Diferencias entre portabrocas de tres garras manuales y automáticos

Hay muchas clases de taladros eléctricos. No tantas de portabrocas. Tres, en concreto, si ponemos a un lado el portabrocas SDS-Quick (montado por Bosch en sus modelos Uneo). El propósito de este texto es explicar las diferencias entre el portaútiles de tres garras manual (es decir, el que se abre y cierra con llave) y el automático.

Arthur Jacobs inventa el portabrocas Super Chuck

Corría el año 1900 cuando Arthur Irvin Jacobs se disponía a taladrar unas piezas en su taller. Al instalar la broca se lastimó los nudillos. Según cuenta la historia, lesionarse la mano le sirvió de inspiración para mejorar el portabrocas de la época.

Dicho y hecho. Dos años después del percance patentó su construcción: el portabrocas de tres garras de corona dentada. Ha pasado más de un siglo... Pero su portabrocas mejorado sigue en uso. Hablamos del Jacobs Super Chuck.

La variante del Super Chuck, de la que luego hablaremos, es el portabrocas de tres garras automático. Dicho mandril no mejora la sujeción de la broca, pero sí facilita su instalación.

Por cierto, siete décadas después del portabrocas con llave Bosch presenta el sistema SDS. Este cabezal simplifica aún más la inserción de la broca y a un tiempo que evita que la caña resbale en las mordazas. Los portaherramientas SDS los montan los martillos eléctricos. Puedes leer Diferencias entre brocas SDS y estándar si quieres profundizar en el asunto.

Ahora sí, vamos a explorar el portabrocas de tres mordazas.

En los entresijos del portabrocas de tres garras: partes y funcionamiento

El portabrocas de tres garras consiste en una suerte de pinza que amarra brocas de distintos diámetros. ¿Puedes imaginar el pulpo hidráulico de la chatarrería? Pues de forma similar funciona el consabido útil.

La patente original de Jacobs, de 1902, describe las piezas que componen el portabrocas:

• tres garras independientes similares visualmente, pero diferentes en la parte que queda oculta dentro del mecanismo
• un anillo roscado roto en dos mitades (a posta)
• una tuerca con corona dentada en su perímetro
• un alojamiento cilíndrico con orificios laterales
• una llave que abre o cierra las garras
• un juego de rodamientos de bolas

La Figura 1 representa un portabrocas de tres garras de cierre manual. El mecanismo funciona como sigue.

Cuando giras con la llave (1) la tuerca exterior de corona dentada (4), el casquillo interno partido rota. La rosca del casquillo (hembra) abraza la rosca (macho) de cada una de las tres garras (en naranja) y las hace avanzar o retroceder según el sentido de giro.

Al estar desplazadas entre sí 120º (división entre 3 de los 360º de la circunferencia), el perfil de rosca de cada garra (3) es distinto. Se logra así que las puntas de las tres garras (2) coincidan en el mismo punto. La corona exterior se desliza sobre el casquillo sustentada en rodamientos de bola (en azul).

Durante el taladrado los rodamientos permanecen fijos. Es decir, solo trabajan cuando se abre o se cierra el portabrocas. ¡De modo que apenas sufren desgaste!

Nos queda por tratar el portabrocas automático.

Los pros y los contras del portabrocas automático

Desde la invención del portabrocas Jacobs, se han desarrollado varios sistemas para suprimir la llave y facilitar así cambiar de broca sin herramienta. A saber:

• portabrocas autobloqueante a una mano: para taladros con bloqueo automático del husillo
• portabrocas semiautomático a dos manos con casquillo rápido y anillo de sujeción inferior: para taladros sin bloqueo del husillo
• portabrocas semiautomático a dos manos con tuerca rápida pero sin anillo de sujeción: para taladros con bloqueo manual del husillo (por ejemplo, con un botón en su cuerpo próximo al eje)

Gracias a los tres tipos de mandril, puedes cambiar de broca sin llave. He aquí la gran ventaja del portabrocas automático.

Ahora bien: el portabrocas automático no aplica tanta fuerza mecánica como el de cierre manual. ¡He aquí la razón de que, en un taladro mediocre, la broca se afloje y patine!

Además, el riesgo de que la broca resbale es mayor cuando se usa el mecanismo de percusión, dado que las vibraciones tienden a aflojar la tuerca. Por este motivo, Hilti primero y Bosch después dejaron de instalar portabrocas de tres garras en sus máquinas de rotopercusión.

Para acabar, si bien el portabrocas automático es hoy el estándar de facto en los taladros atornilladores inalámbricos, el viejo pero fiable mandril Jacobs Super Chuck no acaba de desaparecer de los tradicionales taladros con percusión.

Jugamos a buscar las diferencias, ¿por qué son distintas las garras?

Lo mismo da si el cierre es manual o automático. El portabrocas de tres garras consiste en un mecanismo de rosca que hace avanzar a lo largo de una ruta en diagonal tres piezas parecidas pero distintas.

¿Por qué son distintas las garras? Toma una tuerca e imagina que la cortas en tres partes tal y como cortarías una tarta en tres porciones idénticas. Esto es, desde el centro del círculo efectúas tres cortes rectos que distan entre sí 120º.

Te pregunto: ¿De veras son iguales las partes resultantes? Me respondes que no. Y, en efecto, tienen diferencias debido al paso de rosca. Por el mismo motivo la rosca es independiente en cada una de las piezas que conforman el portabrocas trigarra.

Todo esto se entendería mejor a lo grande. Así que vamos a poner a un lado nuestro querido portabrocas para estudiar en detalle el plato de tres garras de un torno para metal.

Destripar el plato del torno nos ayuda a entender la mecánica del portabrocas

Nos interesa saber que la pieza inferior izquierda encaja en la parte superior derecha en sentido inverso (fíjate en las marcas dejadas por el roce de la espiral contra el fondo del plato). Sobre esta pieza encajan, a su vez y en sus respectivos huecos, los engranajes cónicos que ves en el centro de la foto.

¡Y ahora vamos a voltear las tres piezas circulares para entender bien el mecanismo!

En esta nueva imagen ya se echa de ver que las garras se deslizan a lo largo de las ranuras en H del plato. Observa que las mordazas tienen un rebaje para que no se puedan salir de la guía corredera. Y ahora todo cobra sentido:

La pieza inferior izquierda, que en la imagen anterior lucía la espiral, en esta nueva imagen nos muestra lo que oculta al otro lado: una corona dentada que... ¿no nos recuerda acaso a la del portabrocas Jacobs?

Pues bien, sobre estos dientes actúan los de los engranajes cónicos que, al rotar, hacen girar la espiral al otro lado y esta, consecuentemente, aproxima las garras hacia el centro o las aleja de él, según el sentido en que rotemos la llave que, dicho sea de paso, es de cuadradillo y encaja en cualquiera de los tres engranajes: al mover uno de ellos, los demás giran al unísono.

En suma, las garras encajan en la espiral de la pieza en cuyo reverso está tallada la corona dentada. Imagina que tienes una tuerca que gira sobre una varilla roscada. Puedes cortar de tal tuerca tres porciones estrechas separadas entre sí 120º (como la estrella de Mercedes-Benz) sin que por ello los filetes de rosca pierdan el contacto con la varilla. Esta es, en definitiva, la mecánica del portabrocas de tres garras: una proeza de la ingeniería mecánica sin la cual taladrar la pared te resultaría mucho más difícil, con permiso, claro, del sistema SDS.