ES2294636T3 - Gorron para una herramienta giratoria y/o percutora. - Google Patents

Abstract

Gorrón de una herramienta (2) accionada al menos en parte de forma giratoria y/o percusora a lo largo de un eje (A), que se extiende a lo largo del eje (A) dentro de un diámetro de guiado (D) máximo y presenta al menos dos ranuras de enclavamiento (5a, 5b) opuestas y dotadas en un extremo de enclavamiento axial (3) de una espaldilla de enclavamiento (11) alejada del extremo frontal libre (4), con en cada caso una espaldilla extrema (12) que se proyecta axialmente en el lado de herramienta con relación a la respectiva espaldilla de enclavamiento (11), y desplazadas tangencial y recíprocamente con relación a las ranuras de enclavamiento (5a, 5b) al menos dos ranuras de arrastre en giro (6a, 6b), abiertas hacia el extremo frontal libre (4), con una anchura de ranura (B) tangencial y con al menos una superficie de contacto de fuerza tangencial (7) que se extiende por una longitud de contacto (K), en donde la espaldilla extrema (12) está montada en el lado de herramienta delante del extremo de enclavamiento axial (3), en el caso de una longitud (L) que comporta al menos el triple del diámetro de guiado (D), caracterizado porque la espaldilla extrema (12) está desplazada axialmente en el lado de herramienta, respecto a un extremo de ranura (14) en el lado de herramienta de las ranuras de arrastre en giro (6a, 6b), al menos 1, 5 veces el diámetro de guiado (D).

Description

Gorrón para una herramienta giratoria y/o percutora.

La invención se refiere a un gorrón para una herramienta accionada al menos en parte de forma giratoria y/o percutora, como una broca, un cincel o una corona de macho de roscar para mecanizar piedra, hormigón o mampostería.

Normalmente una herramienta accionada de forma giratoria y/o percutora presenta un gorrón, que se extiende a lo largo de un eje, para una máquina herramienta manual giratoria y/o percutora. Para el uso opcional de una paleta de herramientas múltiple el adaptador entre el gorrón de la herramienta y el asiento de herramienta de la máquina herramienta manual debería ser compatible, al menos dentro de determinadas clases de potencia. Los gorrones más utilizados en todo el mundo en el caso de sistemas de martillo percutor, prácticamente estandarizados, y los asientos de herramientas asociados, se refieren a los documentos DE2551125A1 y DE3716915A1, que presentan una superficie de guiado en forma de envuelta cilíndrica, en el lado de la herramienta, ranuras de enclavamiento cerradas axialmente hacia el extremo frontal libre y ranuras de arrastre en giro trapezoidales, abiertas axialmente hacia el extremo frontal libre, en donde al menos un cuerpo de enclavamiento desplazable radialmente del asiento de herramienta asociado puede engranar con una ranura de enclavamiento y puede limitar la movilidad axial de la herramienta en el asiento de herramienta.

Los gorrones y asientos de herramienta estandarizados prácticamente según el documento DE2551125A1 presentan un diámetro de guiado de 10 mm, en donde cada exactamente dos ranuras de enclavamiento y ranuras de arrastre en giro uniformes, diametralmente opuestas están distribuidas simétricamente por el perímetro. A las ranuras de arrastre en giro escasamente más largas con relación a las ranuras de enclavamiento se conecta en el lado de herramienta una superficie de guiado que se extiende hasta el extremo del gorrón en el lado de herramienta, la cual no contribuye a la transmisión del par de giro. Estos gorrones estaban diseñados originalmente para un diámetro de barrena de hasta 17 mm y de este modo deben asociarse al campo de los martillos percutores pequeños, con menor potencia, con una potencia inferior a 650 W. Las máquinas herramienta manuales cada vez con más potencia, en especial martillos percutores, permiten sin embargo entretanto, transmitir en determinados modos de funcionamiento elevados pares de giro a una herramienta. Entretanto se ha obtenido una ampliación del campo de aplicación práctico de estos martillos percutores hasta un diámetro de barrena de 30 mm. Además de esto, al extraer una herramienta de la pieza de trabajo, en especial en el caso de herramientas atascadas en el agujero de sondeo, el usuario aplica elevados pares de giro sobre la herramienta mediante una máquina herramienta manual retenida en sí misma. Ha quedado demostrado que diámetros de barrena superiores a 17 mm conducen en mayor medida a daños, concretamente a la rotura del gorrón en la región de la ranura de enclavamiento y a destrucciones dentro del asiento de herramienta. Estas roturas son más fastidiosas en la medida en que el extremo roto permanece en el interior del martillo percutor y sólo puede extraerse del asiento de herramienta mediante un desmontaje de la parte delantera del martillo percutor. Incluso en los casos en los que no se produce una rotura al usar barrenas de mayor diámetro de barrena, se produce una deformación plástica en el gorrón, que conduce a un desgaste inadecuadamente grande del asiento de herramienta, por lo que estas herramientas con frecuencia sólo pueden extraerse con dificultad del asiento de herramienta.

Los gorrones y asientos de herramienta también prácticamente estandarizados según el documento DE3716915A1 presentan un diámetro de guiado de 18 mm, en donde se dispone exactamente de dos ranuras de enclavamiento uniformes, diametralmente opuestas, entre las cuales en una mitad de corte están dispuestas simétricamente exactamente una y en la otra mitad de corte exactamente dos ranuras de arrastre en giro. Estos gorrones están diseñados para martillos percutores mayores y más potentes y para la transmisión de mayores pares de giro, en donde los problemas explicados en los apartados anteriores se producen igualmente de forma natural en el caso de clases de potencia o pares de giro todavía mayores. Las herramientas con un diámetro de guiado de 18 mm, pero con un diámetro de barrena bastante menor con menos de 14 mm, presentan sin embargo una mala transmisión de impulsos de percusión. Además de esto las herramientas desproporcionadas de este tipo no podrían producirse de forma económica.

Las cargas que se producen en el caso de gorrones de este tipo se componen de la forma siguiente: por un lado se produce una carga del gorrón a causa de la energía percutora del martillo percutor, y por otro lado se produce una carga de torsión, determinada mediante el par de giro de produce sobre el filo, que parte de las chavetas giratorias del asiento de herramienta y que se transmite a las ranuras de arrastre en giro del gorrón. Esta carga de par de giro es especialmente elevada si, por ejemplo, se llega al enchavetamiento del filo durante el taladrado con armadura. Como carga adicional se produce además en el caso del enchavetamiento en la armadura, por ejemplo al intentar tirar hacia atrás del martillo percutor, otra carga que actúa desde el cuerpo de enclavamiento al extremo de enclavamiento axial de la ranura de enclavamiento, sobre esta sección transversal trasera en riesgo de la ranura de enclavamiento. Las experiencias de varios años han mostrado de aquí en adelante que, a causa de estas cargas combinadas de varios ejes, está especialmente en riesgo la sección transversal dispuesta en la región del extremo de enclavamiento axial. La causa mecánica de ruptura de esto se encuentra presumiblemente en este estado de tensión multi-axial, aplicado localmente en el extremo de enclavamiento axial, que produce a través de la contracción transversal una rigidización local, que representa un iniciador de rajadura y con ello la durabilidad del gorrón que sufre esfuerzos alternativos.

Según el documento US4655651 un gorrón presenta una superficie de guiado en forma de envuelta cilíndrica, en el lado de herramienta, y tres ranuras en punta abiertas axialmente hacia el extremo frontal libre, que a lo largo de ésta configuran integradas varias ranuras de enclavamiento desplazadas axialmente en cada caso de una espaldilla de enclavamiento alejada del extremo frontal libre. Con ello sirven las tres ranuras en punta, configuradas en cada caso con un ángulo de ala de exactamente 120º, como rebajo para las mordazas de sujeción de un mandril de tres mordazas. Los lados de este tipo oblicuos, inclinados 60º con relación al radio, no son adecuados para pares de giro elevados como los que se producen por ejemplo en el caso de bloques de herramienta. Aparte de esto, las ranuras de enclavamiento integradas a lo largo de las ranuras en punta reducen la superficie del lado disponible para la transmisión del par de giro.

Según el documento EP0955131 un gorrón de este tipo conforme al preámbulo de la reivindicación 1, que se extiende a lo largo del eje dentro de un diámetro de guiado máximo, presenta dos ranuras de enclavamiento opuestas y dotadas en un extremo de enclavamiento axial de una espaldilla de enclavamiento alejada del extremo frontal libre, en donde con relación a ambas ranuras de enclavamiento se dispone en cada caso de una espaldilla extrema que se proyecta axialmente en el lado de herramienta con relación a la respectiva espaldilla de enclavamiento. Desplazadas tangencial y recíprocamente con relación a las ranuras de enclavamiento se encuentran dos ranuras de arrastre en giro, abiertas hacia el extremo frontal libre, con una anchura de ranura tangencial y con al menos una superficie de contacto de fuerza tangencial que se extiende por la longitud de contacto, en donde la espaldilla extrema que se proyecta axialmente está montada delante del extremo de enclavamiento axial, en el caso de una longitud que comporta el triple del diámetro de guiado.

La tarea de la invención consiste en la materialización de un par de giro elevado para una transmisión con pocos daños así como de un gorrón diseñado para la transmisión óptima de impulsos de percusión.

La tarea es resuelta fundamentalmente mediante las particularidades de la reivindicación 1. De las reivindicaciones subordinadas se deducen perfeccionamientos ventajosos.

De este modo un gorrón presenta una herramienta accionada de forma giratoria y/o percutora al menos parcialmente alrededor de un eje, la cual se extiende a lo largo del eje dentro de un diámetro de guiado máximo así como al menos dos ranuras de enclavamiento opuestas, dotadas en un extremo de enclavamiento axial de una espaldilla de enclavamiento alejada del extremo frontal libre, en donde con relación a ambas ranuras de enclavamiento se dispone en cada caso de una espaldilla extrema que se proyecta axialmente en el lado de herramienta con relación a la respectiva espaldilla de enclavamiento. Desplazadas tangencial y recíprocamente con relación a las ranuras de enclavamiento se encuentran al menos dos ranuras de arrastre en giro, abiertas hacia el extremo frontal libre, con una anchura de ranura tangencial y con al menos una superficie de contacto de fuerza tangencial que se extiende por la longitud de contacto, en donde la espaldilla extrema que se proyecta axialmente está montada delante del extremo de enclavamiento axial, en el caso de una longitud que comporta al menos el triple del diámetro de guiado en donde la espaldilla extrema está desplazada axialmente en el lado de herramienta, respecto a un extremo de ranura en el lado de herramienta de las ranuras de arrastre en giro, al menos 1,5 veces el diámetro de guiado.

Mediante las espaldillas de enclavamiento premontadas lo más lejos posible en el lado de herramienta, sus modificaciones de sección transversal se producen tan solo cerca del extremo de gorrón en el lado de herramienta, con lo que al menos en el caso de herramientas con un diámetro de vástago menor que o igual al diámetro de guiado se evita una región de reflexión, que modifica la impedancia acústica y con ello perturba la transmisión de impulsos de percusión, de una longitud al menos e veces mayor que el diámetro de guiado, en donde e es la base del logaritmo natural. En especial pueden aplicarse por medio de esto con pocos daños mayores pares de giro con un diámetro de guiado menor, con lo que se mejora el comportamiento de impulsos de percusión en el caso de diámetros de barrena menores. La espaldilla extrema está desplazada axialmente en el lado de herramienta, respecto a un extremo de ranura en el lado de herramienta de las ranuras de arrastre en giro, al menos 1,5 veces el diámetro de guiado, con lo que esta modificación de sección transversal está distanciada axialmente en una medida suficiente con relación al extremo de ranura en el lado de herramienta de las ranuras de arrastre en giro que sufre esfuerzos tangencialmente, para evitar un estado de tensión multi-axial en el extremo en el lado de herramienta de la región de aplicación de
carga.

Una longitud de guiado axial entre un extremo de guiado en el lado de herramienta con el diámetro de guiado hasta la espaldilla extrema de ambas ranuras de enclavamiento es ventajosamente menor que 1,5 veces el diámetro de guiado, con lo que en el caso de un buen comportamiento de transmisión de impulsos de percusión se materializa una longitud de guiado suficientemente grande con relación a la junta en el lado de herramienta.

De forma ventajosa discurre la superficie de contacto de fuerza tangencial al menos por la longitud de contacto tanto en paralelo como perpendicularmente respecto al eje, con lo que la normal de superficie de la superficie de contacto de fuerza tangencial está orientada con exactitud tangencialmente y de este modo no se induce ninguna fuerza de cizallamiento que favorezca el desgaste durante la aplicación del par de giro.

La profundidad de ranura radial de cada ranura de arrastre en giro es ventajosamente, al menos por la longitud de contacto, de entre 0,5 y 1,0 veces la anchura de ranura, con lo que pueden aplicarse pares de giro grandes sin un debilitamiento esencial de la sección transversal, con una rigidez a la flexión suficiente de las almas de arrastre en giro del asiento de herramienta que engranan con la ranura de arrastre en giro.

Se dispone ventajosamente de al menos tres ranuras de arrastre en giro que están dispuestas de forma más ventajosa simétricamente, con lo que puede aplicarse un par de giro mayor.

La espaldilla extrema que se proyecta axialmente en el lado de herramienta con relación a la respectiva espaldilla de enclavamiento de las dos ranuras de enclavamiento está configurada ventajosamente por, en cada caso, otra ranura de enclavamiento distanciada axialmente de las dos ranuras de enclavamiento en el lado de herramienta y separada de las mismas, con lo que entremedio puede materializarse espaldillas intermedias que sirven para limitar la movilidad axial de la herramienta en el asiento de herramienta.

La ranura de enclavamiento y la otra ranura de enclavamiento presentan ventajosamente una misma sección transversal, con lo que en ambas ranuras de enclavamiento puede utilizarse según la finalidad un cuerpo de enclavamiento del asiento de herramienta percutora con una sección transversal uniforme.

La invención se explica con más detalle con relación a un ejemplo de ejecución ventajoso con:

la figura 1a como gorrón con la figura 1b como sección transversal aumentada,

la figura 2a como variante con la figura 2b como sección transversal aumentada.

Según las figuras 1a y 1b un gorrón 1 con simetría puntual en rotación presenta una herramienta 2 accionada de forma giratoria y percutora a lo largo de un eje A, que se extiende a lo largo del eje A con un diámetro de guiado D máximo, en cada caso exactamente dos ranuras de enclavamiento 5a, 5b iguales, dispuestas diametralmente y dotadas de una espaldilla de enclavamiento 11 alejada del extremo frontal libre 4. Desplazadas tangencial y recíprocamente con relación a las mismas se encuentran dos ranuras de arrastre en giro 6a, 6b, abiertas hacia el extremo frontal libre 4, con una anchura de ranura tangencial B y con una superficie de contacto de fuerza tangencial 7 que se extiende por una longitud de contacto K y que discurre tanto en paralelo como perpendicularmente al eje A. Con relación a las dos ranuras de enclavamiento 5a, 5b se dispone en cada caso de una espaldilla extrema 12, que se proyecta axialmente en el lado de herramienta con relación a la respectiva espaldilla de enclavamiento 11 y que está montada delante del extremo de enclavamiento axial 3 en el lado de herramienta, con una longitud L que es 3,5 veces mayor que el diámetro de guiado D. Entre un extremo de guiado 13 en el lado de herramienta con el diámetro de guiado D y la espaldilla extrema 12 en el lado de herramienta de ambas ranuras de enclavamiento 5a, 5b está configurada una longitud de guiado axial F de la mitad del diámetro de guiado D. La espaldilla extrema 12 está desplazada axialmente en el lado de herramienta, desde un extremo de ranura 15 en el lado de herramienta de la ranura de arrastre en giro 6a, en más del doble del diámetro de guiado D. Las dos ranuras de arrastre en giro 6a, 6b están configuradas, por una longitud de contacto K del doble del diámetro de guiado D, con una anchura de ranura B constante de una tercera parte del diámetro de guiado D. Una profundidad de ranura radial T de las dos ranuras de arrastre en giro 6a, 6b es, por la longitud de contacto total K, la mitad de la anchura de ranura B.

Según las figuras 2a, 2b se ha implantado un gorrón 1 simétrico en un asiento de herramienta 8 indicado, asociado, con medios de arrastre en giro 9 en forma de tres almas de arrastre en giro premontadas en el lado de herramienta, que se introducen en voladizo hacia dentro, y dos medios de enclavamiento que pueden desplazarse radialmente en forma de una esfera de enclavamiento 10 y de un rodillo esférico 15. Para esto las ranuras de arrastre en giro 6a a 6c están abiertas en el lado de máquina hasta el extremo frontal libre 4 con una anchura de ranura B constante, más ancha, que comporta una quinta parte del diámetro de guiado D. Las tres ranuras de arrastre en giro 6a, 6b, 6c dispuestas simétricamente están desplazadas simétricamente por el perímetro respecto a las dos ranuras de enclavamiento 5a, 5b desplazadas simétricamente. La espaldilla extrema 12 que se proyecta axialmente en el lado de herramienta con relación a la respectiva espaldilla de enclavamiento 11 de las dos ranuras de enclavamiento 5a, 5b está configurada por, en cada caso, otras ranuras de enclavamiento 5c, 5d con la misma sección transversal distanciadas axialmente de las dos ranuras de enclavamiento 5a, 5b en el lado de herramienta y separadas de las mismas, con lo que están configuradas axialmente entre estas espaldillas intermedias 16.

Claims (7)

1. Gorrón de una herramienta (2) accionada al menos en parte de forma giratoria y/o percutora a lo largo de un eje (A), que se extiende a lo largo del eje (A) dentro de un diámetro de guiado (D) máximo y presenta al menos dos ranuras de enclavamiento (5a, 5b) opuestas y dotadas en un extremo de enclavamiento axial (3) de una espaldilla de enclavamiento (11) alejada del extremo frontal libre (4), con en cada caso una espaldilla extrema (12) que se proyecta axialmente en el lado de herramienta con relación a la respectiva espaldilla de enclavamiento (11), y desplazadas tangencial y recíprocamente con relación a las ranuras de enclavamiento (5a, 5b) al menos dos ranuras de arrastre en giro (6a, 6b), abiertas hacia el extremo frontal libre (4), con una anchura de ranura (B) tangencial y con al menos una superficie de contacto de fuerza tangencial (7) que se extiende por una longitud de contacto (K), en donde la espaldilla extrema (12) está montada en el lado de herramienta delante del extremo de enclavamiento axial (3), en el caso de una longitud (L) que comporta al menos el triple del diámetro de guiado (D), caracterizado porque la espaldilla extrema (12) está desplazada axialmente en el lado de herramienta, respecto a un extremo de ranura (14) en el lado de herramienta de las ranuras de arrastre en giro (6a, 6b), al menos 1,5 veces el diámetro de guiado (D).

2. Gorrón según la reivindicación 1, caracterizado porque una longitud de guiado axial (F) entre un extremo de guiado (13) en el lado de herramienta con el diámetro de guiado (D) hasta la espaldilla extrema (12) de ambas ranuras de enclavamiento (5a, 5b) es menor que 1,5 veces el diámetro de guiado (D).

3. Gorrón según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la superficie de contacto de fuerza tangencial (7) discurre al menos por la longitud de contacto (K) tanto en paralelo como perpendicularmente respecto al eje (A).

4. Gorrón según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque un profundidad de ranura radial (T) de cada ranura de arrastre en giro (6a, 6b, 6c) es, al menos por la longitud de contacto (K), de entre 0,5 y 1,0 veces la anchura de ranura (B).

5. Gorrón según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se dispone de al menos tres ranuras de arrastre en giro (6a, 6b, 6c) que están dispuestas de forma opcional simétricamente.

6. Gorrón según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la espaldilla extrema (12) que se proyecta axialmente en el lado de herramienta con relación a la respectiva espaldilla de enclavamiento (11) de las dos ranuras de enclavamiento (5a, 5b) está configurada ventajosamente por, en cada caso, otras ranuras de enclavamiento (5c, 5d) distanciadas axialmente de las dos ranuras de enclavamiento (5a, 5b) en el lado de herramienta y separadas de las mismas.

7. Gorrón según la reivindicación 6, caracterizado porque las ranuras de enclavamiento (5a, 5b) y las otras ranuras de enclavamiento (5c, 5d) presentan la misma sección transversal.