Un punzón de centro automático es una herramienta manual que se utiliza para producir un hoyuelo en una pieza de trabajo (por ejemplo, una pieza de metal). Realiza la misma función que un punzón central ordinario pero sin la necesidad de un martillo . Cuando se presiona contra la pieza de trabajo, almacena energía en un resorte, y finalmente la libera como un impulso que impulsa el punzón, produciendo el hoyuelo. El impulso proporcionado hasta la punta del punzón es bastante repetible, lo que permite realizar impresiones uniformes.
Historia
El historial de patentes de perforadoras automáticas indica dos objetivos principales para el desarrollo de la herramienta: repetibilidad del impacto y conveniencia de operación. Otras propiedades deseables incluyen bajo retroceso cuando se activa, facilidad de ajuste y confiabilidad.
Se han desarrollado varios diseños de punzones centrales automáticos desde finales del siglo XIX como mejoras sobre los punzones que requieren el uso de una herramienta de golpe. Los primeros tipos no eran completamente automáticos, utilizando un peso cautivo levantado por el usuario o un resorte y un peso tirado por el usuario para proporcionar el impulso de golpe. Se han emitido varias patentes para estos diseños y continúan siendo referenciadas en las patentes hasta el siglo XXI. [1] [2] [3] [4] [5] También hay varios ejemplos de combinaciones de martillo y punzón para uso con una sola mano, pero que se basan en el modelo de un martillo convencional que golpea una herramienta de punzón separada. [6]
Las primeras patentes estadounidenses para el punzón central automático moderno fueron presentadas durante 1904 por Hartley y Stryhal para diseños que usaban un pestillo de resorte de hoja para liberar el martillo, [7] [8] ambas asignadas a Brown y Sharpe. En 1905, Seitz patentó un punzón accionado manualmente que tiene muchos de los elementos estructurales internos de algunos modelos posteriores completamente automáticos, [9] y Spalding obtuvo una patente en 1908 sobre una solicitud presentada en 1904 para un diseño diferente de ballesta totalmente controlada. Punzón automático que incluía un fácil ajuste de golpe y puntas intercambiables con rosca. [10]
Adell y Baltzer, de L. S Starrett Co., patentaron un diseño con carcasas concéntricas y pasadores en ranuras de leva como mecanismo de activación, [11] y Adell y Starrett recibieron una patente en 1907 por un diseño que usaba un bloque deslizante accionado por un taladro en el cuerpo para retener el martillo. [12]
Algunas de las modificaciones introducidas en la patente de Seiler de 1923 [13] vieron una fabricación sustancial en los Estados Unidos, y esta patente ha sido referenciada por otras patentes en el siglo XXI. Este diseño utiliza un bloque deslizante similar en concepto a la patente de Adell y Starrett, pero con un resorte helicoidal para devolver el bloque deslizante en lugar de un resorte de hoja, pero un esquema más complicado para deslizar el bloque para liberar el martillo.
La patente Sweet de 1942 [14] es la primera descripción del tipo de gatillo más fabricado a finales del siglo XX, que utiliza un pasador intermedio inclinado para retener el martillo hasta que se comprime el resorte principal. Este diseño es referenciado por un gran número de otras patentes, y fue la base de la patente de Frey de 1965, [15] que tenía la intención de mejorar la confiabilidad del restablecimiento del dispositivo. Este diseño también ha sido objeto de una fabricación sustancial.
Hay una variedad de otros mecanismos utilizados, de diversa complejidad y confiabilidad, algunos de los cuales han sido patentados o han solicitado una patente en el siglo XXI. [dieciséis]
Los diseños modernos de mejor calidad tienden a seguir la patente de Sweet [17] [18] o la patente de Frey, [19] aunque algunos se basan en el diseño de Adell y Starrett. [20]
También existen y se han utilizado una variedad de otros mecanismos, incluidos los basados en levas, los rodamientos de bolas atrapados en un collar deslizante y los mecanismos bidireccionales que aceptan accesorios de tracción.
Aplicaciones
El mecanismo de punzón central automático se ha utilizado para una amplia variedad de otras aplicaciones. Éstas incluyen
- Marcar e iniciar un orificio para perforar sin que la broca "camine" fuera de alineación
- Juegos de sellos de letras
- Herramientas para romper cristales utilizadas en trabajos de rescate y una herramienta común para un ladrón de autos.
- Herramienta de impacto para ensayos de dureza [21]
- Prensas de clavijas para montaje electrónico [22] [23]
En muchas aplicaciones, como las pruebas de dureza, el mecanismo no tiene un ajuste para la fuerza del impulso y puede requerir verificaciones de calibración periódicas.
Elementos comunes
Todos los diseños tienen varios elementos en común:
- Un manantial para almacenar energía
- Una masa para proporcionar el impulso (un martillo)
- Un mecanismo de liberación que libera la energía almacenada en un punto constante en el viaje del cuerpo.
- Una disposición para restablecer el dispositivo después de la activación.
Mecanismo y funcionamiento típicos
El mecanismo más común se basa en la patente Sweet. Dentro del cuerpo del punzón, hay tres partes móviles principales dispuestas en línea:
- El puñetazo
- La varilla intermedia (vaso)
- El martillo (masa del martillo)
La masa del martillo se carga por resorte desde la parte posterior del punzón mediante un resorte grande . (La compresión de la precarga del resorte generalmente se puede ajustar aflojando o apretando la tapa del extremo en la parte más posterior del punzón, para disminuir o aumentar la fuerza del punzón). Un agujero tapado perforado en la parte delantera central de la masa del martillo. frente a la secadora actúa como un receptor de la varilla y como un yunque para la acción del golpe.
El vaso proporciona la automatización. Cuando se reinicia, se hace una provisión tal que la varilla del tambor se amartilla ligeramente, de modo que su posición de reposo esté sesgada y la punta entre en contacto con la masa del martillo en la cara del martillo ligeramente desplazada con respecto al orificio. Esto se hace comúnmente usando un extremo doblado especial en el resorte del tambor [17] o usando una cara que no esté plana en el extremo inferior del pasador o en la parte superior del punzón. [18] Se apoya en la masa del martillo y la empuja hacia atrás contra su resorte mientras se presiona el punzón, almacenando energía en el resorte del martillo.
A medida que el punzón se presiona más contra la pieza de trabajo, el tambor retrocede hasta el punto en el que su sección media ahusada comienza a hacer contacto con la superficie del orificio guía en el cuerpo del punzón. A medida que continúa hacia atrás, se empuja para alinearlo con el eje central de la herramienta. Cuando la punta de la secadora está casi centrada, se desliza dentro del orificio receptor en la masa del martillo y suelta el martillo. Luego, se permite que la masa del martillo se mueva hacia adelante, impulsada por el resorte trasero. Debido a que el agujero en la masa del martillo no atraviesa la masa y es menos profundo que la sección final del tambor, la punta del tambor llega hasta el fondo del agujero del martillo y el impulso de la masa del martillo se transmite a través del tambor, a través del punzón y a la pieza de trabajo.
Otros mecanismos comunes
Adell y Starrett
El mecanismo de Adell y Starrett utiliza un bloque deslizante transversalmente a través del martillo en lugar de un pasador intermedio. El martillo tiene un agujero en su centro en el que se asienta la parte superior del punzón y mantiene centrada la parte superior del punzón. El bloque deslizante tiene un orificio que, cuando se reinicia, está desalineado con el orificio a través del martillo. Cuando se presiona el cuerpo hasta el punto de disparo, una forma cónica en el cuerpo empuja el bloque hacia los lados hasta que el orificio en el bloque se alinea con el orificio a través del martillo, y el martillo se suelta para golpear el punzón.
Este mecanismo se utiliza en golpes de trabajo pesado ya que es menos probable que se atasque al reiniciar que el mecanismo Sweet, no tiende a desgastar el interior del cuerpo tanto como el mecanismo Sweet y, debido a que el extremo del martillo puede ser utilizado para proporcionar impacto en un área más grande de la punta del punzón, reduce la tensión en el material. Las principales desventajas son que hay más piezas que en el diseño Sweet y que tanto el martillo como el bloque requieren una fabricación diferente a la de un torno.
Frey (1963)
El mecanismo Frey utiliza una bola de acero y un extremo fuera de plano para el pasador intermedio para forzar al pasador intermedio a amartillarse en el reinicio. Esto significa que el resorte intermedio no necesita un extremo especial, pero las altas tensiones en el contacto con la bola de acero pueden provocar que el extremo del pasador intermedio o la parte superior del punzón salga por la bola.
Referencias
- ^ Geisenhoner US833712
- ^ Ainsworth US913677
- ^ Williams US1458961
- ^ Berninger US2602360
- ^ Hager US2455577
- ^ Komatar US1341373
- ^ Hartley US783749
- ^ Hartley US781947
- ^ Seitz US797824
- ^ Spalding US889409
- ^ Adell y Baltzer US789520
- ^ Adell y Starrett US843655
- ^ Seiler US1572046
- ^ Dulce US2384707
- ^ Frey US3172204
- ^ Utz US2004 / 0154171
- ^ a b Manual general 70079 Center Punch recuperado 2013aug8 Archivado el 6 de abril de 2013, en Wayback Machine
- ^ a b Manual del General 87 Center Punch recuperado el 8 de agosto de 2013 Archivado el 6 de abril de 2013 en la Wayback Machine.
- ↑ General 77 Center Punch manual obtenido en 2013aug8 Archivado el 6 de abril de 2013 en Wayback Machine.
- ↑ General 78 Center Punch manual recuperado 2013aug8 Archivado el 6 de abril de 2013 en Wayback Machine.
- ^ Probador de dureza PTC316 recuperado 2013aug8
- ^ Oeste US3177952
- ^ Morgan US4577400