ES2317131T3 - Proceso y dispositivo para realizar agujeros. - Google Patents

Abstract

Herramienta para la realización de agujeros con una forma que difiere de un cilindro, con un vástago (12) que presenta un primer extremo (14) y un segundo extremo (16), estando conformado el primer extremo (14) para la sujeción en un accionamiento de oscilación y estando prevista en el segundo extremo (16) una cabeza cortante (13) con al menos dos partes saledizas (22, 24, 26), que resaltan en dirección radial con respecto al vástago (12), que están provistas de medios cortantes, caracterizada porque la cabeza cortante (13) presenta superficies, que están opuestas al vástago (12), que están provistas de medios cortantes.

Description

Proceso y dispositivo para realizar agujeros.

El invento trata de una herramienta para realizar agujeros con forma especial, como agujeros no redondos y agujeros con destalonado, además de un kit de herramientas para realizar tales agujeros, además, de un dispositivo para realizar agujeros y de un proceso para realizar agujeros.

En el taladrado típicamente se trabaja en el material macizo o alternativamente se produce, con una corona perforadora, una perforación por corona. En todos los procesos de taladrado conocidos, el agujero generado presenta una forma aproximadamente cilíndrica.

Sin embargo, en muchos casos sería deseable poder realizar agujeros que presenten una forma que difiera de una forma cilíndrica. Además, sería deseable poder realizar agujeros con destalonado. Es decir, que sería ventajoso si se pudiera realizar agujeros, en los que a un primer tramo de agujero con una primera sección siga un segundo tramo de agujero con una sección más grande. Agujeros de este tipo, con destalonado, serían extremadamente útiles en la técnica de montaje en numerosas formas de ejecución. Podrían colocarse entonces elementos de anclaje, como tacos de expansión o similares, en el destalonado.

Hasta hoy no es conocida ninguna posibilidad sencilla y confiable para poder realizar semejantes agujeros.

De la EP-B 1 107 844 y de la DE 540 943 C son conocidas herramientas de agujereado según el concepto general de la reivindicación 1 para el accionamiento rotatorio, pero ésas no son apropiadas para realizar tales agujeros.

El invento tiene, por consiguiente, el objetivo de especificar un proceso para realizar agujeros con forma especial y poner para ello a disposición herramientas, o bien máquinas de accionamiento, apropiadas.

En lo que respecta al proceso, este objetivo se consigue según el invento por medio de un proceso para producir un agujero con el siguiente paso (a):

Producción de un primer tramo de agujero mediante una herramienta accionada en forma oscilante, presentando el primer tramo de agujero una forma que difiere de un cilindro y presentando al menos una parte salediza que resalta de la superficie de la pared del primer tramo de agujero hacia el centro del agujero.

De este modo se consigue completamente el objetivo del invento.

Según el invento, en el paso (a) se produce con ayuda de una herramienta accionada en forma oscilante un primer tramo de agujero que presenta una forma, que difiere de un cilindro, y que presenta partes saledizas que resaltan de la superficie de la pared del primer tramo de agujero hacia el centro del agujero.

De este modo puede producirse mediante una herramienta accionada en forma oscilante una forma de agujero que difiere de la forma cilíndrica.

En una continuación de desarrollo del proceso según el invento sigue al paso (a), después de que el primer tramo de agujero alcanzó una profundidad de agujero deseada, un paso (b),

en el que tiene lugar un giro al menos parcial de la herramienta alrededor de su eje longitudinal, para producir un segundo tramo de agujero que presenta una sección más grande que el primer tramo de agujero.

Girando ahora al menos parcialmente, en el segundo paso de trabajo (b), la herramienta alrededor de su eje longitudinal se produce de aquí en adelante en la zona del agujero que sigue al primer tramo de agujero un tramo agrandado de agujero que presenta un sección más grande que el primer tramo de agujero. Después de llevar a cabo un giro completo de la herramienta, el segundo tramo de agujero presenta por lo general, una forma aproximadamente cilíndrica. Por consiguiente, se producen en el pasaje entre el primer y el segundo tramo de agujero uno o varios destalonados, cuyas formas dependen de la forma de la herramienta utilizada.

En una continuación favorable de desarrollo del invento, en el paso (b), la herramienta se gira a mano o se la acciona en forma rotatoria o intermitente con un sentido preferencial.

Particularmente en el accionamiento intermitente con un sentido preferencial puede producirse en forma sencilla en el taladrado en roca gradualmente el agrandamiento deseado de la perforación en la zona del segundo tramo de agujero.

Según otra ampliación del invento se produce antes del paso (a) primeramente un agujero previo.

De este modo, se facilita la producción del primer tramo de agujero, dado que la herramienta utilizada puede guiarse en el agujero previo mediante un saliente o similar, de modo que se impide una deriva lateral.

Según otra ampliación del invento se produce un agujero previo durante el paso (a).

Utilizando una herramienta combinada apropiada es posible de este modo continuar simplificando la creación del agujero.

En lo que respecta a la herramienta, el objetivo del invento se consigue por medio de una herramienta según la reivindicación 1.

Utilizando una herramienta de este tipo puede producirse, con ayuda de una accionamiento de oscilación, en la forma descrita anteriormente, un primer tramo de agujero que presenta una forma, que difiere de un cilindro, y que posee al menos una parte salediza que resalta de la superficie de la pared del primer tramo de agujero hacia el centro del agujero.

Siempre que esto se desee, puede entonces en un segundo paso de trabajo, cuando el primer tramo de agujero alcanzó una profundidad suficiente, girarse la herramienta alrededor de su eje longitudinal, para producir el segundo tramo de agujero que presenta una sección más grande que el primer tramo de agujero.

En una continuación favorable de desarrollo del invento, el cabezal de corte de la herramienta presenta al menos dos, preferentemente tres, partes saledizas, las cuales están dispuestas una respecto a la otra preferentemente a iguales distancias angulares, estando formadas concavidades entre partes saledizas colindantes.

Con una ampliación de este tipo puede posibilitarse una disposición rotacionalmente simétrica de la cabeza cortante, lo cual actúa contra una deriva lateral en la creación del agujero.

Según otra ampliación del invento están previstos medios cortantes abrasivos y/o dientes de corte en al menos una parte salediza de la cabeza cortante.

Adicionalmente, también pueden estar previstos medios cortantes en al menos una superficie frontal.

En este caso, los medios cortantes pueden comprender medios cortantes por diamante, medios cortantes por carburo de boro, medios cortantes por corindón o similares.

De este modo se facilita la creación del primer tramo de agujero mediante el accionamiento oscilante.

Según otra ampliación del invento, al menos una superficie externa de una parte salediza está conformada aproximadamente con forma de arco de círculo.

Con ello se mantiene reducida la formación de vibraciones.

Según otra ampliación del invento, la herramienta presenta una pieza añadida de perforación.

Ésta está alineada preferentemente con un eje longitudinal del vástago.

De este modo, mediante una única operación es posible producir, tanto un agujero previo para el guiado de la herramienta, como llevar a cabo al mismo tiempo con la cabeza cortante el procedimiento oscilante de taladrado de corte.

Según otra ampliación del invento, al menos los medios cortantes o la broca de taladro están conformados para el taladrado en roca o para el taladrado en madera.

Para ello puede estar prevista por ejemplo, en el caso de utilizar medios cortantes por diamante o medios cortantes para taladrado, una ligadura apropiada de los medios cortantes mediante una capa metálica o una capa de plástico.

Según otra ampliación del invento se especifica además un kit, para producir un agujero con destalonado, que comprende una herramienta del tipo precedente, así como una broca adaptada a aquella.

Con un kit de este tipo pueden producirse en operaciones separadas, primeramente un agujero previo y a continuación en otro paso de trabajo el agujero con destalonado.

Un árbol de accionamiento es accionable alrededor de su eje longitudinal en forma oscilante de vaivén por medio de un accionamiento de oscilación con un dispositivo de oscilación, estando acoplada además al árbol de accionamiento una herramienta según el tipo descrito precedentemente.

Según una continuación preferida de desarrollo de esta fabricación, el accionamiento de oscilación presenta medios para la generación de impulsos de rotación.

\newpage

Por medio de una ampliación de este tipo del accionamiento de oscilación puede obtenerse un avance mejorado, tanto en la creación del primer tramo de agujero, como en la creación del segundo tramo de agujero.

Según otra ampliación, el dispositivo de oscilación es conmutable entre una oscilación de vaivén alrededor de un eje longitudinal del árbol de accionamiento y una oscilación con impulsos de giro en un sentido preferencial de giro.

De este modo, pueden producirse en forma particularmente sencilla y ventajosa tanto el primer tramo de agujero, utilizando una oscilación de giro de vaivén, como el segundo tramo de agujero con la sección más grande de agujero.

Se entiende que los atributos mencionados precedentemente y los aún por detallar a continuación no sólo son utilizables en las combinaciones indicadas en cada caso, sino también en otras combinaciones o aisladamente sin salir del marco del invento.

Otros atributos y ventajas del invento resultan de la descripción a continuación de ejemplos de fabricación preferentes tomando como referencia el dibujo. Se muestran en:

la figura 1, una primera fabricación de una herramienta según el invento, en representación en perspectiva,

la figura 2, una representación esquemática de una forma de agujero producida según el invento,

la figura 3, una vista lateral de otra forma de fabricación de una herramienta según el invento,

la figura 4, una vista lateral parcialmente seccionada de un accionamiento de oscilación, el cual es utilizable favorablemente con la herramienta según el invento.

\vskip1.000000\baselineskip

En la figura 1, la herramienta según el invento está denominada en su totalidad con el número 10.

La herramienta 10 comprende un vástago cilíndrico 12 con un primer extremo 14 y un segundo extremo 16. La herramienta 10 puede sujetarse con su primer extremo 14 en un plato de sujeción de un accionamiento de oscilación (compárese con la figura 4). En el segundo extremo 16 del vástago 12 está prevista una cabeza cortante 13 que presenta tres partes saledizas 22, 24, 26 que resaltan hacia fuera, las cuales están desplazadas una respecto a otra en distancias angulares uniformes de 120º. Entre las partes saledizas 22, 24, 26 colindantes está formada en cada caso una concavidad 28, 30, 32 que presenta una forma cóncava. En sus superficies 34, 36, 38 opuestas al vástago 12, las partes saledizas 22, 24, 26 están conformadas aproximadamente en forma de arco de círculo y provistas de medios cortantes en forma de granos abrasivos de diamante que están mantenidos en una forma apropiada, preferentemente mediante una capa metálica, sobre la superficie curvada en cada caso. Preferentemente, la superficie frontal 47, que es opuesta al vástago 12, de la cabeza cortante 13 adicionalmente también está provista de medios cortantes apropiados. También en este caso puede tratarse nuevamente, por ejemplo, de granos abrasivos de diamante que están ligados en forma apropiada.

Se entiende que en lugar de ello pueden preverse también cualquier otro tipo de medios cortantes y que también pueden colocarse en la cabeza cortante dientes cortantes o elementos cortantes que tengan otra forma.

Como está bosquejado en la figura 1 con la flecha doble 20, la herramienta puede accionarse, cuando está fijada con su primer extremo 14 a un accionamiento de oscilación, en forma oscilante de vaivén alrededor de su eje longitudinal 18. En este caso tiene lugar un movimiento de oscilación, preferentemente con una alta frecuencia entre 5.000 y 25.000 oscilaciones por minuto y un ángulo reducido de giro entre aproximadamente 0,5 y 5º.

De este modo, puede producirse mediante la cabeza cortante 13 un primer tramo de agujero, por ejemplo en mampostería, cuya forma en lo esencial es comparable con la forma de la cabeza cortante 13 como consecuencia de las oscilaciones con reducido ángulo de giro.

Esto está representado esquemáticamente en la figura 2. Así puede producirse mediante la herramienta 10, utilizando un accionamiento de oscilación, un primer tramo de agujero 42 que presenta una superficie que difiere de una forma cilíndrica, produciéndose entre superficies parciales cilíndricas, cuya forma es aproximadamente análoga a la forma de las partes saledizas 22, 24, 26 de la herramienta 10, por otra parte, partes saledizas correspondientes que son aproximadamente análogas a la forma negativa de las concavidades 28, 30, 32 de la herramienta 10. De este modo resulta la forma, que está representada en la figura 2, del primer tramo de agujero 42.

Cuando el taladrado ha alcanzado la profundidad deseada puede girarse de aquí en adelante toda la máquina poco a poco alrededor de su eje longitudinal 18, en el caso de que deba producirse un agujero con destalonado. De este modo, en la zona final, en la que se encuentra la cabeza cortante 13, la forma negativa, que está determinada por el paso precedente de oscilación, de la cabeza cortante 13 se agranda gradualmente en un tramo cilíndrico de agujero que está indicado con trazo discontinuo en la figura 2 como segundo tramo de agujero 44. Así resulta en el segundo tramo de agujero 44 una ampliación de la sección del agujero a una forma completamente cilíndrica, siempre que se realice un giro de al menos 360º.

Como resultado se produce así un agujero 40 que presenta un primer tramo de agujero 42 y un segundo tramo de agujero 44, siendo que en el pasaje entre el primer tramo de agujero 42 y el segundo tramo de agujero 44 resultan destalonados 46.

En la figura 3, una fabricación alternativa de una herramienta según el invento está representada en la vista lateral y denominada en su totalidad con el número 10'. Nuevamente, la herramienta 10' presenta un vástago 12 y una cabeza cortante 13 en su segundo extremo. Sobre el lado de la cabeza cortante 12, que está opuesto al vástago 12, está prevista una pieza añadida de perforación 48 que está alineada con el eje longitudinal 18 del vástago 12. La pieza añadida de perforación 48, que puede estar fabricada como broca para roca, permite producir primeramente en una operación con la herramienta 10' un agujero previo y llevar a cabo al mismo tiempo, después de alcanzar una profundidad determinada, el procedimiento de oscilación para producir el primer tramo de agujero. En este caso, la herramienta 10' se centra en el agujero producido por el tramo de taladro 48 y, por consiguiente, no puede derivar lateralmente.

Se entiende que en lugar de una combinación de una pieza añadida de perforación con una herramienta podría utilizarse solamente una herramienta según la figura 1 y que en otra operación se produce con una broca usual primeramente un agujero previo. En este caso estaría previsto preferentemente en el lado de la cabeza cortante 13, que está opuesto al vástago 12, un saliente de centrado, de modo que la herramienta pueda guiarse con el saliente de centrado en el agujero producido previamente.

Se entiende además, que la forma, que está descrita en base a la figura 1, de la cabeza cortante 13 es meramente de naturaleza ejemplar. Por consiguiente, puede estar prevista cualquier cantidad de partes saledizas que resaltan radialmente hacia fuera con respecto al vástago 12. Además, la forma de las partes saledizas puede variarse de múltiples maneras. También la forma de las superficies externas 34, 36, 38 es adaptable de múltiples maneras a las respectivas condiciones. Por último, las concavidades 28, 30, 32 pueden exhibir las formas y tamaños más variados.

Sin embargo, las diferentes fabricaciones tienen en común que la cabeza cortante debe presentar al menos una parte salediza que resalte radialmente hacia fuera con respecto al vástago, de modo que en la producción del primer tramo de agujero mediante apoyo de oscilación se produzca una forma de agujero que difiera de un cilindro.

Un accionamiento de oscilación, que puede utilizarse favorablemente en combinación con la herramienta según el invento, está representado en la figura 4 y se denomina en su totalidad con el número 50.

En este caso se trata de un accionamiento de oscilación del tipo conocido por principio de la WO 95/17991 A2. Según ello, un accionamiento, cuyo árbol de salida realiza un movimiento giratorio intermitente, es acoplable mediante un acoplamiento de marcha libre a un árbol de accionamiento para una herramienta. De este modo, el movimiento giratorio intermitente se convierte en un movimiento giratorio por impulsión con un sentido preferencial de giro.

Variando los accionamientos que son conocidos de la WO 95/17991 A2 puede fijarse, sin embargo, el acoplamiento de marcha libre, de modo que el accionamiento de oscilación 50 presente un primer modo de operación, en el que la herramienta sujetada ahí dentro se someta a un movimiento giratorio de oscilación de vaivén alrededor de su eje longitudinal, así como en un segundo modo de operación, en el que la herramienta se accione en un sentido preferencial de giro con impulsos de giro.

El accionamiento de oscilación 50, que está representado en la figura 4, presenta una carcasa 52, en la que está alojado un motor eléctrico 54. El árbol motor 56 del motor eléctrico 54 acciona un dispositivo de oscilación 58 que por ejemplo presenta una horquilla giratoria que actúa en combinación con una excéntrica. Mediante el dispositivo de oscilación 58, el movimiento rotatorio del árbol motor 56 se transforma en un movimiento de giro de un árbol 60 alrededor de su eje longitudinal. El árbol 60 acciona una rueda libre 62. Ésta está unida por el lado de accionamiento a un árbol de accionamiento 66, en el cual está previsto un alojamiento de herramienta 64, por ejemplo un plato de sujeción, para alojar una herramienta 10, respectivamente 10'. La rueda libre 62 es conmutable entre una toma de fuerza rígida y una acción de rueda libre. Por consiguiente, en la primera posición (toma de fuerza rígida), el movimiento de oscilación del árbol 60 se transmite directamente al árbol de accionamiento 66. Este modo de operación posibilita la creación del primer tramo de agujero 42 con el movimiento giratorio oscilante de vaivén. Si a continuación debe producirse el segundo tramo de agujero 44, se conmuta la rueda libre 62, de modo que el movimiento de oscilación del árbol 60 se transforma en impulsos de giro con un sentido preferencial de giro (giro a la derecha o giro a la izquierda). Así, el segundo tramo de agujero puede producirse en forma particularmente sencilla con ayuda del accionamiento de oscilación 50.

Con respecto a la fabricación del accionamiento de oscilación 50 se remite en detalle a la WO 95/17991 A2, cuya publicación está incluida completamente por referencia. Sin embargo, por modificación con respecto a la fabricación conocida, la rueda libre 62 está conformada reversiblemente, como se menciona precedentemente.

Se entiende que, en lugar de un accionamiento conmutable de oscilación, también podría utilizarse meramente un accionamiento de oscilación sencillo que solamente produzca un movimiento de oscilación de vaivén de la herramienta. El segundo tramo de agujero podría producirse entonces por ejemplo, por giro gradual de la máquina con accionamiento de oscilación en marcha.

Claims (20)

1. Herramienta para la realización de agujeros con una forma que difiere de un cilindro, con un vástago (12) que presenta un primer extremo (14) y un segundo extremo (16), estando conformado el primer extremo (14) para la sujeción en un accionamiento de oscilación y estando prevista en el segundo extremo (16) una cabeza cortante (13) con al menos dos partes saledizas (22, 24, 26), que resaltan en dirección radial con respecto al vástago (12), que están provistas de medios cortantes, caracterizada porque la cabeza cortante (13) presenta superficies, que están opuestas al vástago (12), que están provistas de medios cortantes.

2. Herramienta según la reivindicación 1, caracterizada porque la cabeza cortante (13) presenta al menos tres partes saledizas (22, 24, 26) que preferentemente están dispuestas una con respecto a otra a iguales distancias angulares, estando conformadas concavidades (28, 30, 32) entre partes saledizas (22, 24, 26) colindantes.

3. Herramienta, según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque en al menos una parte salediza (22, 24, 26) están previstos medios cortantes abrasivos y/o dientes cortantes.

4. Herramienta, según las reivindicaciones 1, 2 ó 3, caracterizada porque en al menos una superficie frontal (47) de una parte salediza (22, 24, 26) están previstos medios cortantes abrasivos y/o dientes cortantes.

5. Herramienta, según las reivindicaciones 3 ó 4, caracterizada porque los medios cortantes comprenden medios cortantes por diamante, medios cortantes por carburo de boro, medios cortantes por corindón o similares.

6. Herramienta, según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque al menos una superficie exterior (34, 36, 38) de una parte salediza (22, 24, 26) está conformada aproximadamente en forma de arco de círculo.

7. Herramienta, según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por una pieza añadida de perforación (48).

8. Herramienta, según la reivindicación 7, caracterizada porque la pieza añadida de perforación (48) está alineada con una eje longitudinal (18) del vástago (12).

9. Herramienta, según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque al menos los medios cortantes o la pieza añadida de perforación (48) están conformados para taladrado en roca o para el taladrado en madera.

10. Kit para producir un agujero (40), que comprende una herramienta (10) según una de las reivindicaciones precedentes y al menos una broca.

11. Máquina herramienta con un dispositivo de oscilación (58), mediante el cual un árbol de accionamiento (66) es accionable en forma oscilante de vaivén alrededor de su eje longitudinal, caracterizada por una herramienta (10, 10') según una de las reivindicaciones 1 hasta 9.

12. Máquina herramienta, según la reivindicación 11, caracterizada por medios para la conversión del movimiento oscilante en impulsos de giro.

13. Máquina herramienta, según una de las reivindicaciones 11 ó 12, caracterizada porque el dispositivo de oscilación es conmutable entre una oscilación de vaivén alrededor de un eje longitudinal del eje de accionamiento (66) y una oscilación con impulsos de giro en un sentido preferencial de giro.

14. Máquina herramienta, según la reivindicación 13, caracterizada porque el eje de accionamiento (60) del dispositivo de oscilación (58) realiza un movimiento giratorio intermitente y es acoplable a un acoplamiento de marcha libre (62) para la producción de una oscilación con impulsos de giro.

15. Proceso para producir un agujero (40) con el siguiente paso:

(a) Producción de un primer tramo de agujero (42) mediante una herramienta (10, 10') accionada en forma oscilante, presentando el primer tramo de agujero (42) una forma que difiere de un cilindro y presenta al menos una parte salediza que resalta de la superficie de la pared del primer tramo de agujero (42) hacia el centro del agujero.

16. Proceso, según la reivindicación 15, en el cual, después de alcanzada una profundidad deseada de agujero, se realiza el siguiente segundo paso:

(b) giro al menos parcial de la herramienta (10, 10') alrededor de su eje longitudinal (18) para producir un segundo tramo de agujero (44) que presenta una sección más grande que el primer tramo de agujero (42).

17. Proceso, según la reivindicación 16, en el que en el paso (b) la herramienta (10, 10') se gira a mano o se la acciona en forma intermitente con un sentido preferencial de giro.

18. Proceso, según las reivindicaciones 16 ó 17, en el que antes del paso (a) se produce primeramente un agujero previo.

19. Proceso, según las reivindicaciones 15 ó 16, en el que durante el paso (a) se produce un agujero previo.

20. Proceso, según una de las reivindicaciones 15 hasta 19, en el que se utiliza una herramienta (10, 10') según una de las reivindicaciones 1 hasta 9 ó un kit según la reivindicación 10, para producir el agujero (40).