MECANISMO DE IMPACTO PARA UNA LLAVE DE IMPACTO.

Un mecanismo (12) de impacto para una llave de impacto (1), comprendiendo dicho mecanismo (12) de impacto:

- un yunque (8) giratorio alrededor de un eje (R) de rotación y provisto de una porción media (13), al menos una porción (14) de tope que sobresale radialmente de la misma, que forma al menos una superficie (15) de tope,

- un martillo (4) giratorio alrededor del eje (R) de rotación y provisto de al menos una superficie (16) de impacto,

en el que el martillo (4) es apropiado para trasmitir pulsos giratorios al yunque (8) por medio de la superficie (16) de impacto que golpea la superficie (15) de tope,

en el que el yunque (8) comprende una primera área (17) de conexión que conecta la porción (14) de tope con la porción media (13), extendiéndose al menos parcialmente dicha primera área (17) de conexión dentro de la extensión axial de la superficie (15) de tope y la porción media (13),

en el que el yunque (8) comprende una nervadura (18) de refuerzo que está axialmente dispuesta fuera de las superficies (15) de tope, que conecta la porción (14) de tope con la porción media (13) del yunque (8), formando así una segunda área de conexión,

en el que el martillo (4) comprende una porción trasera (22) apropiada para proveer la conexión con un mecanismo de reducción y una porción delantera (24) que forma al menos un atenuador (26) de impacto que forma dicha superficie (16) de impacto,

caracterizado porque dicha porción delantera (24) del martillo (4) tiene una extensión radial o diámetro (D5) mayor que la extensión radial o diámetro (D6) de la porción trasera (22) del martillo (4) y dicha nervadura (18) de refuerzo del yunque (8) tiene un grosor más pequeño que la extensión axial de las superficies (15) de tope con respecto al eje (R) de rotación

Mecanismo de impacto para una llave de impacto.

El objeto de la presente invención es un mecanismo de impacto para una llave de impacto según el preámbulo de la reivindicación 1 y una llave de impacto provista de uno de tales mecanismos de impacto.

Habitualmente las llaves de impacto se usan para apretar o aflojar elementos de sujeción roscados tales como pernos, tuercas y tornillos.

Las llaves de impacto de la técnica anterior comprenden típicamente un árbol de salida, que se apoya de modo giratorio alrededor de un eje de rotación, con un primer extremo de sujeción de la herramienta para conectar una herramienta que engrane y gire el elemento de sujeción y un segundo extremo conectado a un yunque que es apropiado para engranar giratoriamente, íntegramente un martillo, así como para recibir golpes giratorios del mismo.

El martillo puede accionarse para girar alrededor del eje de rotación y es apropiado para engranar el yunque y trasmitir dichos golpes en el yunque de tal manera que se obliga al conjunto de yunque y árbol de salida a girar alrededor del eje de rotación.

Se proveen medios de accionamiento, por ejemplo, un motor eléctrico o encendido por chispa que interactúa con un mecanismo de reducción para producir un movimiento giratorio y un par de torsión correspondiente para hacer girar el martillo. Los medios de accionamiento están conectados al martillo por medio de un mecanismo de desengranaje que está interpuesto entre éstos que, cuando se sobrepasa un momento de resistencia máximo, es apropiado para desengranar temporalmente el martillo del yunque, separándolos uno del otro, de tal manera que los medios de accionamiento puedan girar y acelerar el martillo para acumular el momento de la cantidad de movimiento giratorio que se necesita para un golpe giratorio posterior contra el yunque.

Habitualmente, los medios de accionamiento y el mecanismo de impacto son apropiados para girar el árbol de salida en ambas direcciones de tal manera que los elementos de sujeción roscados se pueden o bien apretar o bien aflojar.

El par de apriete que se puede aplicar en realidad en el elemento de sujeción depende por una parte de las dimensiones de los medios de accionamiento, a saber la energía del motor, y por otra parte de la eficacia de la transmisión del par de torsión desde el motor al árbol de salida.

Cuando se sobrepasa el momento de resistencia máxima y el mecanismo de desengranaje comienza la operación pulsada, la eficacia de la transmisión del par de torsión al árbol de salida depende de la eficacia del martillo a la hora de trasmitir pulsos de torsión al yunque.

Varias aplicaciones de las llaves de impacto, tales como apretar o aflojar los tornillos de sujeción utilizados para la colocación, sustitución o mantenimiento de raíles pueden necesitar pares y pulsos de torsión muy altos.

Con el fin de obtener pares de apriete y pulsos de torsión altos, es necesario tener un motor con una energía suficientemente alta por una parte y un mecanismo de impacto apropiado para producir este par de torsión alto por medio de golpes de torsión por otra parte.

Además, existen restricciones de diseño difíciles de superar, particularmente en el ámbito de los raíles, que necesitan pares de apriete altos, de pequeño tamaño y una durabilidad del equipo en términos de ciclos de atornillado y desatornillado.

Como resultado de la experiencia en las últimas décadas y de un continuo esfuerzo para superar dichas restricciones de diseño, actualmente solo se considera satisfactoria una única solución de mecanismo de impacto y, por consiguiente, se utiliza en todo el mundo en las aplicaciones más exigentes en el ámbito de los raíles.

Esta solución conocida provee un yunque que tiene una porción media con dos brazos de anchura constante que sobresalen de la misma. Cada brazo tiene dos superficies de tope, que son apropiadas para recibir, de un martillo, los golpes a través de los que se transmite el par de apriete o desatornillado. Para evitar que el yunque pueda irrumpir prematuramente en el área de transmisión entre los brazos y la porción media, siempre se ha intentado obtener un área de sección alta en esta área de los brazos y reducir la extensión radial de los brazos, con el fin de reducir tanto el valor absoluto de las tensiones como el momento de doblado en esta área de transición o conexión entre los brazos y la porción media. El resultado de estas experiencias pasadas consiste en la forma del yunque conocida, tal y como se ilustra en la Fig. 1.

Como consecuencia de la forma del yunque, el martillo conocido (Fig. 2) tiene dos porciones de impacto que sobresalen axialmente de un cuerpo cilíndrico. Las dos porciones de impacto están dispuestas de una manera radialmente opuesta y tiene una distancia radial que se corresponde con la que hay entre los dos brazos del yunque.

Cada porción de impacto forma dos superficies de impacto que reposan en planos paralelos con respecto a los ejes de rotación del mecanismo de impacto y separados de este eje de rotación por aproximadamente la mitad de la anchura de los brazos del yunque.

Con la misma masa y vida útil, el mecanismo de impacto conocido permite transmitir un cierto valor máximo de momento de rotación o pulsos por medio de golpes.

Este valor umbral no es, sin embargo, suficiente para ciertos trabajos, tales como desatornillar pernos oxidados en juntas de raíles.

Con los mecanismos de impacto conocidos, un aumento en el par de apriete, como por la utilización de un motor más potente, implica la existencia de una rotura por fatiga (tanto en el martillo como en el yunque) que reduce la vida útil de la llave de impacto. El único modo actualmente conocido para aumentar la vida útil de la llave de impacto consiste en proporcionar mayores dimensiones a todo el mecanismo de impacto.

Sin embargo, este aumento de las dimensiones tendría como resultado un aumento del peso que haría a la llave de impacto muy incómoda de utilizar con las manos. Además, un agrandamiento adicional del mecanismo de impacto conllevaría un aumento excesivo, y por lo tanto no deseado, de la inercia giratoria del martillo y del yunque, lo que resulta difícil de controlar por ejemplo en términos de vibraciones. El documento US5992538A describe un mecanismo según el preámbulo de la reivindicación 1.

Por consiguiente, el objeto de la presente invención consiste en proveer un mecanismo de impacto para una llave de impacto que tiene tales características como para generar un par de apriete mejor con el mismo peso y vida útil.

Estos y otros objetos se logran por medio de un mecanismo de impacto que comprende los aspectos de la reivindicación 1.

Con el fin de comprender mejor la invención y apreciar las ventajas de la misma, a continuación se describen en la presente modos de realización a título de ejemplos no limitativos de la misma, con referencia a los dibujos anejos en los que:

la Fig. 1 es una vista frontal de un yunque de mecanismo de impacto según la técnica anterior;

la Fig. 2 es una vista frontal de un martillo de mecanismo de impacto según la técnica anterior;

la Fig. 3 es una vista de sección parcial de una llave de impacto provista de un mecanismo de impacto según un modo de realización de la invención;

la Fig. 4 es una vista en perspectiva de un martillo del mecanismo de impacto según un modo de realización de la invención;

la Fig. 5 es una vista en perspectiva de un yunque del mecanismo de impacto según un modo de realización de la invención;

la Fig. 6 es una vista frontal del yunque de la Fig. 5;

la Fig. 7 es una vista de sección longitudinal del yunque de la Fig. 5;

la Fig. 8 es una vista frontal del martillo de la Fig. 4;

la Fig. 9 es una vista de sección longitudinal del martillo de la Fig. 4;

En referencia a la Fig. 3, se indica generalmente una llave de impacto con el número 1. La llave de impacto 1 comprende medios de accionamiento, tales como un motor 2 encendido por chispa, eléctrico o neumático, que interactúan con un mecanismo 3 de reducción de tal manera que se produce un movimiento giratorio y un par de torsión correspondiente para girar un martillo 4 alrededor de un eje R de rotación.

Un árbol 5 de salida soportado de manera giratoria alrededor del eje R de rotación comprende un primer extremo 6 de sujeción de la herramienta...

1. Un mecanismo (12) de impacto para una llave de impacto (1), comprendiendo dicho mecanismo (12) de impacto:

en el que el martillo (4) es apropiado para trasmitir pulsos giratorios al yunque (8) por medio de la superficie (16) de impacto que golpea la superficie (15) de tope,

en el que el yunque (8) comprende una primera área (17) de conexión que conecta la porción (14) de tope con la porción media (13), extendiéndose al menos parcialmente dicha primera área (17) de conexión dentro de la extensión axial de la superficie (15) de tope y la porción media (13),

en el que el yunque (8) comprende una nervadura (18) de refuerzo que está axialmente dispuesta fuera de las superficies (15) de tope, que conecta la porción (14) de tope con la porción media (13) del yunque (8), formando así una segunda área de conexión,

en el que el martillo (4) comprende una porción trasera (22) apropiada para proveer la conexión con un mecanismo de reducción y una porción delantera (24) que forma al menos un atenuador (26) de impacto que forma dicha superficie (16) de impacto,

caracterizado porque dicha porción delantera (24) del martillo (4) tiene una extensión radial o diámetro (D5) mayor que la extensión radial o diámetro (D6) de la porción trasera (22) del martillo (4) y dicha nervadura (18) de refuerzo del yunque (8) tiene un grosor más pequeño que la extensión axial de las superficies (15) de tope con respecto al eje (R) de rotación.

2. El mecanismo (12) de impacto según la reivindicación 1, en el que el yunque (8) comprende dos porciones (14) de tope que están dispuestas radialmente opuestas con respecto al eje (R) de rotación.

3. El mecanismo (12) de impacto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la nervadura (18) de refuerzo tiene una extensión circunferencial mayor, con respecto al eje (R) de rotación, que la extensión angular (a) de la porción (14) de tope o porciones (14) de tope.

4. El mecanismo (12) de impacto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la nervadura (18) de refuerzo se extiende sustancialmente hacia el extremo radialmente exterior de la porción (14) de tope o porciones (14) de tope.

5. El mecanismo (12) de impacto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que, en las áreas alejadas de las porciones (14) de tope, la extensión radial de la nervadura (18) de refuerzo es más pequeña que su extensión radial en las áreas cercanas a las porciones (14) de tope.

6. El mecanismo (12) de impacto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la nervadura (18) de refuerzo es sustancialmente plana y tiene forma de placa.

7. El mecanismo (12) de impacto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la nervadura (18) de refuerzo yace en un plano perpendicular con respecto al eje (R) de rotación.

8. El mecanismo (12) de impacto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la nervadura (18) de refuerzo es aproximadamente ovalada.

9. El mecanismo (12) de impacto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las superficies (15) de tope son radiales con respecto al eje (R) de rotación.

10. El mecanismo (12) de impacto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cada porción (14) de tope comprende dos superficies (16) de impacto opuestas entre sí, que definen la extensión angular (a) de la porción (14) de tope, con respecto al eje (R) de rotación, en el que la extensión angular (a) es de 20º-40º.

11. El mecanismo (12) de impacto según la reivindicación anterior, en el que la porción (14) de tope tiene una extensión angular (a) de 25º-35º.

12. El mecanismo (12) de impacto según la reivindicación anterior, en el que la porción (14) de tope tiene una extensión angular (a) de 30º.

13. El mecanismo (12) de impacto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el grosor de la nervadura (18) de refuerzo se selecciona del intervalo entre 0,4 y 0,6 veces la extensión axial de las superficies (15) de tope con respecto al eje (R) de rotación.

14. El mecanismo (12) de impacto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el grosor de la nervadura (18) de refuerzo es igual a 0,5 veces la extensión axial de las superficies (15) de tope con respecto al eje (R) de rotación.

15. El mecanismo (12) de impacto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la nervadura (18) de refuerzo tiene un grosor más pequeño que el grosor axial (17) de la primera área (17) de conexión con respecto al eje (R) de rotación.

16. El mecanismo (12) de impacto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la nervadura (18) de refuerzo tiene un área radialmente exterior (19) decreciente o sin peso cerca de la/s parte/s (14) de tope.

17. El mecanismo (12) de impacto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la primera área (17) de conexión tiene sustancialmente el mismo grosor axial que la extensión axial de las superficies (15) de tope.

18. El mecanismo (12) de impacto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la distancia radial (D1) entre el eje (R) de rotación y la/s superficie/s de tope es mayor que la extensión radial (D2) de dicha/s superficie/s (15) de tope.

19. El mecanismo (12) de impacto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la proporción (proporción D1/D2) de la distancia radial (D1) entre el eje (R) de rotación y la/s superficie/s (15) de tope con respecto a la extensión radial (D2) de dicha/s superficie/s (15) de tope se selecciona del intervalo entre 1,67 y 2,5.

20. El mecanismo (12) de impacto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha proporción (proporción D1/D2) es de alrededor de 2,09.

21. El mecanismo (12) de impacto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el martillo (4) comprende dos atenuadores (26) de impacto que están dispuestos radialmente opuestos con respecto al eje (R) de rotación.

22. El mecanismo (12) de impacto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las superficies de tope (16) son radiales con respecto al eje (R) de rotación.

23. El mecanismo (12) de impacto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cada atenuador (26) de impacto comprende dos superficies (16) de impacto opuestas entre sí, definiendo una extensión angular (ß) de 20º-40º del atenuador (26) de impacto con respecto al eje (R) de rotación.

24. El mecanismo (12) de impacto según la reivindicación anterior, en el que el atenuador (26) de impacto tiene una extensión angular (ß) de 25º-35º

25. El mecanismo (12) de impacto según la reivindicación anterior, en el que el atenuador (26) de impacto tiene una extensión angular (ß) de 30º.

26. El mecanismo (12) de impacto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la distancia radial (D3) entre el eje (R) de rotación y la/s superficie/s de tope (16) es mayor que la extensión radial (D4) de dicha/s superficie/s de tope (16).

27. El mecanismo (12) de impacto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la proporción (proporción D3/D4) de la distancia radial (D3) entre el eje (R) de rotación y la/s superficie/s (16) con respecto a la extensión radial (D4) de dicha/s superficie/s (16) se selecciona del intervalo entre 1,67 y 2,5.

28. El mecanismo (12) de impacto según la reivindicación anterior, en el que dicha proporción (proporción D3/D4) es de alrededor de 2,17.

29. El mecanismo (12) de impacto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la porción trasera (22) y la porción delantera (24) están conectadas por medio de una porción de conexión (27) que se ensancha radialmente hacia la porción delantera (24).

30. El mecanismo (12) de impacto según la reivindicación anterior, en el que la porción de conexión (27) tiene una forma general sustancialmente tubular, bien de un cono truncado o bien en forma de campana, aumentando el grosor de la pared de la misma hacia la porción delantera (24).

31. El mecanismo (12) de impacto según la reivindicación 29 ó 30, en el que el grosor de la pared radial máximo de la porción de conexión (27) es sustancialmente igual que la extensión radial (D4) de los atenuadores (26) de impacto.

32. El mecanismo (12) de impacto según una de las reivindicaciones 29 a 31, en el que la porción delantera (24) comprende una placa base (25), sobresaliendo los atenuadores (26) de impacto de la misma en la dirección axial, en el que dicha placa base (25) conecta áreas diametralmente opuestas de la porción delantera (24) endureciendo de este modo esta porción delantera (24) en un plano perpendicular con respecto al eje R de rotación.

33. El mecanismo (12) de impacto según la reivindicación anterior, en el que la placa base (25) tiene la forma de un disco anular.

34. El mecanismo (12) de impacto según la reivindicación 32 ó 33, en el que el grosor axial de la placa base (25) es más pequeño que el grosor de la pared radial de la porción de conexión (27) en la placa base (25).

35. El mecanismo (12) de impacto según una de las reivindicaciones 32 a 34, en el que el grosor axial de la placa base (25) es más pequeño o igual que la extensión axial de las superficies (16) de impacto.

36. El mecanismo (12) de impacto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el martillo (4) comprende una garganta para la atenuación de deformaciones (28) que se extiende en el/los atenuador/es (26) de impacto.

37. Una llave de impacto (1) que comprende un mecanismo (12) de impacto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.