ES2199529T3 - Herramienta motorizada y procedimiento para desplazar un elemento con respecto a un objeto. - Google Patents

Abstract

Para mover un elemento (6) en dirección axial con respecto a un objeto (8), múltiples elementos de tornillo (9) son atornillables en el elemento (6), y se disponen alrededor de un eje (A) de manera tal que estén espaciados entre sí, presentando cada uno de los elementos de tornillo (9) un primer extremo adaptado para interactuar con el objeto (6) y un segundo extremo opuesto, y una unidad impulsora que incluye un impulsor de acción y un impulsor de reacción dispuestos coaxialmente con respecto al eje (A) y con respecto al otro, y movibles en direcciones opuestas; uno (4, 5) de los impulsores engarza una circunferencia externa de los elementos de tornillo (9) mientras que el otro (2, 3) engarza una circunferencia interna de los elementos de tornillo (9), de manera tal que cuando se activa la herramienta a motor, los impulsores (2, 3; 4, 5) se mueven en direcciones opuestas y hacen girar los elementos de tornillo (9) en una única dirección, para mover de tal manera el elemento (6) en dirección axial.

Description

Herramienta motorizada y procedimiento para desplazar un elemento con respecto a un objeto.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a herramientas motorizadas y a métodos para mover elementos con respecto a un objeto, por ejemplo, parar mover una tuerca que está roscada en un tornillo, la cabeza de un tornillo, etc.

Las herramientas motorizadas del tipo general mencionado anteriormente son conocidas en la técnica. Las herramientas de par motorizadas conocidas tienen una fuerza de acción y una fuerza de reacción opuesta. La fuerza de acción es ejercida generalmente por un componente de transmisión que está adaptado para hacer girar un elemento. Generalmente, la fuerza de acción es transferida a un objeto adyacente al elemento a girar por medio de un vástago de reacción. El vástago de reacción generalmente está conectado a la carcasa de la herramienta. De este modo sólo una de las dos fuerzas opuestas es utilizada.

Una herramienta motorizada para este propósito está descrita en US-A-5,499,558. La herramienta tiene una acción y una reacción coaxiales y las correspondientes piezas que aplican dicha acción y reacción. Sin embargo, sólo una de ellas gira mientras que la otra no se mueve. La herramienta no proporciona simultáneamente la aplicación de fuerzas giratorias opuestas de la acción de una herramienta motorizada sobre uno o varios componentes, para girarlos en la misma dirección.

Mi solicitud de patente en EEUU número de serie 08/975,618, correspondiente a la EP 0 913 593, publicada el 6 de mayo de 1999, da a conocer un componente de tuerca que tiene una pluralidad de elementos roscados y dentados atornillados en él. La figura 3 muestra una realización para girar los tornillos simultáneamente aplicando una fuerza giratoria a la circunferencia exterior de los dentados, mientras que la figura 4 muestra una realización para girar los tornillos simultáneamente por medio de la aplicación de una fuerza de giro a la circunferencia interior de los dentados.

En las herramientas motorizadas de este tipo conocidas se dan tres fuerzas negativas que pueden actuar cuando se aprieta un tornillo, etc. por medio de un par: una carga lateral, una fuerza de flexión y una fuerza de torsión. Si se usa una llave y sólo se aplica un arrastre para hacer girar los tornillos pueden ocurrir tres cosas:

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la herramienta tendría que reaccionar contra un objeto cercano estacionario, causando una carga lateral en el componente anular;

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si la fricción al giro de los tornillos excede a la fricción de la cabeza de un extremo de los componentes roscados, el componente anular podría girar causando torsión;

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si la cabeza del engranaje de un tornillo se curvara ligeramente y se saltara el dentado, el tornillo no se desplazaría igual que los otros causando una fuerza de flexión del componente anular

Resumen de la invención

En consecuencia, es un objetivo de la presente invención proporcionar una herramienta motorizada del tipo anteriormente mencionado que evita las desventajas de la técnica anterior.

Un aspecto de la presente invención reside, expresándolo brevemente, en una herramienta motorizada para mover un elemento en una dirección axial con relación a un objeto conforme a la reivindicación 1.

La presente invención trata también de un método para mover un elemento en una dirección axial con relación a un objeto mediante una herramienta motorizada de acuerdo con la reivindicación 9.

Cuando la herramienta motorizada es diseñada y el método es ejecutado según la presente invención, las fuerzas giratorias opuestas de la transmisión de acción y de la transmisión de reacción de la herramienta motorizada son aplicadas simultáneamente a una pluralidad de componentes para hacerlos girar en la misma dirección. La fuerza de acción de la herramienta es aplicada a un lado circunferencial de los componentes roscados, mientras que la fuerza de reacción de la herramienta es aplicada en el otro lado circunferencial a los componentes roscados. No volverá a producirse una carga lateral, una fuerza de torsión o una fuerza de flexión sobre el elemento. Cuando los tornillos se enroscan en el elemento, el elemento se mueve axialmente. El movimiento giratorio simultáneo de la transmisión de acción y de la transmisión de reacción también elimina que cualquier tipo de reacción de la herramienta sea transferida a la mano del operador de la herramienta, simplemente porque ambas o giran o paran.

Según una característica opcional de la presente invención, cada componente roscado dispone de un engranaje de modo que se forma un anillo de engranajes y las transmisiones engranan sobre circunferencia exterior e interior del anillo de engranajes.

Según otra característica opcional de la presente invención, cada engranaje está compuesto de dos partes de engranaje espaciadas axialmente que tienen características de dentado diferentes y que están engranadas por las transmisiones correspondientes. Dado que la circunferencia exterior del anillo de engranajes es mayor que la circunferencia interior del anillo de engranajes, el uso de un único engranaje en el extremo de cada componente roscado tendrá como resultado una velocidad de giro diferente en la transmisión de acción y en la transmisión de reacción. Utilizando dos porciones de engranaje que tengan características de engranaje distintas, las velocidades de giro de la transmisión de acción y de la transmisión de reacción pueden ser ajustadas correspondientemente.

Breve descripción de los dibujos

La invención, tanto en su construcción como en su funcionamiento, así como en sus objetivos adicionales y ventajas, se entenderá con toda claridad a partir de la descripción de realizaciones específicas, que son meros ejemplos, que se presenta a continuación, cuando se lee en conexión con los dibujos siguientes en los cuales:

La figura 1 es una vista que muestra una herramienta motorizada según la presente invención;

La figura 2 es una vista que muestra otra realización de la herramienta motorizada de la invención.

La figura 3 muestra un detalle de la herramienta motorizada de la invención y

La figura 4 muestra un montaje que se compone de varias piezas de la herramienta motorizada de la invención.

Descripción de las realizaciones preferidas

Una herramienta motorizada de acuerdo con la presente invención que funciona de acuerdo con el método de la invención tiene una carcasa que está identificada en su conjunto con el número de referencia 1. Una unidad de propulsión principal no mostrada se encuentra alojada en la carcasa 1 y puede estar formada por ejemplo como una unidad de pistón-cilindro operada mediante un fluido con un elemento giratorio exterior para producir la acción de giro.

La herramienta motorizada dispone de una transmisión de acción y de una transmisión de reacción. Una de estas transmisiones incluye un eje central 2 que está conectado con el elemento giratorio de la unidad de propulsión principal. En el extremo opuesto el eje 2 está conectado con un engranaje central 3 que tiene dentado exterior. La otra transmisión incluye un disco central 4 que dispone de formaciones de arrastre como por ejemplo dientes, y un componente anular 5 que tiene dientes interiores que engranan con los dientes exteriores del disco central 4. El eje 2 se extiende centralmente a través del disco central 4 con una separación entre ellos para permitir la rotación independiente del eje 2 y del disco central 4 uno respecto al otro. El disco central 4 puede estar conectado de forma fija con la carcasa 1. Las transmisiones 2, 3 y 4, 5 son coaxiales una respecto a la otra y con un eje central A.

La herramienta motorizada según la presente invención se utiliza para proporcionar un movimiento axial a un elemento respecto a un objeto. En la realización mostrada en la figura 1 el elemento está representado por una tuerca 6 que es roscada en un tornillo 7 que se extiende a través de un objeto 8, por ejemplo una brida o similar. Una pluralidad de tornillos 9 están atornillados en aberturas roscadas de la tuerca 6 y están separados unos respecto de otros sobre una circunferencia alrededor del eje A. Cada tornillo tiene un primer extremo 10 adaptado para interaccionar directamente o indirectamente con el objeto 8, por ejemplo haciendo tope contra una arandela situada entre el elemento 6 y el objeto 8, etc., y un extremo opuesto 11.

La transmisión 2, 3 está dispuesta para engranar los tornillos 9 desde el interior por la cara interior, mientras que la transmisión 4, 5 está dispuesta para engranar los tornillos 9 desde el exterior por la cara exterior. Para este fin, en una posición separada axialmente del primer extremo 10 hacia el otro extremo 11, cada tornillo 6 dispone por ejemplo por lo menos de un engranaje 12. Los engranajes 12 están separados unos de otros sobre una circunferencia alrededor del eje A y juntos forman un anillo o un conjunto de engranajes.

Como puede verse en los dibujos, el engranaje central 3 de la primera transmisión 2, 3 engrana con el anillo de los engranajes 12 interiormente sobre la circunferencia interior, o en otras palabras engrana cada uno de los engranajes 12 por su lado radialmente interior. El componente anular 5 de la otra transmisión 4, 5 engrana la circunferencia exterior del anillo de engranajes, o en otras palabras engrana cada engranaje por su lado radialmente exterior.

La herramienta motorizada de acuerdo con la invención presente mostrada en la figura 1 funciona de la manera siguiente:

Cuando la herramienta motorizada está activada, la unidad de propulsión principal hace que el eje 2 gire en una dirección, a través del elemento giratorio no mostrado, y en consecuencia también gira el engranaje central 3 de la primera transmisión 2, 3. Como resultado de una fuerza de reacción, la carcasa 1 de la herramienta gira en una dirección opuesta y con ello gira el disco central 4, que a su vez, gira el componente anular 5 en la dirección contraria. Como resultado, los engranajes 12 son girados en una y la misma dirección bajo la acción de las fuerzas de giro aplicadas radialmente desde el interior y radialmente desde el exterior a cada engranaje 12. En respuesta al giro de los engranajes 12, los tornillos 9 son desplazados axialmente hacia el objeto o separándose del objeto, dependiendo de la dirección de rotación, de forma que la tuerca 6 se mueve axialmente y en consecuencia aprieta o afloja el tornillo 7 en el objeto 8.

La figura 2 muestra otra realización de la presente invención. Las piezas de la herramienta motorizada mostrada en la figura 2 que son similares a las piezas de la herramienta motorizada mostrada en la figura 1 están identificadas con los mismos números de referencia. Los engranajes de la herramienta motorizada de esta realización están formados de manera diferente. Cada engranaje 19 tiene dos componentes dentados 20 y 21 que están separados uno de otro en dirección axial. El componente dentado 20 de cada engranaje 19 está engranado con el engranaje central 3 de la transmisión 2, 3, mientras que el componente dentado 21 de cada engranaje 19 está engranado con el componente anular 5 de la transmisión 4, 5. Los componentes dentados 20 y 21 del mismo engranaje 19 tienen diferentes características de dentado por ejemplo diferente diámetro, diferente número de dientes, diferente paso, etc. Estas diferentes características de engranaje pueden ser seleccionadas para ajustar la velocidad de rotación de las transmisiones 2, 3 y 4, 5.

No es necesario desde luego hacer los engranajes 12 ó 19 integrales con los correspondientes tornillos 9. Como se muestra en la figura 3, un engranaje 12' está formado como un componente separado. Éste dispone de una abertura interior poligonal y está montado sobre una proyección poligonal del
tornillo 9'.

Varias partes de la herramienta motorizada de la invención pueden formar juntas una unidad que se muestra en la figura 4. Los engranajes 12' están fijados con libertad de rotación entre el engranaje central 3 y el componente anular 5. Cuando el componente anular 5 está montado en el disco central 4, el engranaje central 3 monta simultáneamente sobre el eje central 2. La herramienta motorizada con la unidad montada de esta forma es aplicada ahora a los tornillos poligonales 9'

Debe ser entendido que son posibles algunas modificaciones. Por ejemplo, el eje 2 puede ser conectado inamoviblemente con la carcasa de la herramienta, mientras que el engranaje central 4 puede ser hecho girar por un elemento giratorio de la herramienta.

El componente anular 5 puede estar conectado inamoviblemente con la carcasa, y el disco central 4 puede ser eliminado.

Puesto que la herramienta motorizada de la invención puede ser utilizada para desplazar elementos (tuercas, tornillos, etc.) de diferentes diámetros respecto al objeto, las piezas correspondientes de la herramienta puede ser hechas desmontables e intercambiables por piezas similares teniendo diferentes diámetros. Por ejemplo el engranaje central 3, en lugar de ser integral con el eje 2, puede estar montado de forma desmontable sobre el eje mediante formaciones poligonales interconectables o similares, y ser reemplazado por engranajes centrales de diferentes diámetros en caso necesario. El disco central 4 y/o el componente anular 5 puede estar montado de forma desmontable en la carcasa y ser reemplazable por discos centrales y/o componentes anulares de diferentes diámetros.

Se entenderá que cada uno de los elementos descritos anteriormente, o dos o más juntos, pueden encontrar una aplicación útil en otro tipo de construcciones diferentes de las descritas anteriormente.

Mientras la invención ha sido ilustrada y descrita como realización en una herramienta motorizada para mover un elemento, no pretende estar limitada a los detalles mostrados, puesto que modificaciones y cambios estructurales pueden ser hechos sin apartarse de ninguna modo del propósito de la presente invención tal como se define en las reivindicaciones que siguen.

Claims (9)

1. Una herramienta motorizada para mover un elemento (6) en una dirección axial con relación a un objeto (8) que comprende una pluralidad de componentes roscados (9) que son atornillables en el elemento (6) y que están dispuestos alrededor de un eje (A) de forma que están separados entre sí, teniendo cada uno de estos componentes roscados (9) un primer extremo que está adaptado para interaccionar con el objeto (8) y un segundo extremo opuesto; y medios de transmisión (2, 3; 4, 5) que incluyen una transmisión de acción y una transmisión de reacción dispuestas coaxialmente con el mencionado eje (A) y entre sí y que pueden ser giradas en direcciones opuestas, engranando una (4, 5) de las mencionadas transmisiones con una circunferencia exterior de los mencionados componentes roscados (9) mientras que la otra (2, 3) de dichas transmisiones engrana con una circunferencia interior de dichos elementos roscados (9), de forma que cuando la herramienta motorizada se activa, las mencionadas transmisiones giran en direcciones opuestas y hacen girar los componentes roscados (9) en una y en la misma dirección para, de ese modo, mover el elemento (6) en una dirección axial.

2. Una herramienta motorizada tal como está definida en la reivindicación 1, donde cada uno de los mencionados componentes roscados (9) dispone al menos de un engranaje (12, 12') para formar de este modo un anillo de engranajes, engranando dichas transmisiones (2, 3; 4, 5) sobre una circunferencia exterior y sobre una circunferencia interior del mencionado anillo de los engranajes (12. 12') correspondientemente.

3. Una herramienta motorizada tal como está definida en la reivindicación 2, donde cada uno de los mencionados engranajes (12, 12') tiene un primer componente de engranaje (20) y un segundo componente de engranaje (21) separados entre sí en dirección axial y que tienen diferentes características de engranaje y de este modo ajustar la velocidad de giro de las mencionadas transmisión de acción y transmisión de reacción.

4. Una herramienta motorizada tal como está definida en la reivindicación 2 ó 3, en la que dicha una transmisión (4, 5) incluye un componente anular (5) que tiene una porción que engrana con cada uno de los mencionados engranajes (12, 12') por el exterior.

5. Una herramienta motorizada tal como está definida en la reivindicación 4, donde la mencionada transmisión (4, 5) tiene además un disco central (4) que engrana por el interior con el mencionado componente anular (5) en una posición axial separada de una posición en la cual dicho componente anular engrana con los mencionados engranajes (12, 12') por el exterior.

6. Una herramienta motorizada tal como está definida en las reivindicaciones 2, 3, 4 ó 5, donde la otra transmisión mencionada (2, 3) incluye un engranaje central (3) que engrana con los mencionados engranajes (12, 12') desde dentro.

7. Una herramienta motorizada tal como está definida en la reivindicación 6, donde la otra transmisión mencionada (2, 3) tiene también un eje central (2) que está conectado con el mencionado engranaje central (3).

8. Una herramienta motorizada tal como está definida en las reivindicaciones 5 y 7, en la que el mencionado eje central (2) se extiende libremente a través del mencionado disco (4) con una distancia radial entre ellos y que está situado dentro de dicho componente anular (5).

9. Un método para mover un elemento (6) en una dirección axial con relación a un objeto (8) mediante una herramienta motorizada que comprende los pasos de enroscar una pluralidad de componentes roscados (9) en el elemento (6); de interaccionar por un extremo de los componentes roscados (9) con el objeto (8); de engranar los componentes roscados (9) con transmisiones de acción y de reacción coaxiales (2, 3; 4, 5) que pueden girar en sentido opuesto de manera que una (2, 3) de las transmisiones engrana sobre una circunferencia interior y la otra (4, 5) de las transmisiones engrana sobre una circunferencia exterior de los componentes roscados (9); y girar las transmisiones (2, 3; 4, 5) en direcciones opuestas de modo que los elementos roscados (9) giren en una y la misma dirección y de esta forma muevan el elemento (6) en una dirección axial.