ES2296025T3 - Portaherramientas sin llave con bloqueo automatico y manual. - Google Patents
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Abstract
Portaherramientas (20) que comprende: mordazas desplazables (26) que pueden funcionar para retener de manera selectiva una herramienta; un elemento de accionamiento (40) que puede funcionar para hacer que dichas mordazas se desplacen cuando se hace girar a mano dicho elemento de accionamiento con respecto a dichas mordazas, correspondiendo el movimiento de dichas mordazas al apriete y al aflojamiento de dichas mordazas; y una primera configuración de bloqueo (82, 56) que funciona para impedir de manera selectiva que dicho elemento de accionamiento gire con respecto a dichas mordazas; caracterizado por una segunda configuración de bloqueo (68, 92) que puede actuar para impedir que dicho elemento de accionamiento gire con respecto a dichas mordazas, impidiendo dicha segunda configuración de bloqueo que se aflojen dichas mordazas después que se haya transmitido una fuerza de apriete que supere un valor predeterminado a dicho elemento de accionamiento y a un componente de dicha segunda configuración de bloqueo.
Description
Portaherramientas sin llave con bloqueo
automático y manual.
La presente invención se refiere a
portaherramientas sin llave y más particularmente a
portaherramientas sin llave con bloqueo axial automático.
Son conocidos los portaherramientas sin llave
que pueden funcionar para retener una herramienta en los mismos,
mediante el movimiento de rotación de un manguito exterior con
respecto al cuerpo del portaherramientas. Muchos de estos
portaherramientas sin llave incorporan una configuración de bloqueo
que impide que el manguito abra el portaherramientas durante la
utilización. Un tipo de configuración de bloqueo es una
configuración de bloqueo automático en la que, cuando las mordazas
están apretadas alrededor de la herramienta, al aplicar al manguito
un par superior a un valor predeterminado, se bloquea o se detiene
en una posición de bloqueo que impide que el portaherramientas se
afloje. Esta configuración de bloqueo automático proporciona una
manera fácil y rápida de bloquear la herramienta en el
portaherramientas. Sin embargo, esta configuración de bloqueo
automático puede abrirse durante la utilización en determinadas
situaciones, tales como un atasco brusco, con muchas vibraciones y
cuando el manguito roza contra un objeto al trabajar en un espacio
limitado. De este modo, aunque este tipo de configuración de
bloqueo automático proporciona una manera fácil y rápida de sujetar
una herramienta en el portaherramientas, solamente proporciona un
comportamiento regular y puede ser susceptible de abrirse durante la
utilización.
Un segundo tipo de configuración de bloqueo que
puede ser utilizada, es una configuración de bloqueo manual. Con
este tipo de configuración de bloqueo, es preciso que el usuario
apriete el portaherramientas sobre la herramienta y a continuación
que bloquee manualmente el manguito del portaherramientas mediante
un desplazamiento axial del manguito o de un componente conectado
al mismo, con respecto al cuerpo. Este tipo de bloqueo del
portaherramientas tiene un comportamiento excelente porque impide
que el manguito de bloqueo se afloje durante el funcionamiento al
quedar fijado al cuerpo en lo que se refiere a la rotación. Sin
embargo, la utilización de la configuración de bloqueo manual añade
una fase adicional a la utilización de la herramienta que se
incorpora al portaherramientas. De este modo, aunque se puede
conseguir un comportamiento mejor, la utilización de un
portaherramientas de este tipo precisa más tiempo.
De esta forma, los portaherramientas de bloqueo
sin llave requieren escoger entre utilizar uno que incorpore un
bloqueo automático o uno que incorpore una configuración de bloqueo
manual. De acuerdo con ello, cuando se selecciona un
portaherramientas, debe tomarse la decisión de escoger entre uno que
es más rápido de funcionamiento pero que proporciona una
configuración de bloqueo menos segura y que puede aflojarse durante
la utilización, y escoger otro que proporciona un comportamiento
mejor de bloqueo pero que requiere una fase adicional para
conseguir esta ventaja.
El documento USA 5624125 da a conocer un
conjunto de un portaherramientas para brocas que utiliza el motor
del taladro para apretar y aflojar el portaherramientas. El
portaherramientas comprende un husillo con un motor reversible, un
cuerpo del portaherramientas roscado en el husillo y tres mordazas
que pueden desplazarse en el cuerpo del portaherramientas. Puede
hacerse girar un manguito de fijación para hacer avanzar un manguito
de acoplamiento desplazable en sentido axial hasta acoplarse a un
manguito de apriete. El manguito de acoplamiento desplazable
axialmente tiene dientes que engranan, en la posición delantera de
acoplamiento del manguito de acoplamiento, con un juego
complementario de dientes dispuestos en el manguito de apriete.
Cuando los dientes están engranados, la rotación del husillo por
medio del motor abre o cierra las mordazas del portaherramientas.
Cuando el par ejercido en el manguito de apriete sobrepasa un nivel
predeterminado, determinado mediante la rigidez de un anillo
elástico, los juegos respectivos de dientes se separan para obligar
al manguito de acoplamiento a situarse en su posición
posterior.
La patente USA 5174588 que constituye la base
del preámbulo de la reivindicación 1, da a conocer un portabrocas
que tiene un anillo de regulación que comprende una rosca interior
cónica que se comunica con los dientes correspondientes formados en
tres mordazas del portaherramientas. En consecuencia, la rotación
del anillo de regulación abre y cierra las mordazas del
portaherramientas. Un manguito de fijación está conectado al anillo
de regulación, de modo que cuando se hace girar el manguito de
fijación el anillo de regulación también gira. Un manguito de
protección comprende dientes que engranan de forma selectiva con los
dientes correspondientes formados en el manguito de fijación, de
tal manera que cuando los dientes están engranados entre sí, se
impide la rotación del manguito de fijación bloqueando las mordazas
en posición. El anillo comprende un elemento deslizante del tipo de
leva, y la rotación del anillo produce un desplazamiento axial del
manguito de protección para bloquear y desbloquear de manera
selectiva el anillo de protección al anillo de fijación, para
impedir de manera selectiva la apertura y el cierre de las mordazas
del portaherramientas.
Los actuales inventores han desarrollado un
enfoque nuevo y novedoso para hacer frente a las soluciones de
compromiso exigidas en los portaherramientas sin llave de la técnica
anterior. Los inventores han desarrollado un nuevo
portaherramientas sin llave que incorpora tanto una configuración de
bloqueo automático, como una configuración de bloqueo manual. El
portaherramientas puede funcionar solamente con la configuración de
bloqueo automático en las situaciones en las que es deseable una
rápida fijación de la herramienta al portaherramientas y en las que
no es necesaria la protección adicional de la configuración del
bloqueo manual. Cuando se precisa la protección adicional que
proporciona la configuración de bloqueo manual y es deseable la fase
adicional vinculada a la realización de la configuración del
bloqueo manual, el portaherramientas puede asimismo ser bloqueado
manualmente en su sitio. De este modo, el portaherramientas sin
llave de la presente invención proporciona los beneficios tanto de
una configuración de bloqueo automático, como los de una
configuración de bloqueo manual, sin requerir renunciar a uno de
los dos tipos de configuraciones de bloqueo. Además, el
portaherramientas actual permite utilizar estrictamente la
configuración de bloqueo automático o utilizar la configuración de
bloqueo automático conjuntamente con la configuración de bloqueo
manual.
Según un aspecto de la presente invención, se da
a conocer un portaherramientas que comprende:
- mordazas móviles que pueden funcionar para retener de manera selectiva una herramienta;
- un elemento de accionamiento que puede funcionar para hacer que dichas mordazas se desplacen cuando se hace girar a mano dicho elemento de accionamiento con respecto a dichas mordazas, correspondiendo el desplazamiento de dichas mordazas al apriete y al aflojamiento de dichas mordazas; y
- una primera configuración de bloqueo que puede funcionar para impedir de manera selectiva que dicho elemento de accionamiento gire con respecto a dichas mordazas;
caracterizado por medio de una
segunda configuración de bloqueo que puede funcionar para impedir
que dicho elemento de accionamiento gire con respecto a dichas
mordazas, impidiendo dicha segunda configuración de bloqueo que
dichas mordazas se aflojen una vez que se ha ejercido entre dicho
elemento de accionamiento y un componente de dicha segunda
configuración de bloqueo, una fuerza de apriete que sobrepasa un
valor
predeterminado.
Según otro aspecto de la presente invención, se
da a conocer un método para sujetar una herramienta en un
portaherramientas, comprendiendo el método:
- (a)
- la colocación de la herramienta entre las mordazas del portaherramientas; y
- (b)
- hacer girar a mano un elemento de accionamiento con respecto a dichas mordazas para apretar dichas mordazas sobre la herramienta;
caracterizado porque:
- (c)
- se impide automáticamente la rotación de aflojamiento de dicho elemento de accionamiento con una segunda configuración de bloqueo una vez se ha ejercido una fuerza de apriete, que sobrepasa un valor predeterminado, entre dicho elemento de accionamiento y dicha segunda configuración de bloqueo; y
- (d)
- el bloqueo en sentido rotativo de dicho elemento de accionamiento con respecto a dichas mordazas con una primera configuración de bloqueo.
Un portaherramientas según los principios de la
presente invención incluye mordazas móviles que pueden funcionar
para retener de manera selectiva una herramienta. Existe un elemento
de accionamiento que puede funcionar para hacer que las mordazas se
desplacen cuando el elemento de accionamiento gira con respecto a
las mordazas. El movimiento de las mordazas se corresponde con el
apriete y el aflojamiento de las mordazas. Una primera
configuración de bloqueo puede funcionar para impedir de forma
selectiva que el elemento de accionamiento gire con respecto a las
mordazas. La segunda configuración de bloqueo puede funcionar para
impedir que el elemento de accionamiento gire con respecto a las
mordazas. La segunda configuración de bloqueo impide el
aflojamiento de las mordazas una vez que se ha ejercido una fuerza
de apriete, que sobrepasa un valor predeterminado, entre el
elemento de accionamiento y un componente de la segunda
configuración de bloqueo.
A partir de la descripción detallada facilitada
a continuación, serán evidentes otras áreas de aplicabilidad de la
presente invención. Debe entenderse que la descripción detallada y
los ejemplos específicos, aunque indican la realización preferente
de la invención, están previstos únicamente a efectos ilustrativos y
no pretenden limitar el ámbito de la invención.
La presente invención será comprendida más
plenamente a partir de la siguiente descripción detallada y de los
dibujos adjuntos, en los cuales:
la figura 1 es una vista lateral, en alzado, de
un portaherramientas sin llave según los principios de la presente
invención utilizada en una herramienta motorizada;
la figura 2 es una vista, en perspectiva, con
las piezas desmontadas, de los componentes del portaherramientas de
la figura 1;
las figuras 3A y B muestran una vista parcial,
en sección transversal, del portaherramientas de la figura 1 con la
configuración de bloqueo automático acoplada y una configuración de
bloqueo manual, desacoplada y acoplada, respectivamente;
las figuras 4A y B son vistas parciales,
fragmentadas, en sección, de una parte del portaherramientas de la
figura 1 mostrando el acoplamiento del mecanismo de trinquete y el
manguito interior, con la configuración de bloqueo automático
acoplada, y con la configuración de bloqueo manual desacoplada y
acoplada, respectivamente;
las figuras 5A y B son vistas parciales,
fragmentadas, en sección, de una parte del portaherramientas de la
figura 1 mostrando el acoplamiento entre la tuerca, el manguito
interior y el mecanismo de trinquete con la configuración de
bloqueo automático acoplada, y con la configuración de bloqueo
manual desacoplada y acoplada, respectivamente; y
las figuras 6A y B son vistas parciales,
fragmentadas, en sección, de una parte del portaherramientas de la
figura 1 mostrando una parte de la configuración de bloqueo manual
en la respectiva posición desacoplada y acoplada.
La descripción siguiente de la realización o
realizaciones preferentes es meramente a modo de ejemplo por
naturaleza, y de ninguna manera pretende limitar la invención, su
aplicación, o su utilización.
Haciendo referencia a la figura 1, se muestra un
portaherramientas sin llave (20) según los principios de de la
presente invención, unido a una herramienta motorizada (22) tal como
un taladro o similar. En la figura 2 se muestra una vista del
portaherramientas (20) con las piezas desmontadas. El
portaherramientas (20) incluye una tapa extrema (24), tres mordazas
(26), un cuerpo (28), un anillo de retención (30), bolas de
rodamiento sueltas (30), un mecanismo automático de bloqueo y de
trinquete (34), una tuerca (26), un casquillo interior (38), un
manguito interior (40), un manguito exterior (42) y un casquillo
exterior (44). Estos componentes del portaherramientas (20) están
montados entre sí y permiten que el portaherramientas (20) retenga
de manera selectiva una herramienta y que transmita el movimiento
deseado al mismo, por medio del funcionamiento de la herramienta
motorizada (22).
Haciendo referencia a continuación a las figuras
3A y B, el portaherramientas (20) incluye una configuración de
bloqueo automática indicada en conjunto como (46). La configuración
de bloqueo automático (46) funciona para bloquear el
portaherramientas (20) en una posición de apriete, e impide el
aflojamiento del portaherramientas (20). La configuración de
bloqueo automático (46) incluye el acoplamiento entre el bloqueo
automático y el mecanismo de trinquete (34) (denominado en adelante
mecanismo de trinquete) y un manguito interior (40), tal como se
describe con mayor detalle más adelante. El portaherramientas (20)
incluye asimismo una configuración de bloqueo manual indicada en
conjunto como (48). La configuración de bloqueo manual (48) puede
funcionar para bloquear de manera rotativa el manguito interior
(40) con respecto al cuerpo (28), de tal manera que impide la
rotación relativa entre ambos. La configuración de bloqueo manual
(48) permite el acoplamiento selectivo entre el manguito interior
(40) y el cuerpo (28), tal como se muestra en las figuras 6A y B,
mediante el desplazamiento axial del manguito interior (40) con
respecto al cuerpo (28), tal como se describe con mayor detalle más
adelante. El portaherramientas (20) incluye asimismo una
configuración de retención indicada en conjunto como (50). La
configuración de retención (50) impide el movimiento axial del
manguito interior (40) con respecto al cuerpo (28) y trabaja
conjuntamente con la configuración de bloqueo manual (48), tal como
se describe con mayor detalle más adelante.
Las mordazas (26) están dispuestas alrededor del
cuerpo (28) en las guías (52). Cada mordaza (26) tiene roscas
exteriores (54) que se acoplan a las roscas interiores (55) en la
tuerca (36). Las mordazas (26) se desplazan axialmente siguiendo un
eje central (no mostrado) de las guías (52) con respecto al cuerpo
(28), cuando la tuerca (36) gira con respecto al cuerpo (28). Las
mordazas (26) están fabricadas preferentemente a partir de un
metal, tal como acero.
El cuerpo (28) tiene tres juegos de dientes (56)
que se extienden radialmente hacia el exterior. Los dientes (56)
están separados a lo largo de la superficie exterior del cuerpo
(28). Los dientes (56) constituyen una parte de la configuración de
bloqueo manual (48) y pueden estar acoplados a unos dientes
complementarios en el manguito interior (40) para sujetar de manera
rotativa el manguito interior (40) y el cuerpo (28) entre sí, de
tal manera que se impide el movimiento relativo entre ambos, tal
como se describe con mayor detalle más adelante. El cuerpo (28)
incluye asimismo un saliente anular (58) que se extiende en sentido
radial, que se acopla a unas cavidades anulares complementarias en
el manguito interior (40) para impedir el movimiento axial de dicho
manguito interior (40) con respecto al cuerpo (28), impidiendo o
reduciendo de este modo el desbloqueo accidental de la
configuración de bloqueo manual (48), tal como se describe con mayor
detalle más adelante. El acoplamiento entre el saliente anular (58)
y las cavidades complementarias en el manguito interior (40)
forman la configuración de retención (50). El cuerpo (28) está
fabricado preferentemente a partir de un metal, tal como acero.
Haciendo referencia a continuación a las figuras
2 y 4, alrededor del cuerpo (28) está dispuesto un anillo de
retención (30). Unos salientes o aletas (60) en el anillo (30), que
se extienden radialmente hacia el interior, se acoplan con unas
cavidades complementarias en el cuerpo (28) para sujetar de manera
giratoria el anillo (30) al cuerpo (28) de tal manera que se
impide el movimiento de rotación relativo entre ambos. El anillo
(30) incluye una pista o canal para que los rodamientos (32) se
alojen en él y rueden alrededor del mismo durante el aflojamiento y
el apretado del portaherramientas (20). El anillo (30) incluye
asimismo una serie de escalones de trinquete o dientes (62) que se
acoplan al mecanismo de trinquete (34) para proporcionar una
indicación audible del apriete del portaherramientas (20), tal como
se describe con más detalle más adelante. El anillo (30) está
fabricado preferentemente a partir de acero.
Haciendo referencia a las figuras 2, 3 y 4, el
mecanismo de trinquete (34) está dispuesto alrededor del cuerpo
(28). El mecanismo de trinquete (34) puede girar con respecto al
cuerpo (28). El mecanismo de trinquete (34) incluye una pista o
canal que queda frente a la pista del anillo (30) y se acopla a los
rodamientos (32) dispuestos entre los mismos. Los rodamientos (32)
facilitan la rotación relativa entre el mecanismo de trinquete (34)
y el cuerpo (28). El mecanismo de trinquete (34) tiene tres juegos
de brazos, indicados en conjunto como (64), que se extienden hacia
el exterior en sentido axial y radial y que están separados a lo
largo del mecanismo de trinquete (34). Tal como se muestra en las
figuras 3 y 4, cada juego de brazos (64) incluye un brazo (66) del
trinquete y un brazo de bloqueo (68). Cada brazo del trinquete (66)
se acopla con una cavidad del manguito interior (40) y con los
escalones del trinquete (62) en el anillo (30) para proporcionar un
clic audible a medida que el portaherramientas (20) va siendo
apretado tal como se describe más adelante. Cada brazo de bloqueo
(68) se acopla a un par de cavidades en el manguito interior (40)
para permitir que el manguito interior (40) haga girar el mecanismo
de trinquete (34) para apretar y aflojar el portaherramientas (20).
El brazo de bloqueo (68) funciona para bloquear de manera
automática el portaherramientas (20) en situación de apriete una vez
que un par aplicado por medio del manguito interior (40) al
mecanismo de trinquete (34) sobrepasa un valor predeterminado, tal
como se comenta más adelante. El mecanismo de trinquete (34) está
fabricado a partir de metal, tal como de acero de resortes
estampado.
Haciendo referencia a continuación a las figuras
2, 3 y 5, el mecanismo de trinquete (34) incluye unos salientes o
aletas (70) que se extienden axialmente, que se acoplan en las
cavidades (72) de la tuerca (36) para sujetar de manera rotativa el
mecanismo de trinquete (34) a la tuerca (36) de tal modo que no es
posible la rotación relativa entre ambos.
Haciendo referencia a continuación a las figuras
2 y 5, la tuerca (36) está dispuesta en el cuerpo (28) con las
roscas (55) acopladas a las roscas (54) en las mordazas (26). La
tuerca (36) puede girar con respecto al cuerpo (28) y a las
mordazas (26). La tuerca (36) incluye unos salientes o aletas (74)
que se extienden axialmente, y que se acoplan a las cavidades (76)
de la superficie interior del manguito interior (40). Las aletas
(74) son más estrechas que las cavidades (76) y permiten un margen
limitado de rotación relativa entre la tuerca (36) y el manguito
interior (40). Esta rotación relativa limitada permite que el brazo
de bloqueo (68) bloquee y desbloquee el portaherramientas (20) en
estado de apriete, tal como se describirá con mayor detalle más
adelante. La rotación de la tuerca (36) con respecto al cuerpo (28)
hace que las mordazas (26) se desplacen hacia afuera y hacia
adentro del portaherramientas (20) para sujetar y liberar una
herramienta, tal como es conocido en la técnica. La tuerca (36)
está fabricada preferentemente a partir de metal, tal como de metal
sinterizado.
Haciendo referencia a continuación a las figuras
2 y 3, el casquillo interior (38) está comprimido contra el cuerpo
(28) y está sujeta al mismo tanto en sentido de giro como axial. Las
mordazas (26) se extienden hacia afuera y se retraen hacia el
casquillo interior (38) cuando se aprieta y se afloja el
portaherramientas (20). El casquillo interior (38) sujeta
axialmente el anillo (30), el mecanismo de trinquete (34) y la
tuerca (36) con respecto al cuerpo (28). El casquillo interior
(38) incluye un saliente anular (80) que se extiende radialmente
hacia el exterior que, tal como se muestra en las figuras 3A y B,
limita el desplazamiento axial hacia adelante del casquillo
exterior (44). El casquillo interior (38) está fabricado
preferentemente a partir de un metal, tal como acero.
Haciendo referencia a continuación a las figuras
2 a 6, el manguito interior (40) está dispuesto alrededor del
cuerpo (28), y puede desplazarse axialmente entre una posición de
desbloqueo (figuras 3A, 4A, 5A y 6A) y una posición de bloqueo
(figuras 3B, 4B, 5B y 6B) con respecto al cuerpo (28). Cuando está
en la posición de desbloqueo, el manguito interior (40) puede girar
con respecto al cuerpo (28). Cuando está en la posición de bloqueo,
el manguito interior (40) está sujeto de manera rotativa al cuerpo
(28) y se impide el movimiento relativo entre ambos. La superficie
interior del manguito interior (40) incluye una serie de dientes
(82) que se extienden radialmente hacia el interior, que pueden
estar acoplados de manera selectiva con los dientes (56) en el
cuerpo (28), a través del desplazamiento axial del manguito interior
(40) con respecto al cuerpo (28), para bloquear de manera rotativa
el manguito interior (40) con respecto al cuerpo (28), de tal modo
que se impide la rotación relativa entre ambos. El acoplamiento de
los dientes (82) con los dientes (56) corresponde a la posición de
bloqueo del manguito interior (40). Los dientes (82) en el manguito
interior (40) y los dientes (56) y el cuerpo (28) forman la
configuración de bloqueo manual (48). El manguito interior (40) está
fabricado preferentemente a partir de un polímero tal como nylon
cargado con fibra de vidrio. Preferentemente, el nylon contiene,
por lo menos, el 30% en peso de fibra de vidrio.
Tal como se aprecia mejor en las figuras 3A y B,
la superficie interior del manguito interior (40) incluye unas
cavidades anulares delantera y posterior (84), (86). Las cavidades
(84), (86) se acoplan con el saliente anular (58) en el cuerpo (28)
para impedir el desplazamiento axial del manguito interior (40) con
respecto al cuerpo (28). Al impedir el desplazamiento axial
relativo, se impide o se reduce el bloqueo accidental y el
desbloqueo de la configuración de bloqueo manual (48). El
impedimento se vence mediante la aplicación de una fuerza axial
suficiente para vencer el acoplamiento entre los salientes (58) y
las cavidades (84), (86). Las cavidades delanteras y posteriores
(84), (86) en el manguito interior (40) y el saliente anular (58) en
el cuerpo (28) forman la configuración de retención (50). Cuando
está en la posición de desbloqueo, tal como se muestra en la figura
3A, el saliente (58) está dispuesto en el interior de la cavidad
posterior (86). Cuando está en la posición de bloqueo, tal como se
muestra en la figura 3B, el saliente (58) está dispuesto en la
cavidad delantera (84). La utilización del saliente anular (58) es
ventajosa porque proporciona un acoplamiento de 360 grados con las
cavidades (84), (86), lo cual proporciona una configuración de
retención excelente y una distribución más igualada de las cargas
transmitidas entre el saliente (58) y las cavidades delanteras
(84), (86) cuando se desplaza entrando y saliendo del
acoplamiento.
Haciendo referencia a continuación a las figuras
4A y B, el manguito interior (40) incluye tres juegos de cavidades
que se extienden axialmente, que se acoplan a tres juegos de brazos
(64) del mecanismo de trinquete (34). Cada juego de cavidades
incluye una cavidad del trinquete (88), una cavidad de
aflojamiento/apertura (90), y una cavidad de apriete o de cierre
(92). La cavidad (88) del trinquete incluye una rampa de
apriete/cierre (94) y una rampa de aflojamiento/apertura (96). El
brazo (66) del trinquete se monta a lo largo de la rampa de apriete
(94) cuando se hace girar el manguito interior (40) para apretar el
portaherramientas (20) y se monta a lo largo de la rampa de
aflojamiento (96) cuando se hace girar el manguito interior (40)
para aflojar el portaherramientas (20). La forma o la pendiente de
la rampa de aflojamiento (96) hace que el brazo (66) del trinquete
se desplace radialmente hacia el interior y se desacople de los
escalones (62) del trinquete, de tal forma que no se oirá ningún
clic audible durante el aflojamiento del portaherramientas (20).
Entre las cavidades (90), (92) de aflojamiento y
de apriete, está dispuesto un resalte o saliente (98). El brazo
(68) de bloqueo se montará en el interior de la cavidad (90) de
aflojamiento y quedará comprimido contra el resalte (98) mientras
se hace girar el manguito interior (40) para apretar el
portaherramientas (20). Esta interacción hace que el mecanismo de
trinquete (34) lleve la rotación de la tuerca (36) a apretar las
mordazas (26) y el portaherramientas (20). Cuando el par de apriete
entre el manguito interior (40) y el brazo de bloqueo (68)
sobrepase un valor predeterminado (tal como se determina mediante
parámetros tales como la altura y la pendiente del resalte -98-, la
fricción entre el resalte -98- y el brazo de bloqueo -68-, y la
elasticidad del brazo de bloqueo -68-), el brazo de bloqueo (68)
saltará por encima del resalte (98) hacia la cavidad de apriete
(94). El desplazamiento del brazo de bloqueo (68) hacia la rampa de
apriete (94) producirá un único clic audible o un sonido, que
indicará que el portaherramientas (20) está ahora totalmente
apretado. El salto del brazo de bloqueo (68) por encima del resalte
(98) tiene como resultado una rotación relativa limitada entre el
manguito interior (40) y la tuerca (36). Cuando se hace girar
posteriormente el manguito interior (40) para aflojar el
portaherramientas (20), el brazo de bloqueo (68) saltará hacia atrás
por encima del resalte (98) hacia la cavidad de aflojamiento (90) y
accionará la rotación del mecanismo de trinquete (34) que a su vez
accionará la rotación de la tuerca (36) para aflojar las mordazas
(26) y el portaherramientas (20).
Haciendo referencia a continuación a las figuras
5A y B, en ellas se muestra la cavidad (76) que se extiende
axialmente en el manguito interior (40) con las aletas (74) de la
tuerca (36) dispuestas en su interior. La cavidad (76) es más ancha
que la aleta (34) para permitir una rotación relativa limitada entre
ambas y para alojar el movimiento del brazo de bloqueo (68) entre
las cavidades (90), (92) de aflojamiento y de apriete junto con el
movimiento del brazo del trinquete (66) entre la rampa de apriete
(94) y la rampa de aflojamiento (96).
Las cavidades de aflojamiento y de apriete (90),
(92), el brazo de bloqueo (68) y su acoplamiento forman la
configuración de bloqueo automático (46). El salto del brazo de
bloqueo (68) desde la cavidad de aflojamiento (90) hacia la
cavidad de apriete (92) constituye el bloqueo automático del
portaherramientas (20) y bloquea el portaherramientas (20) en el
estado de apriete.
Haciendo referencia a continuación a las figuras
2 y 3, el manguito exterior (42) está dispuesto sobre el manguito
interior (40) y está sujeto en sentido axial y de rotación con
respecto al mismo. La rotación del manguito exterior (42) acciona
la rotación del manguito interior (40), y el desplazamiento axial
del manguito exterior (42) acciona el desplazamiento axial del
manguito interior (40). El manguito exterior (42) está fabricado
preferentemente a partir de un metal, tal como acero.
Haciendo referencia todavía a las figuras 2 y 3,
el casquillo exterior (44) se clava en el manguito interior (40) y
retiene el manguito exterior (42) sobre el manguito interior (40).
El casquillo exterior (44) está sujeto rotativa y axialmente al
manguito interior (40) y al manguito exterior (42). De este modo, el
giro del manguito exterior (42) produce la rotación del casquillo
exterior (44), y el desplazamiento axial del manguito exterior (42)
produce el desplazamiento axial del casquillo exterior (44). La
relación fijada entre el manguito interior (40), el manguito
exterior (42) y el casquillo exterior (44) forman el conjunto de un
manguito, indicado en conjunto como (100), con todos estos
componentes desplazándose conjuntamente. El casquillo exterior (44)
incluye un reborde anular interno (102) que se acopla con el
saliente (80) en el casquillo interno (38) para limitar el
desplazamiento axial hacia adelante del conjunto del manguito (100).
El casquillo exterior (44) está fabricado preferentemente a partir
de un metal, tal como acero.
Durante el funcionamiento, se lleva a cabo el
aflojamiento del portaherramientas (20) haciendo girar el conjunto
del manguito (100) con respecto al cuerpo (28). Cuando la
configuración de bloqueo manual (48) está en situación de
desbloqueo, tal como se muestra en las figuras 3A y 6A, puede
hacerse girar el conjunto del manguito (100) con respecto al cuerpo
(28). La situación de desbloqueo para la configuración de bloqueo
manual (48) corresponde al conjunto del manguito (100) al ser
trasladado a su posición más adelantada. Cuando está en esta
posición, los dientes (82) del manguito interior (40) están delante
de los dientes (56) del cuerpo (28) y no están acoplados a los
mismos. Cuando la configuración (48) de bloqueo manual está
desacoplada, el conjunto del manguito (100) puede girar con
respecto al cuerpo (28) para hacer que el portaherramientas (20) se
afloje o se apriete, dependiendo del sentido de rotación del
conjunto del manguito (100). Además, con la configuración (48) de
bloqueo manual en la posición desacoplada, el saliente anular (58)
está acoplado en la cavidad posterior (86) del manguito interior
(40).
Cuando el portaherramientas (20) está en el
estado de aflojamiento máximo, el brazo del trinquete (66) está
dispuesto en el interior de la cavidad del trinquete (88) entre la
rampa de apriete (94) y la rampa de aflojamiento (96). El brazo de
bloqueo (68) está dispuesto en el interior de la cavidad de
aflojamiento (90). Tal como se muestra en las figuras 4A y B, la
profundidad en sentido axial de la cavidad del trinquete (88), la
cavidad de aflojamiento (90) y la cavidad de apriete (92) alojan el
desplazamiento axial del conjunto de manguito (100) con respecto
al mecanismo de trinquete (34) mientras se mantiene un acoplamiento
entre los brazos de trinquete y de bloqueo (66), (68) y las
cavidades (88), (90), (92) del manguito interior (40). Esto se pone
en evidencia mediante el espacio entre los extremos de los salientes
en los brazos (66), (68) y las paredes delanteras extremas de las
cavidades (88), (90), (92) y el manguito interior (40), tal como se
muestra en la figura 4A. Cuando el conjunto del manguito (100) se
desplaza a su posición más posterior, tal como se muestra en la
figura 4B, disminuye el espacio entre las paredes delanteras
extremas de las cavidades (88), (90), (92) y los extremos de los
salientes en los brazos (66), (68).
De acuerdo con ello, el portaherramientas (20)
permite el desplazamiento axial del manguito interior (40) y del
conjunto del manguito (100) con respecto al mecanismo de trinquete
(34). Además, las cavidades (76) están asimismo dimensionadas para
permitir el desplazamiento axial relativo entre el manguito interior
(40) y la tuerca (36), manteniendo al mismo tiempo las aletas (74)
en el interior de las cavidades (76) tal como se muestra en las
figuras 5A y B. Además, cuando el portaherramientas (20) está en
estado de aflojamiento, las aletas (74) de la tuerca (36) pueden
estar situadas en cualquier posición en el interior de las cavidades
(76) y no están acopladas necesariamente a las paredes laterales
de las cavidades (76), permitiendo de esta manera una cierta
rotación relativa limitada entre el manguito interior (40) y la
tuerca (36).
Para apretar el portaherramientas (20), se hace
girar el conjunto del manguito (100). La rotación del conjunto del
manguito (100) se transmite al mecanismo de trinquete (34) a través
del acoplamiento entre el brazo de bloqueo (68) y el resalte (98) y
el manguito interior (40). A medida que el manguito interior (40)
gira, el brazo de bloqueo (68) se aproxima al resalte (98). El
resalte (98) impide que el brazo de bloqueo (68) salte al interior
de la cavidad de apriete (92) hasta que el par entre ambos supere un
valor predeterminado. De este modo, el resalte (98) empuja el brazo
de bloqueo (68) para producir la rotación del mecanismo de trinquete
(34) con respecto al cuerpo (28). A medida que el mecanismo de
trinquete (34) gira, las aletas (70) transmiten un movimiento de
rotación a la tuerca (36). A medida que la tuerca (36) gira con
respecto al cuerpo (28), las mordazas (26) se extienden saliendo
del portaherramientas (20) y aprietan una herramienta situada en las
mordazas (26). De manera adicional, el brazo de trinquete (66) está
dispuesto sobre la rampa de apriete (94). Con el brazo de trinquete
(66) acoplado a la rampa de apriete (94), el brazo de trinquete (66)
quedará asimismo acoplado a los escalones (62) del trinquete. De
este modo, a medida que el mecanismo de trinquete (34) gira con
respecto al cuerpo (28) y al anillo (30), el acoplamiento entre el
brazo de trinquete (66) y el escalón (62) del trinquete produce un
clic audible substancialmente continuo cuando se produce la rotación
entre ambos.
Una vez que las mordazas (26) entran en contacto
con la herramienta o entre sí, si el conjunto del manguito (100)
continúa girando, hace que se incremente el par entre el manguito
interior (40) y el mecanismo de trinquete (34). Una vez que el par
supera el valor predeterminado, el brazo de bloqueo (68) saltará por
encima del resalte (98) hacia la cavidad de apriete (92), y
producirá un único clic sonoro audible para indicar que el
portaherramientas (20) está ahora totalmente apretado. Además,
cuando el brazo de bloqueo (68) salta a la cavidad de apriete
(92), el brazo del trinquete (66) se desplazará más allá, a lo largo
de la rampa de apriete (94). De manera adicional, se produce la
rotación relativa entre el manguito interior (40) y la tuerca (36)
cuando el brazo de bloqueo (68) salta desde la cavidad de
aflojamiento (90) a la cavidad de apriete (92) y tiene el resultado
de que las aletas (74) de la tuerca (36) se desplazan a una posición
adyacente a la pared lateral de la cavidad (76) del manguito
interior (40). Este acoplamiento entre aletas (74) y cavidades (76)
bloquea de manera rotativa el manguito interior (40) con respecto a
la tuerca (36), de tal manera que ya no es posible una rotación
relativa adicional en la dirección del apriete.
Estando el brazo de bloqueo (68) situado en el
interior de la cavidad de apriete (92), se acoplan el dispositivo
de bloqueo automático (46) y el portaherramientas (20), y la
herramienta situada en el mismo puede ser utilizada tal como se
desee. Si se desea una seguridad adicional contra el aflojamiento
del portaherramientas (20) durante el funcionamiento, puede
acoplarse la configuración de bloqueo manual (48) desplazando el
conjunto del manguito (100) axialmente hacia atrás. La
configuración de retención (50) se opondrá a este movimiento, de tal
forma que el acoplamiento de la configuración de bloqueo manual
(48) no podrá ser acoplado o desacoplado de manera accidental. Para
acoplar la configuración de bloqueo manual (48), el conjunto del
manguito (100) se desplaza axialmente hacia atrás y el saliente
(58) sale por detrás de la cavidad (86) y penetra en la cavidad
delantera (84), tal como se muestra en la figura 3B. De manera
simultánea, los dientes (82) del manguito interior (40) se
desplazan hasta acoplarse con los dientes (56) en el cuerpo (28),
tal como se muestra en las figuras 3B y 6B. El acoplamiento entre
los dientes (82) y los dientes (56) sujeta de manera rotativa el
manguito interior (40) al cuerpo (28), de tal manera que se impide
el movimiento relativo entre ambos. Con la configuración (46) de
bloqueo automático conectada y la configuración de bloqueo manual
(48) acoplada, se impide que el portaherramientas (20) se afloje
durante el funcionamiento, proporcionando de este modo una capacidad
de fijación excelente. Según esto, el portaherramientas (20) puede
ser activado, tanto solamente con la configuración de bloqueo
automático (46) acoplada, como con ambas configuraciones de bloqueo
automático (46) y de bloqueo manual (48) acopladas.
Para aflojar la configuración de bloqueo manual
del portaherramientas (20) si está acoplada, se desplaza a una
posición de desacoplado moviendo el conjunto (100) del manguito en
sentido axial hacia adelante con respecto al cuerpo (28). Este
movimiento relativo hace que el saliente (58) se desplace desde
estar acoplado con la cavidad delantera (84), tal como se muestra
en la figura 3B, a estar acoplado con la cavidad posterior (86),
tal como se muestra en la figura 3A. De manera simultánea, los
dientes 82) del manguito interior (40) se desacoplan de los dientes
(56) del cuerpo (28), tal como se muestra en las figuras 3A y 6A.
Una vez desacoplada la configuración de bloqueo manual (48), puede
girarse a continuación el conjunto del manguito (100) con respecto
al cuerpo (28) para aflojar el portaherramientas (20). La rotación
inicial del manguito (100) para aflojar el portaherramientas (20)
queda impedida por medio de la configuración de bloqueo automático
(46) y por el acoplamiento entre el brazo de bloqueo (68) y el
resalte (98). Cuando existe un par suficiente entre el resalte (98)
y el brazo de bloqueo (68), el brazo de bloqueo (68) saltará por
encima del resalte (98) y se desplazará a la cavidad de
aflojamiento (90) y se oirá un único clic audible o un sonido. De
manera simultánea, se producirá la rotación relativa entre el
manguito interior (40) y la tuerca (36), debido a la diferencia de
anchura entre las cavidades (76) del manguito interior (40) y las
aletas (34) de la tuerca (36). A medida que el manguito interior
(40) sigue girando con respecto al cuerpo (28) para aflojar el
portaherramientas (20), la cavidad de aflojamiento (90) empuja el
brazo de bloqueo (68) para activar la rotación del mecanismo de
trinquete (34) y la tuerca (36) con respecto al cuerpo (28), y
hace que el brazo del trinquete (66) se monte sobre la rampa de
aflojamiento (96). A medida que el brazo de trinquete (66) se
monta sobre la rampa de aflojamiento (96), el brazo de trinquete
(66) se desplaza radialmente hacia el interior y se desacopla de los
escalones (62) del trinquete. Este desacoplamiento impide que los
escalones (62) del trinquete impidan el aflojamiento del
portaherramientas (20) e impide que vuelva a producirse cualquier
sonido audible cuando se afloja el portaherramientas (20). A
continuación, el conjunto del manguito (100) puede continuar
girando hasta que el portaherramientas (20) queda en el estado de
desacoplamiento deseado. Si se desea, el portaherramientas (20)
puede ser bloqueado manualmente mientras el portaherramientas (20)
está en estado de aflojamiento, desplazando axialmente el conjunto
del manguito (100) hacia atrás con respecto al cuerpo (28).
La descripción procedente de la invención es,
por naturaleza, meramente a modo de ejemplo y así son posibles
variaciones en la misma. Por ejemplo, si se desea, pueden eliminarse
los sonidos audibles proporcionados por el acoplamiento del
manguito interior (40) del mecanismo de trinquete (34), y/o del
anillo (30). Además, el número de juegos de brazos (64) y los
juegos de cavidades (88), (90), (92) del manguito interior (40)
puede ser mayor o menor según se desee. De manera adicional, pueden
utilizarse otros materiales de construcción para los distintos
componentes. Por otra parte se considerará que, si se desea, puede
utilizarse la configuración de bloqueo manual (48) sin acoplar la
configuración de bloqueo automático (46). Por ejemplo, cuando se
utilice una herramienta que tenga un eje de forma hexagonal, dicha
herramienta puede ser apretada a un par inferior al predeterminado,
sin activar de este modo la configuración de bloqueo automático
(46), y acoplando a continuación la configuración de bloqueo manual
(48). Dicha utilización puede ser útil para facilitar cambios
rápidos de herramientas que tengan mangos hexagonales de tamaño
similar. Se considerará asimismo que el portaherramientas (20)
puede ser utilizado en una herramienta accionada manualmente. De
acuerdo con ello, no debe considerarse que dichas variaciones sean
una desviación del ámbito de la invención, tal como está definida en
las reivindicaciones adjuntas.
Claims (12)
1. Portaherramientas (20) que comprende:
- mordazas desplazables (26) que pueden funcionar para retener de manera selectiva una herramienta;
- un elemento de accionamiento (40) que puede funcionar para hacer que dichas mordazas se desplacen cuando se hace girar a mano dicho elemento de accionamiento con respecto a dichas mordazas, correspondiendo el movimiento de dichas mordazas al apriete y al aflojamiento de dichas mordazas; y
- una primera configuración de bloqueo (82, 56) que funciona para impedir de manera selectiva que dicho elemento de accionamiento gire con respecto a dichas mordazas;
caracterizado por una
segunda configuración de bloqueo (68, 92) que puede actuar para
impedir que dicho elemento de accionamiento gire con respecto a
dichas mordazas, impidiendo dicha segunda configuración de bloqueo
que se aflojen dichas mordazas después que se haya transmitido una
fuerza de apriete que supere un valor predeterminado a dicho
elemento de accionamiento y a un componente de dicha segunda
configuración de
bloqueo.
2. Portaherramientas, según la reivindicación 1,
en el que dicho elemento de accionamiento puede desplazarse
axialmente de manera manual entre la primera y la segunda
posiciones, correspondientes a dicha primera configuración de
bloqueo que permite la rotación de dicho elemento de accionamiento
con respecto a dichas mordazas, y dicha segunda posición
correspondiente a dicha primera configuración de bloqueo que impide
la rotación de dicho elemento de accionamiento con respecto a
dichas mordazas.
3. Portaherramientas, según la reivindicación 2,
que comprende además una configuración de retención (58, 84, 86)
que puede funcionar para impedir el desplazamiento axial de dicho
elemento de accionamiento entre dichas primera y segunda
posiciones.
4. Portaherramientas, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, que comprende además:
- un cuerpo (28) alrededor del cual están dispuestas dichas mordazas, estando dicho cuerpo y dichas mordazas substancialmente fijos entre sí en el sentido del giro, y
- una tuerca (36) dispuesta en dicho cuerpo y capaz de girar con respecto a dicho cuerpo, estando dicha tuerca acoplada a dichas mordazas, de modo que el giro de dicha tuerca con respecto a dichas mordazas produce el movimiento de dichas mordazas,
- en el que dicha segunda configuración de bloqueo incluye un elemento de bloqueo (34) fijo en el sentido del giro con respecto a dicha tuerca y que puede funcionar para transmitir una fuerza de rotación desde dicho elemento de accionamiento a dicha tuerca, estando acoplado dicho elemento de bloqueo en una primera cavidad (88) de dicho elemento de accionamiento durante el apriete de dichas mordazas y estando acoplado dicho elemento de bloqueo a una segunda cavidad (92) de dicho elemento de accionamiento cuando dicha fuerza de apriete que sobrepasa dicho valor predeterminado ha sido transmitida entre dicho elemento de accionamiento y dicho elemento de bloqueo.
5. Portaherramientas, según la reivindicación 4,
en el que dicho elemento de accionamiento es un manguito (40)
acoplado directamente a dicha tuerca, y dicho acoplamiento entre
dicho manguito y dicha tuerca permite un giro relativo limitado
entre ambos.
6. Portaherramientas, según la reivindicación 5,
en el que dicho manguito puede desplazarse axialmente con respecto
a dicha tuerca y puede mantener dicho acoplamiento entre dicho
elemento de accionamiento y dicha tuerca.
7. Portaherramientas, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dicho elemento de
accionamiento tiene una serie de dientes (82), incluyendo un
componente de dicha primera configuración de bloqueo una serie de
dientes (56) que están substancialmente sujetos a dichas mordazas
con respecto al giro, y el acoplamiento de dichos dientes del
elemento de accionamiento con dichos dientes de dicho componente de
dicha primera configuración de bloqueo impide la rotación de dicho
elemento de accionamiento con respecto a dichas mordazas.
8. Portaherramientas, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dicha segunda configuración
de bloqueo incluye un elemento de bloqueo que puede funcionar entre
una primera posición de acoplamiento y una segunda posición de
acoplamiento con dicho elemento de accionamiento, no impidiendo
dicha primera posición el aflojamiento de dichas mordazas,
impidiendo dicha segunda posición el aflojamiento de dichas
mordazas, y desplazándose dicho elemento de bloqueo desde dicha
primera posición a dicha segunda posición cuando dicha fuerza de
apriete que sobrepasa dicho valor predeterminado ha sido transmitida
entre dicho elemento de accionamiento y dicho elemento de
bloqueo.
\newpage
9. Portaherramientas, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dicha primera configuración
de bloqueo puede funcionar para impedir el giro de dicho elemento de
accionamiento con respecto a dichas mordazas, independientemente de
la situación de dicha segunda configuración de bloqueo.
10. Método para sujetar una herramienta en un
portaherramientas (20), comprendiendo el método:
- (a)
- el posicionado de la herramienta entre las mordazas del portaherramientas; y
- (b)
- hacer girar a mano un elemento de accionamiento (40) con respecto a dichas mordazas, para apretar dichas mordazas a la herramienta;
caracterizado por:
- (c)
- impedir de forma automática el giro de aflojamiento de dicho elemento de accionamiento con una segunda configuración de bloqueo (68, 92) una vez que una fuerza de apriete que sobrepasa un valor predeterminado ha sido transmitida entre dicho elemento de accionamiento y dicha segunda configuración de bloqueo; y
- (d)
- bloquear de forma rotativa dicho elemento de accionamiento con respecto a dichas mordazas con una primera configuración de bloqueo (82, 56).
11. Método, según la reivindicación 10, en el
que (d) incluye el desplazamiento axial de dicho elemento de
accionamiento desde una primera posición que permite que dicho
elemento de accionamiento gire con respecto a dichas mordazas,
hasta una segunda posición que bloquea de manera giratoria dicho
elemento de accionamiento con respecto a dichas mordazas.
12. Método, según la reivindicación 10 ó 11, en
el que el desplazamiento de dichas mordazas es realizado mediante
un acoplamiento entre dicho elemento de accionamiento y un elemento
de bloqueo (34), (b) es realizado con dicho elemento de bloqueo
acoplado a una primera cavidad (88) en dicho elemento de
accionamiento, y (c) incluye el desplazamiento de dicho elemento de
bloqueo desde dicha primera cavidad hasta una segunda cavidad (92)
en dicho elemento de accionamiento cuando dicha fuerza sobrepasa
dicho valor predeterminado.
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