Aparato de trabajo con embrague de embalamiento.

Aparato de trabajo para generar un movimiento de trabajo de percusión o de apisonado,

que comprende

- un accionamiento (1);

- un elemento de accionamiento (6) accionable por el accionamiento (1) y dispuesto con movilidad axial;

- un elemento de movimiento dispuesto con movilidad axial y acoplado con el elemento de accionamiento (6, 6a, 6b)a través de un sistema de acoplamiento y que está configurado como un pistón de percusión (8, 8a) o como unpistón de apisonado (15); y

- un embrague de embalamiento (3) dispuesto en el accionamiento (1) o en un flujo del par entre el accionamiento(1) y el elemento de accionamiento (6, 6a, 6b);

caracterizado porque

- el embrague de embalamiento (3) se encuentra en un estado de bloqueo cuando el accionamiento (1) presenta unmovimiento más rápido o un movimiento igual de rápido que el del elemento de accionamiento (6, 6a, 6b), y en unestado de marcha libre cuando el accionamiento (1) presenta un movimiento más lento que el del elemento deaccionamiento (6, 6a, 6b); y

- el embrague de embalamiento cierra el flujo del par entre el accionamiento (1) y el elemento de accionamiento (6a,6a, 6b) en el estado de bloqueo y lo interrumpe en el estado de marcha libre.

Aparato de trabajo con embrague de embalamiento.

La invención concierne a un aparato de trabajo según el preámbulo de la reivindicación 1 para generar un movimiento de trabajo de percusión o de apisonado, que puede emplearse, por ejemplo, en un martillo percutor, perforador o rompedor o en un apisonador para la compactación de suelos.

Se conocen en general aparatos de trabajo para generar un movimiento de trabajo de percusión o de apisonado, en los que se transmite un par de impulsión de un accionamiento desde un elemento de accionamiento hasta un elemento de movimiento acoplado con el elemento de accionamiento, concretamente hasta un pistón de percusión o de apisonado. Por ejemplo, los mecanismos de percusión que se emplean en martillos percutores, perforadores y/o rompedores pueden hacerse funcionar según este principio.

En un mecanismo de percusión de esta clase se emplea como elemento de accionamiento un pistón de accionamiento que puede ser puesto en movimiento axial oscilante por un accionamiento adecuado, por ejemplo una transmisión de manivela acoplada con un motor eléctrico. Este movimiento axial oscilante puede transmitirse a una herramienta tal como, por ejemplo, un trépano. Para no exponer el accionamiento a cargas demasiado grandes y, por tanto, generadoras de desgaste y conseguir una acción de percusión mejorada en la herramienta se puede disponer entre la transmisión de manivela y el alojamiento de la herramienta un elemento de movimiento tal como, por ejemplo, un pistón de percusión y se puede acoplar éste con el pistón de accionamiento a través de un sistema elástico. Es conocido, por ejemplo, el empleo de mecanismos de percusión con muelle neumático de un lado o de dos lados.

En principio, los mecanismos de percusión con muelle neumático se diferencian por la configuración y disposición de un pistón de accionamiento y un pistón de percusión. Por consiguiente, se conocen cuatro variantes de mecanismos de percusión con muelle neumático:

- mecanismos de percusión de un solo lado con pistones de accionamiento y de percusión del mismo diámetro guiados en una carcasa del mecanismo de percusión;

- mecanismos de percusión de un solo lado con pistón de accionamiento hueco abierto en un lado y pistón de percusión guiado en el mismo;

- mecanismos de percusión de un solo lado con pistón de percusión hueco abierto en un lado y pistón de accionamiento guiado en el mismo; y

-mecanismos de percusión de dos lados con pistón de accionamiento hueco que abraza al pistón de percusión.

El pistón de accionamiento y el pistón de percusión pueden estar sellados en estas disposiciones uno con respecto a otro y también, según la variante, con respecto a la carcasa del mecanismo de percusión por medio de juntas de rendija o bien otras juntas, con lo que, a altas velocidades relativas entre el pistón de accionamiento y el pistón de percusión, se pueden formar muelles neumáticos por medio del volumen de aire confinado.

En lo que sigue se describe el funcionamiento de un mecanismo de percusión convencional con ayuda de un ciclo de percusión.

El pistón de accionamiento, es decir, el elemento de accionamiento, puede ponerse en movimiento axial oscilante, por ejemplo siguiendo aproximadamente una función sinusoidal, a través de la transmisión de manivela, pudiendo designarse como punto muerto superior la posición extrema del pistón de accionamiento que está vuelta hacia la transmisión de manivela, y pudiendo designarse como punto muerto inferior la posición extrema que está alejada de la transmisión de manivela.

Si se mueve el pistón de accionamiento desde la dirección del punto muerto superior en dirección al punto muerto inferior y al pistón de percusión, es decir, en dirección al elemento de movimiento, se forma un muelle neumático al menos entre una superficie frontal del pistón de percusión y el pistón de accionamiento por medio del volumen de aire confinado. Así, el movimiento del pistón de accionamiento en dirección al punto muerto inferior genera, a consecuencia de la inercia del pistón de percusión, una sobrepresión del volumen neumático confinado, por efecto de la cual el pistón de percusión experimenta un empuje en la dirección del movimiento del pistón de accionamiento. Puede estar previsto aquí un dispositivo de impacto con una herramienta dispuesta en el mismo, el cual puede estar formado por un extremo de la herramienta o por una buterola. Debido al empuje, el pistón de percusión solicita al dispositivo de impacto, transmite entonces un impulso a la herramienta y a continuación rebota hacia atrás. El retroceso depende de la energía del impacto, la geometría de las partes implicadas en la percusión, el material del cuerpo de choque y el grado de dureza de la pieza de trabajo mecanizada. El retroceso es especialmente grande cuando la herramienta se atasca en la pieza de trabajo. Debido al retroceso se pone el pistón de percusión en movimiento en dirección al pistón de accionamiento y alejándose del dispositivo de impacto.

La dirección de movimiento del pistón de accionamiento unido con la transmisión de manivela se invierte tan pronto como el pistón de accionamiento alcance el punto muerto inferior. Cuando el movimiento del pistón de accionamiento que se mueve ahora en dirección a la transmisión de manivela es más rápido que el del pistón de percusión, se originan, debido al movimiento relativo de los dos pistones, una depresión en el volumen de aire confinado y, por tanto, un muelle neumático que ejerce una acción de aspiración sobre el pistón de percusión y refuerza su movimiento de retroceso.

Después de alcanzar el punto muerto superior el pistón de accionamiento (elemento de accionamiento) es movido de nuevo por la transmisión de manivela en dirección contraria, frena con ello el pistón de percusión (elemento de movimiento) , sometido todavía al movimiento de retroceso, por la acción del muelle neumático que se encuentra ahora en compresión entre los pistones, y acelera entonces nuevamente dicho pistón de percusión en dirección al dispositivo de impacto, con lo que se prepara el golpe siguiente.

En un mecanismo de percusión de la clase de construcción conocida anteriormente descrita el retroceso de la herramienta hacia el pistón de percusión puede influir desventajosamente en el movimiento relativo entre el pistón de accionamiento y el pistón de percusión. Así, en caso de un fuerte retroceso que se origine, por ejemplo, debido a un suelo duro, una pieza de trabajo dura, una herramienta atascada o un fuerte golpe previo, el pistón de percusión puede ser impulsado hacia atrás con alta energía cinética.

En un mecanismo de percusión con muelle neumático esto puede dar lugar a que en el muelle neumático se establezca ya una presión entre el pistón de percusión (elemento de movimiento) y el pistón de accionamiento (elemento de accionamiento) , aun cuando el pistón de accionamiento esté todavía en camino en dirección al punto muerto superior. El pistón de percusión es frenado por esta presión y pierde energía cinética, y en el caso extremo puede incluso variar su dirección de movimiento. Cuando el pistón de accionamiento se mueve después hacia el pistón de percusión, se ha decelerado ya el movimiento del pistón de percusión y ya no se tensa suficientemente el muelle neumático, con lo que el pistón de accionamiento puede transmitir solamente un pequeño empuje al pistón de percusión. Asimismo, es posible que, debido al retroceso, se tense el muelle neumático en un instante en el que el pistón de accionamiento se mueve ya ciertamente en dirección al pistón de percusión, pero en el que se encuentra todavía en las proximidades del punto muerto superior, con lo que dicho pistón de accionamiento presenta una pequeña velocidad. En este caso, se pretensa también menos fuertemente el muelle neumático que cuando el pistón de percusión y el pistón de accionamiento tienden uno hacia otro en un movimiento contrapuesto con alta velocidad relativa. Además, el pistón de accionamiento tiene entonces una velocidad demasiado pequeña en el instante de la máxima compresión del muelle neumático. En consecuencia, el golpe siguiente resulta ser correspondientemente débil.

Se pueden presentar también efectos semejantes en otros aparatos de trabajo en los que el par de impulsión es transmitido desde un respectivo elemento de accionamiento hasta un respectivo elemento de movimiento acoplado con el mismo y, por tanto, estos efectos pueden debilitar una capacidad de trabajo o una acción física del aparato de trabajo.

En el documento FR 2 493 208 A1, que revela un aparato de trabajo en consonancia con... [Seguir leyendo]

1. Aparato de trabajo para generar un movimiento de trabajo de percusión o de apisonado, que comprende

- un accionamiento (1) ; -un elemento de accionamiento (6) accionable por el accionamiento (1) y dispuesto con movilidad axial;

- un elemento de movimiento dispuesto con movilidad axial y acoplado con el elemento de accionamiento (6, 6a, 6b) a través de un sistema de acoplamiento y que está configurado como un pistón de percusión (8, 8a) o como un pistón de apisonado (15) ; y

- un embrague de embalamiento (3) dispuesto en el accionamiento (1) o en un flujo del par entre el accionamiento

(1) y el elemento de accionamiento (6, 6a, 6b) ;

caracterizado porque

-el embrague de embalamiento (3) se encuentra en un estado de bloqueo cuando el accionamiento (1) presenta un movimiento más rápido o un movimiento igual de rápido que el del elemento de accionamiento (6, 6a, 6b) , y en un estado de marcha libre cuando el accionamiento (1) presenta un movimiento más lento que el del elemento de accionamiento (6, 6a, 6b) ; y

- el embrague de embalamiento cierra el flujo del par entre el accionamiento (1) y el elemento de accionamiento (6a, 6a, 6b) en el estado de bloqueo y lo interrumpe en el estado de marcha libre.

2. Aparato de trabajo según la reivindicación 1, caracterizado porque

- el accionamiento (1) es un accionamiento de giro (1) ; y

- está previsto un sistema de conversión de movimiento de giro (4, 5) dispuesto en el flujo del par entre el accionamiento de giro (1) y el elemento de accionamiento (6, 6a, 6b) y destinado a convertir un movimiento de giro del accionamiento de giro (1) en un movimiento de traslación oscilante del elemento de accionamiento (6, 6a, 6b) .

3. Aparato de trabajo según la reivindicación 2, caracterizado porque

- el embrague de embalamiento (3) está dispuesto en el flujo del par entre el accionamiento de giro (1) y el sistema de conversión de movimiento de giro (4, 5) .

4. Aparato de trabajo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está dispuesto entre el elemento de accionamiento (6, 6a, 6b) y el elemento de movimiento (8, 8a, 15) un sistema elástico (11) que sirve de sistema de acoplamiento.

5. Aparato de trabajo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el embrague de embalamiento (3) está formado por una rueda libre (3) .

6. Aparato de trabajo según la reivindicación 5, caracterizado porque la rueda libre (3) está formada por una rueda libre de cuerpos de apriete, una rueda libre de rodillos de apriete, una rueda libre de trinquete y/o una rueda libre dentada.

7. Aparato de trabajo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque

-el embrague de embalamiento (3) está dispuesto en el accionamiento (1) ; y

-el accionamiento (1) puede ser activado de tal manera que éste no pueda ser hecho funcionar como generador en un estado de funcionamiento en el que un árbol de impulsión del accionamiento (1) es accionado a rotación desde fuera.

8. Aparato de trabajo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el elemento de movimiento (8, 8a) es un pistón de percusión (8, 8a) .

9. Aparato de trabajo según la reivindicación 8, caracterizado porque el sistema elástico (11) está formado por al menos un muelle neumático (11, 11a, 11b) que se forma al producirse un movimiento relativo del elemento de accionamiento (6, 6a) y del pistón de percusión (8, 8a) .

10. Aparato de trabajo según la reivindicación 9, caracterizado porque está previsto un dispositivo de impacto solicitable con el pistón de percusión (8, 8a) .

11. Aparato de trabajo según la reivindicación 10, caracterizado porque está dispuesta una herramienta (10) en el

dispositivo de impacto.

12. Aparato de trabajo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el elemento de movimiento está formado por un pistón de apisonado (15) .

13. Aparato de trabajo según la reivindicación 12, caracterizado porque el sistema elástico está formado por un muelle helicoidal (17a, 17b) , un muelle de compresión de gas y/o un muelle de elastómero.

14. Aparato de trabajo según la reivindicación 13, caracterizado porque el pistón de apisonado (15) presenta una cavidad en la que está dispuesto el muelle helicoidal (17a, 17b) y éste está acoplado con el elemento de accionamiento (6, 6a, 6b) .