BR112017025618B1

BR112017025618B1 - Aparelho para apertar fixadores roscados

Info

Publication number: BR112017025618B1
Application number: BR112017025618-5A
Authority: BR
Inventors: Peter Koppenhoefer
Original assignee: HYTORC Division Unex Corporation
Priority date: 2015-05-29
Filing date: 2016-05-31
Publication date: 2022-07-05
Also published as: AU2016271344B2; US11426844B2; EA201792672A1; EA038426B1; CN107810090B; JP2018517577A; US20180133869A1; JP7088675B2; BR112017025618A2; HK1245720A1; CN107810090A; EP3302879B1; WO2016196491A1; EP3302879A1; AU2016271344A1; MX2017015379A

Abstract

APARELHO PARA APERTAR FIXADORES ROSCADOS. Um conjunto de catraca dentada de face com baixa folga para ferramentas de torque hidráulicas (1) com acionamento (50) de articulação; e conjunto de catraca dentada de face (100) que inclui: placa de acionamento (110) com engate de pistão (112) em uma primeira extremidade (111) e engrenagem com serrilhados (117) em uma segunda extremidade (115); e um acionamento de catraca (120) com uma engrenagem serrilhados correspondentes (123) em uma primeira extremidade e um engate de fixador rosqueado (126) em uma segunda extremidade (125); o conjunto de catraca dentada com baixa folga minimiza o volume e a massa da ferramenta; é necessária apenas uma placa de acionamento afunilada a partir de uma primeira para uma segunda extremidade; placas laterais se afunilam a partir de uma primeira para uma segunda extremidade; minimizando a largura do acionamento, tornando a segunda extremidade, mais fina que a primeira extremidade, adjacente aos meios de engate de pistão; torque maiores são transferidos em um invólucro menor por meio de duas partes; dispensando a lingueta de acionamento/reação, porque os dentes da placa de acionamento e o acionamento de catraca alcançam engate facial total; o acoplamento de conexão é isento de folga.

Description

Referência Cruzada a Pedidos Relacionados

[001] Este pedido é um pedido de continuação em parte do seguinte pedido de patente de titularidade comum e pendente, cuja cópia in-tegral é aqui incorporada por referência: número de Série 62/168.008, com data de depósito de 29 de maio de 2015, intitulado "Apparatus for Tightening Threaded Fasteners".

[002] As inovações descritas neste pedido avançam a tecnologia re-velada no seguinte pedido de patente nos Estados Unidos, cuja cópia integral é aqui incorporada por referência: Pedido de patente US no. 13/023.375 com data de depósito de 8 de fevereiro de 2011, intitulado “Hydraulic Torque Wrench for Tight Clearance”.

Histórico

[003] Frequentemente, aplicações de parafusamento industrial in-cluem fixadores rosqueados com problemas de folga e/ou acessibili-dade limitadas. Para apertar e afrouxar esses fixadores, os operado-res podem usar uma chave de torque hidráulica da técnica anterior, incluindo um atuador e uma articulação de catraca. Esses dois com-ponentes podem ser modulares de modo a poderem ser acoplados e desacoplados, dependendo do seu uso desejado. Esses atuadores podem incluir um ou mais cilindros hidráulicos e pistões. Com o atu- ador instalado na articulação, uma extremidade livre do pistão do atu- ador se conecta de maneira pivotal a uma alavanca de acionamento dentro da articulação. Conforme o pistão se move reciprocamente, ele empurra essa alavanca de acionamento para trás e para frente. Por sua vez, um mecanismo de catraca formado entre a alavanca de acionamento e um soquete faz com que o soquete gire e aplique tor-que no fixador rosqueado disposto no soquete.

[004] Embora a operação dessas chaves de torque seja efetiva, as chaves de torque existentes na técnica possuem desenhos similares para a articulação de catraca. Essas articulações possuem placas laterais que imprensam os componentes internos da articulação e po-dendo ser usados espaçadores entre as placas. O soquete se instala entre essas chapas e permanece exposto por meio de aberturas nas placas. Esse soquete é formado entre o fixador rosqueado para ser girado e a alavanca de acionamento interna e o mecanismo de ca- traca, que é mantido entre as placas laterais de modo a poder ser girado. Outros componentes internos e externos podem ser encon-trados nessas ferramentas de folga limitada.

[005] Embora comum no setor, essa forma de construção de chaves de torque hidráulicas de folga limitada da técnica anterior possui limi-tações. A construção dessa chave de torque aumenta a largura geral da chave e/ou profundidade do soquete, o que pode limitar a utilidade da chave em algumas situações. Em algumas circunstâncias, uma obstrução ou recurso pode estar próximo ao objeto a ser unido, como um flange. Isso pode levar a uma folga reduzida na altura e/ou pro-fundidade entre o objeto, a porca e a extremidade exposta do para-fuso ou cabeça do parafuso que pode limitar o acesso de uma chave de torque hidráulica de folga limitada convencional.

[006] Consequentemente, é preciso uma chave de torque hidráulica capaz de ser usada em folgas apertadas para melhorar o acesso da chave às porcas e aumentar a utilidade da chave no campo.

Descrição da Invenção

[007] É fornecido um conjunto de catraca dentada de face com baixa folga para ferramentas de torque hidráulicas com meios de aciona-mento de articulação. O conjunto de catraca dentada de face inclui: uma placa de acionamento com meios de engate de pistão em uma primeira extremidade e uma engrenagem de face usinada com serri-lhados radiais em uma segunda extremidade; e um acionamento de catraca com uma engrenagem de face usinada com serrilhados radi-ais correspondentes em uma primeira extremidade e um meio de en-gate de fixador rosqueado em uma segunda extremidade. Para efeito do presente pedido de patente, a expressão “baixa folga” quer dizer que o espaço, entre o fixador roscado e um elemento de estrutura adjacente, no qual o aparelho deva ser introduzido para apertar o fi-xador roscado, é um espaço estreito.

[008] O conjunto de catraca dentada com baixa folga minimiza o vo-lume e a massa da ferramenta. É necessária apenas uma placa de acionamento que se afunila a partir de uma primeira extremidade para uma segunda extremidade. Além disso, placas laterais dos meios de acionamento de articulação se afunilam a partir de uma primeira extremidade para uma segunda extremidade.

[009] Essa geometria minimiza a largura das porções dos meios de acionamento de articulação, tornando a segunda extremidade, adja-cente aos meios de engate de fixador rosqueado, mais fina que a primeira extremidade, adjacente aos meios de engate de pistão. Va-lores de torque maiores são transferidos em um invólucro menor por meio de apenas duas partes. De maneira notável, não é necessária lingueta de acionamento e/ou de reação, porque os dentes da placa de acionamento e o acionamento de catraca alcançam engate facial total. O desenho do acoplamento de conexão é isento de folga, ma-ximiza a segurança da ferramenta, minimiza o risco de falhas/fadiga resultantes do desgaste, curvatura, arranhões e rachaduras, e é ade-quado para mudança de forças.

[010] A invenção pode ser descrita apenas a título de exemplo com referência aos desenhos anexos, nos quais: - As Figuras 1A-1D mostram vistas em perspectiva, frontal, lateral e traseira de uma chave de torque hidráulica com um conjunto de ca- traca dentada de face com baixa folga; - As Figuras 2A-2C mostram vistas em perspectiva, lateral e frontal de componentes internos dos meios de acionamento de articulação da chave de torque hidráulica com um conjunto de catraca dentada de face com baixa folga; - As Figuras 3A-3B mostram vistas em perspectiva do conjunto de catraca dentada de face com baixa folga; - As Figuras 4A-4D mostram vistas em perspectiva de uma placa de acionamento e de um acionamento de catraca do conjunto de catraca dentada de face com baixa folga; - As Figuras 5A-5F mostram vistas em perspectiva, frontal, detalhada, lateral e traseira da placa de acionamento do conjunto de ca- traca dentada de face com baixa folga; - As Figuras 6A-6D mostram vistas em perspectiva, frontal, lateral e em seção transversal do conjunto de catraca dentada de face com baixa folga; - As Figuras 7A-7D mostram vistas em perspectiva, frontal e lateral de uma mola ondulada da chave de torque hidráulica com o conjunto de catraca dentada de face com baixa folga; - As Figuras 8A-8D mostram vistas em perspectiva, traseira, em seção transversal e lateral de uma placa lateral da chave de torque hidráulica com o conjunto de catraca dentada de face com baixa folga; e - As Figuras 9-10 mostram várias vistas de exemplos de espaçadores da chave de torque hidráulica com o conjunto de catraca dentada de face com baixa folga.

[011] As Figuras 1A-1D mostram vistas em perspectiva, frontal, lateral e traseira de um conjunto de catraca dentada de face com baixa folga 100 para uma ferramenta de torque hidráulica 1 com um meio de cilindro-pistão 10 e um meio de acionamento de articulação 50.

[012] As Figuras 2A-2C mostram vistas em perspectiva, lateral e fron-tal de componentes internos de meios de acionamento de articulação 50 da ferramenta de torque hidráulica 1 com um conjunto de catraca dentada de face com baixa folga 100. O conjunto de catraca dentada de face 100 inclui uma placa de acionamento 110 com meios de en-gate de pistão 112 em uma primeira extremidade 111 e uma engre-nagem de face usinada 116 com serrilhados radiais 117 em uma se-gunda extremidade 115. O conjunto de catraca dentada de face 100 também inclui: um acionamento de catraca 120 dotado de uma en-grenagem de face usinada 122 com serrilhados radiais correspon-dentes 123 em uma primeira extremidade 121 e um meio de engate de fixador rosqueado 126 em uma segunda extremidade 125. O conjunto de catraca dentada de face 100 é formado entre e se move dentro de uma primeira placa lateral 51 e uma segunda placa lateral 52 dos meios de acionamento de articulação 50 mantidas rigidamente separadas por um primeiro, um segundo, um terceiro e um quarto espaçador 53, 54, 55 e 56.

[013] As Figuras 2A-2C indicam que a placa de acionamento 110 é acionada de maneira reciprocante por um primeiro pistão hidráulico 11 e um segundo pistão hidráulico 12 em um primeiro cilindro 13 e em um segundo cilindro 14 (não mostrados em detalhes) em cursos de avanço e retração. A placa de acionamento 110 oscila axialmente em torno de um eixo de força giratório A. Durante o curso de avanço, os dentes correspondentes 117 e 123 da placa de acionamento 110 e do acionamento de catraca 120 se engatam sob a carga de uma mola ondulada 130 para apertar ou afrouxar o fixador rosqueado. A mola ondulada 130 oferece força e deflexão similares conforme a bobina comum/molas de compressão ainda se encaixam no espaço radial e axial apertado da ferramenta 1. A mola ondulada 130 é formada entre a placa de acionamento 110 e a placa lateral 52. Durante o curso de retração, os dentes correspondentes 117 e 123 da placa de acionamento 110 e do acionamento de catraca 120 desengatam e deslizam para além um do outro.

[014] Durante o curso de avanço, os dentes correspondentes 117 e 123 da placa de acionamento 110 e do acionamento de catraca 120 engatam de maneira não giratória um em relação ao outro. O torque transmitido é proporcional à força circunferencial que é maximizada em comparação com os conjuntos de catraca da técnica anterior. As superfícies angulares dos dentes transmitem uma grande porção da força circunferencial com travamento positivo. Meios de tensão, como, por exemplo, molas de disco (onduladas), aplicam a força axial necessária para travar os dentes no engate de transferência de tor-que. Os dentes engrenam em torno de um anel e a capacidade de torque dos dentes aumenta com seu diâmetro, dispostos para aco-modar o fixador rosqueado. Dentes assimétricos, geralmente cônicos, são usados com ângulos de perfil variável O acoplamento é definido pela contagem de ranhuras, pelo diâmetro externo do elemento cilíndrico, pelo ângulo inferior das ranhuras (para o eixo do elemento cilíndrico) e sua profundidade.

[015] As Figuras 3-10 mostram várias vistas e mais detalhes de com-ponentes do conjunto de catraca dentada de face com baixa folga 100 e/ou ferramenta de torque 1.

[016] O conjunto de catraca dentada com baixa folga 100 minimiza o volume e a massa da ferramenta de torque 1. É necessária apenas uma placa de acionamento 110 em vez de duas, como é típico da técnica anterior, a qual é afunilada de uma primeira extremidade para uma segunda extremidade.

[017] Além disso, placas laterais 51 e 52 dos meios de acionamento de articulação 50 são afuniladas de uma primeira extremidade para uma segunda extremidade.

[018] Essa geometria minimiza a largura das porções dos meios de acionamento de ligação 50, tornando a segunda extremidade, 115 adjacente aos meios de engate de fixador rosqueado 126, mais fina que a primeira extremidade 111, adjacente aos meios de engate de pistão 112. Valores de torque maiores são transferidos em um invó-lucro menor por meio de apenas duas partes.

[019] Não é necessária lingueta de acionamento e/ou de reação quando os dentes (serrilhados) 117 e 123 da placa de acionamento 110 e do acionamento de catraca 120 alcançam engate facial total. O desenho do acoplamento de conexão é isento de folga, maximiza a segurança da ferramenta, minimiza o risco de falhas/fadiga resul-tantes do desgaste, curvatura, arranhões e rachaduras, e é adequado para mudança de forças.

[020] As figuras mostram o conjunto de articulação de catraca dentada de face 100 para uso em ferramentas hidráulicas de baixa folga, mas podem ser adaptadas para uso em ferramentas de acionamento quadrado e articulações para uso com ferramentas elétricas, hidráu-licas, manuais ou pneumáticas.

Claims

1) .“APARELHO PARA APERTAR FIXADORES ROSCADOS”, consti-tuindo aparelho para transferir torque dentro de uma ferramenta de torque (1) para apertar ou afrouxar fixadores, compreendido: por placa de acionamento (110) com meios de engate de pistão (112) numa primeira extremidade (111) e uma engrenagem (116) usinada em uma face de uma segunda extremidade (115); e um meio de engate (126) em um fixador roscado, caracterizado por ser prevista uma placa de acionamento (110) com os meios de engate de pistão (112) numa primeira extremidade (111) e uma engrenagem (116) com serrilhado radial (117) usinada em uma face de uma segunda extremidade (115); e um acionamento de catraca (120) tendo uma correspondente engrenagem (122) com serrilhado radial (123) usinada em uma face de uma primeira extremidade (121) e o meio de engate (126) sendo previsto numa segunda extremidade (125).

2) .“APARELHO PARA APERTAR FIXADORES ROSCADOS”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por incluir uma mola se- noidal (130) formada entre a placa de acionamento (110) e uma placa lateral (52) da ferramenta de torque (1).

3) .“APARELHO PARA APERTAR FIXADORES ROSCADOS”, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por durante um curso de avanço da ferramenta de torque (1), o serrilhado radial (117) da placa de acionamento (110) e o correspondente (123) do mecanismo de ca- traca (120), sob carga da mola senoidal (130), apertam ou afrouxam o fixador roscado.

4) .“APARELHO PARA APERTAR FIXADORES ROSCADOS” de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por durante um curso de retração da ferramenta de torque (1), os correspondentes serrilhados radiais (117), (123) da placa de acionamento (110) e do mecanismo de catraca (120) desengatam e deslizam, passando um pelo outro.

5) .“APARELHO PARA APERTAR FIXADORES ROSCADOS” de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a placa de aciona-mento (110) ser afunilada a partir da primeira extremidade (111) para a segunda extremidade (115).

6) .“APARELHO PARA APERTAR FIXADORES ROSCADOS”, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por um dispositivo para apertar ou afrouxar fixadores formado dentro de um meio de conexão e acionamento (50), entre uma primeira (51) e uma segunda (52) placa lateral do meio de conexão e acionamento.

7) .“APARELHO PARA APERTAR FIXADORES ROSCADOS”, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por as placas laterais (51), (52) do meio de conexão e acionamento (50) serem afuniladas de uma primeira extremidade, adjacente ao meio de engate de pistão (112), para uma segunda extremidade, adjacente ao meio de engate ao fixador roscado (126), de modo que a largura da segunda extremidade do meio de conexão e acionamento (50) é mais estreita do que a largura da primeira extremidade.