Un punzón central 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 ordinario pero sin necesidad de 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 y produce el hoyuelo. El impulso proporcionado a la punta del punzón es bastante repetible, lo que permite realizar impresiones uniformes.
El historial de patentes de los punzones automáticos indica dos objetivos principales para el desarrollo de la herramienta: la repetibilidad del impacto y la comodidad de funcionamiento. Otras propiedades deseables incluyen bajo retroceso cuando se activa, facilidad de ajuste y confiabilidad.
Desde finales del siglo XIX se han desarrollado varios diseños de punzones centrales automáticos como mejoras a los punzones que requieren el uso de una herramienta de golpe. Los primeros tipos no eran completamente automáticos, utilizaban un peso cautivo levantado por el usuario o un resorte y un peso tirados por el usuario para proporcionar el impulso de golpe. Se han concedido varias patentes para estos diseños y se sigue haciendo referencia a ellos en las patentes hasta el siglo XXI. [1] [2] [3] [4] [5] También hay una serie de ejemplos de combinaciones de martillo y punzón diseñadas para usarse con una sola mano, pero que están modeladas a partir de un martillo convencional que golpea una herramienta de punzón separada. [6]
Las primeras patentes estadounidenses para el punzón central automático moderno fueron presentadas en 1904 por Hartley y Stryhal para diseños que utilizaban un pestillo de ballesta 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 completamente automáticos posteriores, [9] y Spalding recibió una patente en 1908 sobre una solicitud presentada en 1904 para un diseño diferente de ballesta controlada completamente. Punzón automático que incluía fácil ajuste del golpe así como puntas roscadas intercambiables. [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 para un diseño que utilizaba un bloque deslizante accionado por un Orificio en el cuerpo para sujetar el martillo. [12]
Algunas de las modificaciones introducidas en la patente de Seiler de 1923 [13] tuvieron una fabricación sustancial en los Estados Unidos, y otras patentes han hecho referencia a esta patente 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 lámina, 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 sujetar el martillo hasta que se comprime el resorte principal. Este diseño hace referencia a un gran número de otras patentes y fue la base de la patente de Frey de 1965, [15] cuyo objetivo era mejorar la fiabilidad del reinicio del dispositivo. Este diseño también ha sido objeto de una fabricación sustancial.
Se utilizan una variedad de otros mecanismos, de diversa complejidad y confiabilidad, algunos de los cuales han sido patentados o se les ha solicitado 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 existe y se ha utilizado una variedad de otros mecanismos, incluidos rodamientos de bolas basados en levas atrapados en un collar deslizante y mecanismos bidireccionales que requieren accesorios de tracción.
El mecanismo de punzón central automático se ha utilizado para una amplia variedad de otras aplicaciones. Éstas incluyen
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.
Todos los diseños tienen varios elementos en común:
El mecanismo más común se basa en la patente Sweet. Dentro del cuerpo del punzón existen tres partes móviles principales dispuestas en línea:
La masa del martillo está accionada por un resorte grande desde la parte posterior del punzón . (La compresión de precarga del resorte generalmente se puede ajustar aflojando o apretando la tapa del extremo en la parte más trasera del punzón, para disminuir o aumentar la fuerza del punzón). Un orificio detenido perforado en la parte central delantera de la masa del martillo. frente al tambor actúa como receptor de la varilla y como yunque para la acción del punzón.
El tambor proporciona la automatización. Cuando se reinicia, se toma una medida tal que la varilla del tambor esté ligeramente amartillada, 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 comúnmente se hace usando un extremo doblado especial en el resorte del tambor [17] o usando una cara no 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 cuando 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 donde su sección media cónica comienza a hacer contacto con la superficie del orificio guía en el cuerpo del punzón. A medida que avanza hacia atrás, se empuja para alinearlo con el eje central de la herramienta. Cuando la punta del tambor está casi centrada, se desliza dentro del orificio receptor en la masa del martillo y libera el martillo. Luego se permite que la masa del martillo avance, impulsada por el resorte trasero. Debido a que el orificio en la masa del martillo no atraviesa la masa y es menos profundo que la sección final del tambor, la punta del tambor toca fondo en el orificio del martillo y el impulso de la masa del martillo se transmite a través del tambor, a través del punzón y hasta la pieza de trabajo.
El mecanismo de Adell y Starrett utiliza un bloque deslizante que atraviesa el martillo en lugar de un pasador intermedio. El martillo tiene un agujero en el centro en el que se asienta la parte superior del punzón y mantiene la parte superior del punzón centrada. El bloque deslizante tiene un orificio que, cuando se reinicia, queda desalineado con el orificio del martillo. Cuando se presiona el cuerpo hasta el punto de disparo, una conicidad en el cuerpo fuerza el bloque hacia los lados hasta que el orificio del bloque se alinea con el orificio a través del martillo, y el martillo se suelta para golpear el punzón.
Este mecanismo se utiliza en punzones de servicio pesado ya que es menos probable que se trabe 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 Se utiliza para proporcionar impacto en un área más grande de la punta del punzón, lo que reduce la tensión sobre 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 distinta a la del torno.
El mecanismo de Frey utiliza una bola de acero y un extremo no plano para que el pasador intermedio fuerce el amartillado del pasador intermedio en el momento del 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 la bola rompa el extremo del pasador intermedio o la parte superior del punzón.