo um comprimento de cerca de 60 a 70 mm, isto é um pouco mais que o dobro do comprimento do induzido. Os enrolamentos de fio são formados por pedaços de fio que têm um comprimento de cerca de um metro, de modo que cada um desees pedaços de fio possa ser enrolado em

cerca de dezasseis espiras, a partir da extremidade posterior do motor, eu torno do induzido 20, através dos canais 26 do último.

As duas extremidades livres de cada pedaço de fio sâo eoldadas a diferentes segmentos colectores 24, de um colector 25, o qual está montado fixamente num veio de transmissão l4, de harmonia com o induzido 20 para rotação em sincronismo com o mesmo.

Visto que existem doze pedaços de fio que têm um total de 24 extre^ midades de fio livres, são proporcionados doze segmentos colectores 24 no colector 25, constituindo o conjunto um enrolamento em cilindro de dois polos que tem um comprimento total de fio de cerca de 12 metros, 0 número total de porções de fio nos doze canaie, que devia eer mostrado na Figura 3 deveria ser de 384.

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0 veio de transmissão 14 está fixado num cilindro ou rolamentos de esferas 31 os quais estão montados, respectivamente, na parede de extre midade frontal 32 e na parede de extremidade posterior 33, de um alojamento do motor 3θ· θ ultimo, por eua vez, está firmemente seguro na pa rede vertical 6.do invólucro de peça 1, como mostrado na FigS, 1.

A carcaça 1 compreende ainda um envoltório cilíndrico 34, o qual suporta no seu interior, firmemente acopulado à sua parede interior, a sapata do polo norte 17 e a sapata do polo sul 18 de um electroíman per manente 19 de ferro magnético que tem um comprimento, em direcção axial de 31 mm e uma espessura radial de 5,5 mm. A disposição geral do electroíman permanente e induzido é bem conhecida e está ilustrada na FigB. 150 do capítulo "Gleichstrommaschinen" em "Elektrotechnik" de A. DâscKler um livro de textos editado em 1968 por Verlag Aarganer Taghlatt AG era Aaran, Suíça. No entanto, como se indica na FigS. 152 da mesma publicação, o diâmetro do induzido ê suposto ser de cerca de 600 mm em vez dos 32 mm do nosso novo motor de corrente contínua. Enquanto o motor de corrente contínua, de acordo com a Figura 152 do livro de textos de Dâachler proporciona 280 kilowatts (KW) a 1470 rpm, o nosso motor proporciona 0,6 Kw a cerca de 37 θθ rpm.

Os motores eléctricos de chaves de impacto accionadas electricamen te, que estão presentemente dieponíveis no mercado e são capazes de desapertar porcas muito apertadas ou gripadas ou parafusos enroscados de rodas de automóveis, para a mudança de pneus de automóveis, têm de ohter a sua energia.de uma fonte de energia de corrente alterna de, por exemplo, 220 a 240 volts.

Têm eido descritas várias chaves de impacto deste tipo sob o título "Schlagschrauber" na publicação "Bosch Elektrowerkzeuge", Programm I98O/8I em Agosto de 198o, por Eobert Bosch GmbH, D-7022 Leinfelden -Echterdingen, Alemanha, Dependendo das dimensões dos parafusos a serem desapertados, por exemplo de 16 mm de diâmetro para rodas de carros de turismo, o motor acciona uma ferramenta, com uma velocidade nominal de 1000 rpm, em carga total, tem uma potência de entrada nominal de 320 watt e uma potência de saída de 165 Watt; tem um binário de aperto de l80 metros Newton (mN) e a chave pesa 3 quilogramas.

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Para parafusos mais pesados, de 22 mm de diâmetro, a chave está equipada com um motor que acciona a ferramenta a uma velocidade nominal de 725 rpm em carga completa, com uma potência de entrada de 420 VJatt, uma potência de saida de 200 Watt, e-um binário de aperto de 3θ0 mNj a chave pesa cerca de 5,3 kg.

Parafusos com um diâmetro de 27 mm podem ser desapertados com uma chave cujo motor actua a uma velocidade de 540 rpm em carga completa, com uma entrada de 620 Watt, uma saída de 36O Watt, e um binário de apei to de 800 mNj esta chave pesa 8,3 kg.

Mod. 71

Em contraste com isso, o motor eléctrico acima descrito na nossa forma de realização preferida acciona a ferramenta a uma velocidade de 2000 rpm, em carga completa, com uma potência de entrada de cerca de 300 a 450 Watt e uma potência de saída de cerca de 250 Watt, e um binário de aperto até 3θθ mN; 0 aparelho tem um peso máximo de 3 kg, ou mesmo menos, enquanto é alimentado por uma corrente contínua de 12 volts (tensão operacional de cerca de 10 a 14 volts) quando fornecida por uma bateria de automóvel comum. Quando ligada a uma bateria de automóvel pesado de 24 volts, actua, em carga completa, com uma velocidade de 4000 rpm.

No quadro seguinte são fornecidos dados para duas formas preferidas de realização A e B do motor eléctrico a ser utilizado na peça de ferra menta eléctrica do invento;

Motor A Motor B

(em mm)

(1) Comprimento das porções rectas de enrolamento no induzido diâmetro do induzido com enrolamento

(2) diâmetro do fio do induzido

(3) Comprimento de cada sapata de polo de electroíman (N ou S)

(4) Espessura da sapata de polo do electroíman (Nou S)

26

32,2

0,56

31

5,5

50

32,2

0,72

64

5,5

-i454.946

Caae US 141/VLAERE-PO

<v.- z-f- -► r:

W-A^tèSJáS·:

s< Ô P·. -

«Ufc¹

(5) largura interna entre as sapatas de polo do electroíman

(6) diâmetro do veio do motor

(7) diâmetro do comutador

(8) diâmetro do conjunto do induzido e dae duas sapatae de polo

33 33

5,0 5,0

15,0 15,0

43 . 43

(rpm)

(9) velocidade em ponto morto do veio do motor ligado a uma bateria de

12 volte 1500 8000

(10) velocidade em ponto morto do veio do motor ligado a uma bateria de

24 volta 2800 I5000

Com transmissão 12;1

N

Ú

O

S

(ll) força de desaperto de parafuso ligado a uma bateria de 12 volts

250 mN * * ~<60 mN*

(12) força de desaperto de parafuso

ligado a uma bateria de 24 volte )300 mN* ^250 mH*

* largura mínima de chave de 16 mm.

Os resultados plenamente satisfatórios obtidos com a forma de realizaçao preferida da chave eléctrica, de acordo com o presente invento, sao bastante inesperados uma vez que teria sido óbvio proporcionar um motor mais lento, de menor velocidade em carga completa e mais elevada potência de entrada e saida, quanto maior fosse o aperto ou gripagem dos parafusos a serem desapertados (ver motores Bosch acima descritos).

Descobriu-se, inesperadamente, que o oposto é verdadeiro e que um motor “mais fraco", operando a uma velocidade mais alta, em carga completa, pode fazer o mesmo trabalho com sucesso, mesmo quando e alimentado com corrente eléctrica contínua de baixa tensão, por exemplo de uma bateria de automóvel de 12 ou 24 volts.

-1554.946 .

Case US l4l/VLAEBE-P0

‘i ·

Ae pequenas dimensões, pouco peso e alta velocidade do motor acima descrito, utilizados na chave de impacto preferida de acordo com o presente invento, bo são comparáveis aos motores de ar comprimido, como os conhecidos para utilização nas chaves Atlas Copco (ver edição "Schrauber” jor Atlas Copco Aktiebolaget, Nacka, Suécia, em Novembro de 1971). Νθ entanto, estas chaves são apenas destinadas a parafusoe que têm um diâmetro de cerca de 5 a 8 mm, e não são portanto apropriados para apertar ou desapertar parafusoe ou porcas de rodas de automóveis. 0 mesmo se verifica com as peças de ferramentas de impacto de "hobby" da Mitsubishi, particularmente berbequim, accionadas por pequenos motores como aqui se descreveu anteriormente.

b»

g

2

Ao alcançar os objectoe do invento verificou-se que os seguintes aspectos, aqui descritos a seguir, são também críticos, isto é, a alta velocidade do motor mais fraco é apenas um dos vários critérios que tem de ser observado ao coneeguir o objecto principal acima indicado.

Assim, verificou-se que a relação de redução de velocidade do veio cLe transmissão para o veio propulsado na unidade redutora de velocidade é ãltamente crítica com vista a alcançar o objecto de desapertar parafusos fortemente apertados ou gripadoe, parafusos ou porcas do tipo utilizado para a montagem das rodas dos automóveis nos.seus cubos. Ssta relação de redução de velocidade deverá estar na gama de cerca de 12;1 a cerca de 7:1, sendo de 7:1 a relaçao preferida quando 0 aparelho eBtá a ser usado com corrente continua obtida de uma bateria de automóvel de 12 volts.

0 tipo preferido da unidade redutora de velocidade ljS, mostrado na Figura 1, compreende um conjunto de engrenagem de dentes direitos que consiste numa pequena engrenagem de transmissão 75, montada no veio de transmissão do motor 14, para rotação com o mesmo. Verificou-se ser vantajoso utilizar uma engrenagem com um diâmetro de 14 mm e contendo 12 entalhes ou dentes.

Esta engrenagem ?3 engrena noutra engrenagem maior de dentse direitos 74, a qual está montada de modo fixo num veio de engrenagem 75 que está montado de modo rotativo nas paredes verticais de envolvimento 6 e 7· A engrenagem de dentes direitos 74 tem, vantajosamente, um diâmetro de 44 mm e 42 dentes direitos. No mesmo veio 75, no lado da engrenagem 74, voltada para o lado oposto do motor 12, está montada de

-16-

54.946

Case US 141/VLAERE-PO

maneira fixa uma engrenagem mais pequena de dentes direitos 76 que tem um diâmetro de l8 mm e 16 dentes de roda.

Esta engrenagem 76 que roda, evidenteraente, à meema velocidade que a engrenagem 74 engrena numa engrenagem de dentes direitos maior ?? a qual está montada num veio sob transmissão 78/78a, que tem uma extensão separável anterior 78a, fixada de modo rotativo na parede vertical fron tal externa 8 da carcaça do aparelho 1. A engrenagem de dentes direitos 77 tem um diâmetro de 34 mm e tem 32 dentes. Isto resulta numa relaçao de transmissão da velocidade do veio propulsor 14 para a do veio propulsado de 7?1· A velocidade do veio sob transmissão é então de 1957 rpm se a do veio propulsor em carga completa for de 13 700 rpm.

Os objectoB desejados do presente invento também são plenamente preenchidos .se os conjuntos seguintes de engrenagens forem utilizados como unidade redutora de velocidade 13; baseado numa velocidade de motor em carga completa de

Engrenagem	Diâmetro	Dentes de roda	Relação de velocidade e velo
	(mm)	(número)	cidade do veio sob transmis-
			são rpm
273	14	12
274	39	36	12:1
276	14	12
277	50	48	ca. 1142 r.p.m.
273	14	12
274	42,3	40	10 il
2?6	14	12
277	39	36	ca. 137θ r.p.m.

ou relações de transmissão semelhantes dentro da gama indicada.

A relação de velocidade de 7:1 é partieularmente preferida porque

permite maior flexibilidade na utilização do mesmo aparelho como peça

de ferramenta de "hobby¹¹ como será explicado mais adiante

-1754.946

Caae US l4l/VLAERE-P0

Tem-se verificado que as relações ds velocidade acima de 12:1 e abaixo de 7:1 não são satisfatórias, porque o veio propulsado tanto roda muito depressa oomo muito devagar para o fim indicado adiante, como se explicará a seguir.

Na sua posição adiantada o veio propulsado 78 contem para diante do seu rolamento, de esferas de roletes ou rolamento ds metal concrecio nado 7a, na parede vertical 7« uma unidade geradora de impacto 10.

A unidade geradora de impacto 10 compreende um dispositivo de união de garra que compreende duas metades de embraiagem das quais a metade posterior 79 está montada fixamente, por exemplo, por meio de uma chave 78c, no veio propulsado 78a, enquanto a metade de embraiagem anterior 80 está montada de modo a girar axialmente no mesmo veio e está afastada da metade posterior 79 do dispositivo de união por meio de uma forte mola de pressão que actua axialmente 8l. A mola está alojada na cavidade interior formada pelas cavidades 79b e 80b, nas porções adjacentes às duas metades do dispositivo de união 79 β 80 e tem uma sua extremidade fixada contra a face interior da parede de extremidade posterior 79a, da metade de embraiagem 79, ® a outra extremidade de mola está fixada contra a face interior da parede extrema anterior 80a da metade de embraiagem 80.

As duas metades de embraiagem 79 e 80 ficam sempre engrenadas uma na outra de modo a girarem em sincronismo em torno do veio 78a, indiferentemente à poeição relativa da metade de embraiagem 8θ no seu veio; a estas garras de extremidade 83 da metade de embraiagem posterior 79 vão sempre engrenar garras 84 da metade de embraiagem anterior.

Entre a face frontal anterior 82 da metade de embraiagem 80 e a parede vertical frontal 8 está montado, com o seu veio 89, um disco de impacto 85 que contem, na aua face de disco posterior 85a (ver Figa. 4) uma nervura que se prolonga diametralmente 86, que tem flancos incinados 86a e 86b cujos ângulos de inclinação convergem a partir da face de disco 85a em direcção da metade de embraiagem 8θ. Estes flancos 86a e 86b podem sobressair da face frontal 82 da metade de embraiagem 80. Estee flancos 86a e 86b podem estar encostados a dois ressaltos de impacto 87 e 88 que sobressaem da face frontal 82 da metade de embraiagem 80 e são impuleionadas pela mola 8l, em direcção à face 85a do disco

. -1854.946

Case US 141/VLAERE-PO

de impacto 85. Cada um deatea dois ressaltos também tem flancos inclinados 87a, 8?b a 88a, 88b nas suas paredes laterais, que se prolongam axialmente, cujos flancos inclinados encostam aos flancos inclinados 86a, 86b da nervura 86. Os flancos de ressalto 87a, 8?b e 88a,88b foram indicadas com linhas tracejadas na Figura 4, porque o plano de secção transversal IV-IV prolonga-se através das porções de pé não afuniladas dos ressaltos 87 e 88, respectivamente, e os ângulos de inclinação dos flancos, em cada um destes pares, convergem em direcção à face 85a do disco de impacto 85.

0 veio do disco de impacto 89 está fixado num buchim comprimido ou num rolamento de esferas, ou chumaceira de bronze de metal concrecionado 90, na parede de extremidade vertical anterior 8 da carcaça do aparelho 1 e sobressai da parede de extremidade 8 com uma extremidade de cabeça quadrada 95. Um suporte de ferramenta 96 ou, por exemplo, uma chave que tem uma cavidade apropriada, por exemplo de secção transversal hexagonal, cujo diâmetro corresponde ao do parafuso, porca ou perno a ser desapertado ou apertado, pode ser firmemente ligado à extre midade de cabeça quadrada 95 para rotaçao com esta última.

A extremidade posterior do veio do disco 89 termina embutida na face de topo da nervura de disco 86 e contem uma cavidade 89a que se prolonga, de preferência, para o interior da zona de veio dentro da chumaceira 90, em cuja cavidade 89a está fixada de modo folgado a extremidade anterior livre do veio propulsado 78a.

0 funcionamento da unidade de impacto 10 quando a desapertar uma porca de parafuso ou parafuso que tem uma rosca para 0 lado direito é o seguinte: a ferramenta 96 é colocada sobre a porca ou parafuso. Inicialmente, a mola 8l roda a metade solta da embraiagem 80 em direcção à frente e os ressaltos 87 e 88 encostam as suas faces frontais à face posterior de disco 85a, Quando o motor 12 é ligado, o veio propulsado 78/78a roda na direcção da seta L (Figura 4), em conjunto com a metade de embraiagem 79·

Quando as garras 79b e 80b ficam engrenadas uma na outra mesmo quando a metade de embraiagem ê deslocada para a frente, a metade de embriagem montada de forma solta 80 é arrastada e roda em sincronia con a metade de embraiagem 79. Assim, o ressalto da metade de embraiagem

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Case US 141/VLAERE-PO

Mod. Π - 2500 » 05-53

87 encosta ao seu flanco inclinado principal (-7 a (Figura 4) contra < flanco inclinado 86a da nervura de disco 86, pelo que 0 ori p.e j ro f) ... u

"sobe para cima" no último, enquanto, tambéκι re passa o esmo cos o <' ·ίco principal 88a do ressalto de metade de enbraiagem !/' que cnco.-.tn u>

flanco inclinado 86b da nervura 86. Assim, a metade de; embraiare.? .·;. 1ta 80 é deslocada ligeiramente na direcção posterior, com correspondente compressão da mola da unidade de impacto 8l atá que os ressaltos ^ο’, «· < possam passar sobre a nervura 86 do disco de impacto 83. Coro a rotação das metades de embraiagem ?9 e 8C’ continua, a mola 3l impulsiona-a: outra vez para um lado de modo que os ressaltos 8? e 88 sejam desloca .or, para a frente, conjuntamente com a sua metade de embraiagem 80, er direcçao ao disco de impacto 85. A cada revolução do veio propulsado 78/78a, os ressaltos 8? θ 88 batem contra a nervura de disco 86 até -ne a porca do parafuso ou ..arafuso tenha ficado suficientemento solto, ..o,, o efeito destes impactos que ocorrem a uma frequência de cerca de 2,-t 0 por minuto, para seguir o moviento rot. tivo da ferramenta no ve^;o 89, tomado ao longo do disco de impacto 89, Logo que isto ncor.tjcc, disco 8b roda em sincronismo com as metades de embraiagem ot; e ,-ν, o : pacto cessa, e a porca ou parafuso podem ser completamente rei-ovido;·.

A operação em sentido contrário conduzirá ao a ertar do parafuse, porca ou parafuso com porca (seta T na Fig. 4). í'.e o motor ira a ura velocidade significativamente inferior, ou a redução de velocidade é cu perior a 12:1, isto é, se a velocidade do motor en. cava desce para 10,000 r.p.m. ou menos, por exemplo devido a una bateria de auto, óvel cuja tensão operacional desceu para 10 volts ou menos, ou oe a relaçao de redução de velocidade for de 14:1 em voz ;e 1,1:1, o correr ponder.to número inferior de impactos verificou-se . , r insuficiente para desapertar um parafuso fortemente apertado ou .--ripado. Uma queda na frequência de impacto também evitará que os ressaltos 87 e 38 vençan. a inclinação da mola 8l.

Surpreendentemente, também se verificou que uma velocidade i-e motor de, por exemplo, 35-000 r.p.m., que corresponde a uma velocid-ie ·.·' veio propulsado de 5.COO r.p.m. quando a relação de redução de velocidade é de 7:1, ou mesmo de 25.000 r.p.m., se a relação de redução velocidade é de >:1, produzindo assim uma velocidade de veio pro-.-.i -io de cerca de n-tC r.p.m., pode também não conseguir desapertar parafusos fortemente apertados. Parece que o impacte exercido no veio .0

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: 7; disco 89 e na sua ferramenta 96, será então muito fraco, visto que os

ressaltos 87 e 88 saltarão sobre a nervura de disco 86 e não conseguif ·; . rao produzir um impacto forte e abrupto. Além disso, a velocidades maiG

elevadas devidas a uma relação de transmissão inferior a 7:1, a mesma carga produzirá demasiado poder de travagem no motor 12 e perder-se-á demasiada força de alavanca na transmissão de engrenagem.

Quando se utiliza o motor com uma bateria de automóvel de 24 volts pode ser obtida uma velocidade de motor de 27.000 r.p.m,. Neste caso a velocidade do veio propulsado 78 e 0 número de impactos na nervura do disco 86 atingirá quase 4000 revoluções ou impactos por minuto, respectivamente. Também se pode atingir o mesmo número de impactos quando a velocidade do veio propulsado 86 é de 2000 r.p.m. e nele sao proporcionados quatro ressaltos, distribuídos equidistantemente, em torno da periferia da face frontal 82, da metade de embraiagem solta 80, Dependen do do grau de aperto ou gripagem do parafuso, porca ou parafuso de porca a ser desapertado, este número superior de impactos resultará ou não.

Verificou-se serem mais satisfatórios funcionamentos da chave de impacto mostradas na forma de realização das Figuras 1 a 4 com corrente continua de uma bateria de 12 volts (tensão operacional de 10,5 a l4 volts), que proporciona uma velocidade de motor de 1J.75O a 15.000 rpm e uma relaçao de transmissão de 7:1 que produz uma velocidade do veio propulsado ?8/78a de 2000 r.p.m. e o mesmo número de impactos por minuto.

Com vista a obter um funcionamento particularraente satisfatório da forma de realização da peça de ferramenta eléctrica mostrada nas Figí's, 1 a 4, também se verificou ser muito vantajoso, para evitar perdas de tensão, proporcionar novos meios de comutaçao de ligar-desligar e inver são.

Uma forma de realização preferida de tais meios de comutação está ilustrada nas Figuras 5 e É. Os condutores 121 e 122 do polo + e do polo -, respectivamente, de uma bateria de automóvel de 12 ou 24 volts, ligada a duas cavilhas contactoras 4l e 42 que estão montadas no interior de uma tampa de comutador 40, num disco de suporte de cavilhas 49, que está isolado electricamente do último por revestimento de isolamento 4la e 42a. 0 disco 49 está firmernente ligado â tampa do comutador

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Mod. 71

4θ, para rotaçao com o mesmo, por meio de um ou vários parafueos de ligação de cabeça chata 72 inseridos através de um orifício 72a, na tampa de parede de fundo 40a, e enroscado num orifício roscado 72b no disco de fixação 49. 0 disco 49 está montado de forma rotativa num elemen to de ponte 43 que está fixado por meio de parafusos 43a na face exteri or da parede extrema posterior 35 do alojamento do motor 30. 0 elemento de ponte 43 tem no seu lado frotnal, afastado da parede de extremida de poeterior 33, uma porção de ponte central em relevo 44, que se projecta para fora e numa perfuração central 44a que coincide com a perfuração central 49a do disco de fixação 43 e se abre na sua extremidade anterior na cavidade 43b na face de porção de ponte 44, virada na direcção da parede de extremidade posterior da carcaça do motor 33.

Um pino 46 que tem uma cabeça de parafuso de diâmetro superior 45, que permanece na cavidade 43b, prolonga-se através das perfurações centrais 44a e 49a e sobressai da face posterior do disco de suporte 49 onde está fixado por meio de uma anilha 47 e contrapino 48, servindo aBeim como um veio em torno do qual o disco de suporte de cavilhas 49 pode ser girado rodando a tampa do comutador 40.

0 disco dé suporte de cavilha 49 tem ainda uma perfuração axial 56 que abre fora da face interior do disco 49 onde este último encosta à face posterior 44b da porção de ponte em relevo 44. Uma esfera de descanso 57 está alojada na perfuração 56 e é impulsionada para contacto com a face de porção de ponte posterior 44 b por meio de uma mola de pressão 58 também alojada na perfuração 5θ e que está fixada na sua outra extremidade nolado inferior da anilha 47·

Devido à disposição acima descrita, a tampa de comutador 40 está fixada de modo rotativo na extremidade posterior do motor 12, com a parede lateral da tampa 40a envolvendo a porção de extremidade posterior da carcaça do motor 30. A rotação da tampa 40 em torno do veio de tampa 46 é limitada pelo "stop" 67 montado na face anterior do disco de suporte de cavilhas 49 o qual encosta, na posição mostrada nas Figuras 5 e 6, a um primeiro "stop” oposto 68, em cuja posição as cavilhas 4l e 42 estão em contacto electricamente condutor respeetivamente, com duas lâminas contactoras 50 β 51 β que estão montadas, de modo ajustável em direcção axial, nos meios de chumaceira de lâmina 52 e 53» respectivamente, os quais são de material electricamente isolador. As lâminas contactoras 50 e 51 estão, por sua vez, ligados de modo condutor eléc-2254.946

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trico por meio dos condutores 50a e 51a ^CQra ae escovas comutadoras 54 e 55, respectivamente. Estas escovas 54 e 55 estão seguras em fixadorer de escova 38 e 39 de material electricamente isolador e deslizam sobre os Begmentos colectores 24 do motor eléctrico.

A corrente eléctrica contínua é fornecida ao motor 12 através dos condutores 121 e 122 que têm algumas das bubs extremidades ligadas respectivamente ao polo + e polo - de uma fonte de corrente eléctrica contínua, particularmente de uma bateria de automóvel de 12 volte 6o (Figa. 7), enquanto as suas outras extremidades estão ligadas, respectivamente às extremidades filetadas posteriores das cavilhas contactoras 4l e 42 por meio de porcas de aperto 69 β 69a.

Na posição de tampa de comutador 40 ilustrada nas Figuras 5 e 6 os segmentos colectores 24 recebem assim a corrente eléctrica contínua do comutador 121 via cavilha contactora 4l, placa contactora 50 e escova colectora 54, por um lado e do condutor 122 via cavilha contactora 42, lâmina contactora 51 β escova colectora 55, enquanto ao girar a tam pa de comutador 90° em sentido contrário ao dos ponteiros do relógio (quando se olha para a extremidade posterior 33 de carcaça de motor 30 em direcçao axial), isto é, no sentido indicado pela seta cc na Figura 6. Quando a tampa de comutador 4o foi rodada num ângulo de 90Q, a perfuração 56 do disco de fixação 49 coincide com uma pequena ranhura ou serrilhado 59 na face da porção de ponte 44b, cuja ranhura é suficientemente grande para nele receber metade da esfera 57, proporcionando assim uma ligeira posição de prisão para a tampa de comutador 40, que indica que o comutador está na posição-OFF.

Rodando ainda mais a tampa do comutador 40 no sentido contrário ao dos ponteiros do relógio, a esfera 57 é forçada para fora da ranhura 59 contra o viés da mola 58 até que o batente 67 no disco 49 encoste a um segundo batente oposto 68a assumindo assim a posição indicada por 67' na Figura 6.

Nesta posição da tampa do comutador 40, a posição das cavilhae Contactoras 4l e 42 é montada, fazendo agora a cavilha 4l contacto com a lâmina contactora 51, enquanto a cavilha 42 faz contacto com a lâmina contactora 5θ· θ motor recebe aesim corrente eléctrica contínua que flui na direcção oposta a partir dos comutadores 121 e 122 ligados à

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• bateria de automóvel 60, e rodará, por consequência, no sentido oposto.

Isto significa que, se o motor estiver a rodar no sentido dos ponteiros do relógio, que corresponde ao sentido da seta T na Figura 4, quando as oavilhaB contactoras e as lâminas fazem contacto do primeiro modo deecrito, então, com o contacto estabelecido do modo descrito em último lugar, o motor 12 será invertido, isto é, rodará no sentido contrário ao doa ponteiros do relógio, no sentido da seta L na Figura 4.

A forma de realização de ura· aparelho de chave de impacto mostrada nas Figuras 1 a 6 pode ser facilmente convertida numa ferramenta de "hobby”. Esta conversão é possível de duas maneiras. De acordo com uma forma de conversão, um parafuso de ligação 91 pode ser introduzido, através de uma perfuração transversal 92, na nervura 86 do disco de impacto 85, cujo parafuso 91 sobressairá para o interior de uma perfuração correspondente 93 em, pelo menos um dos ressaltos 87 e 88, eliminan do assim o efeito de impacto e fazendo com que o disco de impacto 85 ro de em sincronismo com as metades de embraiagem 79 e 80.

Especialmente nos casos em que a forma de realização do aparelho mostrada nas Figuras 1 a 6 é para ser usado, na maior parte dae vezes, como ferramenta de "hobby", e o seu uso como chave de impacto é apenaB por pouco tempo e com grandes intervalos, a unidade geradora de impacto completa 10, em conjunto com a parte de carcaça anterior 3 da carcaça 1 que compreende a placa de fundo 4 e a parede vertical da frente 8, pode ser destacada da parte de carcaça posterior 2. Com este fim, o veio propulsado consiste no veio posterior ?8 e num veio anterior ou de extensão 78a que estão ligados para rotação um com o outro por meio de um entalhe 97 β lingueta 98. θ veio 78 está fixado pela chumaceira 7a à parede 7· A separação é depois efectuada retirando a lingueta 98 do veio de extensão 78a, do entalhe 97 do veio posterior 78 e removendo também o jogo de parafusos 28 e 29 e libertando assim a lingueta 37 da placa de fundo anterior 4, do entalhe 36, da placa de base anterior 5, onde a parte de envoltório posterior 2 e a parte de carcaça anterior 3

podem ser separadas uma da outra.

Como ee mostra na Figura 9, um suporte de ferramenta 96 pode então

ser fixado à· extremidade livre do veio propulsado 78a para nela receber

uma ferramenta de "hobby".

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Com vista a assegurar perdas mínimas de tensão, de uma bateria auB,, tomóvel 60 para o motor eléctrico na peça de ferramenta eléctrica de

^: acordo com o presente invento, preferem-Be condutoreB de múltiplos fios

• · ’ ’ * " ' A A

de cobre que têm um diâmetro de 2,5 mm, sem a camada de revestimento isoladora, e que consistem num cordão de cinquenta fios de cobre tendo cada um um diâmetro de 0,25 mm. As extremidades destes condutores 121 e 122 a serem ligados à bateria, contêm cavilhas de ligação 6l de secção transversal apropriada. Por exemplo, uma das cavilhas 61 pode ser de secção transversal quadrada e a outra de secção transversal circular. Cada cavilha 6l está fixa de maneira enroscada numa cavidade de forma correspondente para suporte de cavilha 63, que tem na sua parte de base uma ilhó 64 que está ligada a, ou pode ser integral com, uma sapata de polo fendida 65, da bateria de automóvel 60, cuja sapata 65 está apertada por meio de um parafuso 66 que passa através da ilhó 64, e de uma porca 66a.

Na Figura 8 mostra-se uma forma preferida de ligar um grampo de conexão convencional 165, do qual uma das pernas contem um suporte 163 que tem uma perfuração de secção transversal apropriada, no interior da qual a cavilha de ligação apropriada pode ser inserida.

Os transmissores de impacto para uso no presente invento são bem conhecidos e foram descritos, por exemplo, na Patente Suíça 555.625 e outras publicações da 'Atlas Copco Aktiebolaget", Nacka, Suécia.

"Anterior" nesta descrição e nas reivindicações anexas significa na direcção do suporte que contem a ferramenta, enquanto "posterior" significa na direcção oposta, isto é, em direcção à extremidade de trás do aparelho eléctrico, na peça de ferramenta eléctrica de acordo com o invento.

Enquanto os automóveis de turismo geralmente têm as rodas fixadas aos seus cubos por melo de parafusos ou parafusos com cabeça de porca com uma largura de chave (largura entre planos opostos de uma porca hexagonal ou octagonal) de no máximo 16 ou excepcionalmente 1? mm, e uma força de aperto prescrita de cerca de 120 mN, parafusos ou parafusos com cabeça de porca enferrujados, sjuos ou excessivamente apertados podem exigir 150 a l80 mN para serem desapertados.

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Cao* US 141/VLAERE-PO

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No caso de camiSee (pesados), as porcas ou parafusos com cabeça de porca são maiores, por exemplo com uma largura de chave de 22 milímetrcs ou mais.

A "Schlagschrauber'* da Bosch (chave de impacto) Tipo l4j2 opera até uma força de aperto de l80 mN e utiliza uma relaçao de engrenagem de redução de velocidade de cerca de 14:1. A peça de ferramenta eléctrica Tipo A, de acordo com o presente invento, tem a mesma força de aperto (ou desaperto) que a da Bosch Tipo 1432, mas prefere-se uma trare missão de 7:1 e necessita-se apenas de uma bateria de automóvel de 12 volte, enquanto a ferramenta da Bosch tem de eer ligada a uma fonte de corrente alterna de 220 v, isto é, a uma fonte de energia elêctrica urbana.

No caso de camiões (pesados) que envolvem forças de aperto na ordem de até 300 mH, o Tipo 1432 da Bosch nâo consegue desapertar parafusos ou parafusos com cabeça de porca apertados; é necessário um aparelho da Brsch do Tipo 1430. Este aparelho tem um motor 50% maior e uma massa de impacto 50% mais pesada. No caso de camiões (pesados), é preferido usar-se uma relaçao de engrenagem de redução de velocidade de 12:1 em vez da de 7:1, relação adoptada para automóveis de turismo.

Aseim, esta peça de ferramenta consegue desapertar parafusos ou parafusos com cabeça de porca apertados, que o aparelho da Bosch Tipo 1432 nao consegue desapertar e para os quais é necessário 0 aparelho da Bosch Tipo 1430, muito maior, mais pesado e mais dispendioso. Enquanto o último opera com uma velocidade em carga completa de 725 r.p.m. e necessita de fonte de corrente alterna constante de 220 volts e praticamente reserva de corrente sem limite, conseguem-se, surpreendentemente, ob mesmos resultados com uma peça de ferramenta de acordo com 0 presente invento que tem um motor muito mais pequeno e muito maiB fraco, a uma velocidade do veio propulsado, em carga completa, de cerca de 1100 a I25O r.p.m., extraindo corrente de uma fonte de corrente contínua tal como uma bateria de carro de 12 volts com uma reserva de potência elêctrica rapidamente esgotável.

Mesmo 0 aparelho mais pequeno de Tipo A, de acordo cora o presente

invento, consegue binários de aperto tão elevados como 3θθ ^mN e mais,

a partir de uma bateria de carro de 12 volts.

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Case UG 141/VLAERE-PO

Vantajosamente, na peça de ferramenta eléctrica de acordo com o presente invento, proporciona-se, em cada um dos bornee contactores e em cada um dos elementos de contacto, uma camada protectora de material resistente à corrosão e uma resistência de arco, de preferência uma liga de óxido de prata/cádmio que tem um conteúdo de óxido de cádmio de cerca de 10 a 15% em peso,

A liga de óxido de prata/cádmio contem, de preferência, 90% em pese 2

de prata e 10% de CdO e tem uma condutividade electrica de 49 ohm/mm , um ponto de fusão acima de 800QC e uma dureza de Vickers de 65. A camada e aplicada a uma base de cobre ou prata por modelaçao por impacto a frio. 0 condutor para a base édo mesmo metal, sendo cobre o preferido.

Mod. 71 - 2300 - 05-63

As ligas de prata/cádmio acima mencionadas que sao apropriadas para fabricar os bornes contactores e cavilhas contactoras ou semelhantes, elementos de início de contacto e interrupção de contacto no novo comutador de ligar-deeligar e inversão, de acordo com o invento estão descritos, por exemplo, num livro de textos intitulado "DODUCO Silber/ Cadmiumoxid Kontakte und Halbzeuge" editado antes de 1981 por Dr. E. DUrrnáchter DODUCO KG, Pforzheim, Alemanha, e são comercializados pela mesma companhia.sob nomes tais como Dodurit CDO 10,15 etc., em que, por exemplo, "10" ou "15" indicam o conteúdo de óxido de cádmio em percentagem de peso presente na liga, consistindo a base essencialmente em prata. A densidade destas ligas Dodurit CDO varia desde 10,0 a 10,3 e, de preferência, de 10,1 a 10,2.

ENSAIO DA PEÇA DE FERRAMENTA ELÉCTRICA

PRIMEIRO ENSAIO (COMPARAÇÃO)

Num camiao Mercedes Benz do tipo 1017, as rodas sao apertadas, por meio de porcas hexagonais que têm uma largura de chave de 32 mm, a pinos de cubo, por meio dos seus cubos cujos parafusos com cabeça de porca têm um diâmetro exterior de rosca de 22 mm. Por "largura de chave" quer significar-se a largura entre os ρΐαηοε opostos da porca hexagonal. A força de aperto prescrita com a qual estas porcas devem ser apertadas nos parafusos do cubo é de l8o mN. Apertou-se cada uma das porcas ensaiadas com uma força de 230 a 250 mN.

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Case US 141/VLAERE-PO

Com vista a desapertar a porca foram usadas uma peça de ferramenta eléctrica de acordo com o presente invento, por um lado, e por outro lado um aparelho Bosch "Schlagschrauber" Tipo 1432,

f

Estas peças tiveram os seguintes dados:

Motor Eléctrico: Tipo de acordo Bosch, Tipo 1432

com o invento

Mod. 71-2300-05-53

Comprimento do induzido:	90 mm	270 mm
Peso do induzido, com en-
rolamentos e comutadora .:	140 g	294 g
Peso do electroíman:	8o g	361 g
M Relaçao de Engrenagem de
redução:	12:1	14:1
Peso da Transmissão:	idêntico
Peso da Massa de Impacto:	idêntico
Velocidade do motor:	ca, 13500 rpm	ca 14000 rpm
Velocidade do veio propul-
sado em carga:	ca. 1100 rpm	ca 1000 rpm

A peça de ferramenta eléctrica de acordo com o presente invento desapertou as porcas apertadas sem demora e sem nenhum aumento notório de temperatura do motor.

0 aparelho Bosch apenas conseguiu desapertar ae porcas apertadas com aquecimento do motor, o qual resultou em abrasamento dos fios, como se notou pelo cheiro habitual do seu isolamento.

0 aparelho Bosch foi ligado, como se prescrevia, a uma fonte eléctrica de 220 volts; o aparelho de acordo com o invento foi ligado a uma bateria de automóvel de 12 volts.

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Caée US 141/VLAERE-PO

SEGUNDO ENSAIO

Um carro Mercedes Benz Tipo 200 (do ano de 1976) tem as suas rodas apertadas por um conjunto de parafusos, cuja cabeça tem uma largura de chave de 17 mm enquanto o diâmetro exterior da parte enroscada é de 12 mm. A energia de aperto prescrita é de 120 mN. Foi utilizada a mesma peça de ferramenta eléctrica utilizada no Ensaio 1, mas com uma relação de engrenagem de erduçao de 7:1· Os parafusos excessivamente apertados foram rapidamente desapertados sem esforço e sem nenhum aumento visível na temperatura do motor.

Mod. 71 * 2S00 · QS-83

TERCEIBO ENSAIO

Uma carrinha de distribuição Mercedes do Tipo 4θ₉, tem as suas rodas apertadas aos parafusos dos seus cubos por meio de porcas que têm um diâmetro de chave de 19 mm. A energia de aperto prescrita é de cerca de 200 mN. As porcas foram apertadas com 240 mN,

Neste ensaio foi também utilizada a mesma peça de ferramenta eléctrica de acordo com o presente invento tal como se descreveu no Ensaio 1. A relação de engrenagem de redução foi de 12:1. como no Ensaio 1.

As porcas puderam ser desapertadas rapidamente e nao se verificou aumento de temperatura do motor.

0 depósito do primeiro pedido para o invento acima descrito, foi efectuado nos Estados Unidos da América em JO de Setembro de 1982 sob o nQ. 430.763.

-

Claims (10)

1. REIVINDICAÇÕES13. - Peça de ferramenta rotativa accionada electricamente susceptível de ser utilizada manualmente durante o funcionamento, caracterizada pelo facto de compreender

   (l) um motor eléctrico, que compreende um estator, um rotor, pri-2954.946

   Case US 141/VLAERE-PO

   Mod. 71

   meiro e segundos meios de polo, e um veio de transmissão que Bustenta o referido rotor e que tem ura eixo de rotação, variando a velocidade do referido motor, a uma tensão nominal de 12 a 24 volts, de 8000 a 30.000 r.p.m. em carga, velocidade de motor eesa que é atingível com uma alimentaçao de corrente eléctrica contínua fornecida ao motor a partir de uma fonte de corrente contínua que tem uma amperagem de 20 a 150 amperes e tendo uma tensão operacional, pelo menos, de 8 a JO volts, e fornecendo ao motor uma entrada de corrente de, pelo menos, ΐ8θ watts;

   (2) um invólucro ao qual o referido motor está ligado compreendendo meios adaptados para serem agarrados pela raao do operador;

   (3) um comutador de ligar-desligar e inversão que está adaptado para comutar corrente eléctrica contínua tendo a voltagem e amperagem atrás definidas;

   (4) meios de suporte de ferramenta que estão adaptados para nele receber um suporte de ferramenta e que compreendem um veio accionado, cuja velocidade em carga varia desde 1200 a 4000 rotações por minuto;

   (5) uma unidade redutora de velocidade que compreende uma engrenagem de transmissão ligando de modo positivo e fazendo a transmissão do referido veio de transmissão ao veio sob transmissão e adaptado para efectuar a transmissão directa e ininterruptamente do binário do veio de transmissão do motor para o veio accionado e que reduz a velocidade do primeiro para o segundo veio, numa proporção de cerca de 7;1 e cercá de 12jl,
2. 2®. - Peça de ferramenta eléctrica de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo facto de o referido motor elédrico estar preparado para ser accionado por meio de uma corrente eléctrica contínua proveniente de uma bateria de automóvel de 12 volts.
3. 3®. - Peça de ferramenta eléctrica de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo facto de o referido motor eléctrico estar preparado para ser accionado por meio de uma corrente eléctrica contínua

   -30í

   ' ·*· .»>

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   Case US l4l/VLAERE-PO

   Mod. 71 - 2500 -

   proveniente de uma bateria automóvel de 24 volts.
4. 4a. - Peça de ferramenta elêctrica de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo facto de o referido veio accionado ter utna velocidade de cerca de 5θθ a 3600 r.p.m..
5. 5^a. - Peça de ferramenta elêctrica de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo facto de a referida entrada de corrente ser de, pelo menos, 250 amperes e pelo facto de a velocidade do referido motor eléctrico a uma tensão nominal de 12 a 24 volts variar de mais de 10000 a um máximo de 25.000 r.p.m. em carga completa.
6. 6^a. - Peça de ferramenta elêctrica de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo facto de a tensão operacional ser de 20 a 28 volts.

   _ Peça de ferramenta elêctrica de acordo com a reivindicação .5, caracterizada pelo facto de a velocidade do referido motor eléctrico, a uma tensão nominal de 12 a 24 volts, ser de cerca de 15.000 rpm.
7. 8a. - Peça de ferramenta elêctrica de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo facto de o referido motor eléctrico ter uma face , de extremidade posterior voltada para o lado oposto do6 referidos meios de suporte, e pelo facto de o referido comutador de ligar-desligar ê inversão estar montado no referido invólucro na extremidade posterior do referido motor, compreendendo o referido motor meios de polo salientes da referida face de extremidade posterior do motor.
8. 9^a. - Peça de ferramenta elêctrica de acordo cora qualquer das reivindicações de 1 a 8, caracterizada ainda pelo facto de compreender

   (6) meios geradores de impacto compreendendo uma massa de impacto separada do referido motor e que está associada com os meios de suporte de ferramenta atrás mencionados em (4), para transmitir impacto aos últimos meios.
9. 10^a, - Peça de ferramenta elêctrica de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo facto de os referidos meios geradores de impacto estarem ligados de forma separável com a referida unidade de redução de velocidade disposta no lado da referida unidade e está voltado para 0

   -317

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   Case US l4l/VLAEEE-PO

   lado oposto do referido motor, compreendendo o referido veio accionado numa porção anterior e uma porção posterior suportando a referida porção anterior os referidos meios de suporte de ferramenta e os referidos meios geradores de impacto, e compreendendo a referida unidade redutora de velocidade uma engrenagem de velocidade inferior montada na referida porção posterior do referido veio accionado, sendo a referida porção anterior do referido veio accionada ligada de maneira destacável à sua referida porção posterior.

   lia. - Peça de ferramenta rotativa accionada electricamente suscep tível de ser utilizada manualmente durante o funcionamento de acordo com as reivindicações anteriores e caracterizada pelo facto de compreender

   Mod. 71

   um conjunto de módulos de conetruçao alongados que tem um eixo longitudinal e que consiste essencialmente em

   um módulo de construção central que compreende um elemento base tendo uma extremidade anterior e uma extremidade posterior,

   uma primeira parede vertical montante na referida extremidade posterior e que se prolonga em ângulo recto em relaçao ao referido eixo longitudinal,

   uma segunda parede vertical montante que se prolonga era ângulo recto para o referido eixo longitudinal e que está afastada da referida primeira parede vertical, tendo a segunda parede vertical uma perfuração,

   uma unidade redutora de velocidade que consiste numa sequência de eugrenagens que compreende uma pluralidade de engrenagens e um número de veios, um para cada engrenagem, sendo um dos referidos vei os o seu veio de transmissão accionado electricamente, sendo os referidos veios suportados nas referidas primeira e segunda paredes verticais,

   um segundo módulo de construção posterior que consiste essencialmente num motor que compreende um veaio de transmissão e um carreto nele montado,

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   Case US Ul/VLAKKIi-FO

   Mod. 71 - 25C0 - 05-83

   compreendendo a referido primeira pareue vertical uma abertura nela praticada, e

   sendo o referido módulo de construção posterior inserível na ref· rida abertura e de tal modo nela alinhado nue o referido carreto en.grena na referida sequência de enpre na, -e ns de modo a accionar as mesma:·,

   meios paro fixar o referido módul^r· le construção posterior na referida primeira parede vertical,

   um terceiro modulo de construção anterior que compreende urr. . pe/··) de ferramenta rotativa, um veio accionado fiara o efeito c

   meios de ligaçao para li,;arem o referido veio accionado da referida terceira unidade, por meio da re erida perfuração, cor., o 1-0 f< rido veio dc transmissão accionado eIectr1 comente para rotaçao co·. ele ,

   sendo os referidos segundo e terceiro ódul 0.0 ii ado:, de forma ,estai '1vel ao referido 'ódulo de contsruçao central, .Ousibilitanuo óe: nc ·>·,,,, a substituição do segundo e terceiro módulos de construção.

   125. _ Peça de ferramenta eléctrica de acordo com a reivindicação 11, caracterizada nelo facto ae o referido notor ncr ur motor cl.éct."·'^r-n como definido em (1) na reivindicação i.
10. 13?. - Teça de ferramenta de ac ; co co a reivindicação li. caracterizada pelo facto de o referido motor r-cr ui., motor de corrente alterna .