ES2197527T3 - Dispositivo para colocar y retirar tornillos. - Google Patents
Dispositivo para colocar y retirar tornillos.Info
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Abstract
SE SUMINISTRA UN DISPOSITIVO PARA ATORNILLAR Y DESATORNILLAR TORNILLOS PARA APRETAR Y AFLOJAR TORNILLOS CALENTANDO EL TORNILLO MEDIANTE UN CALENTADOR DE TORNILLOS INSERTADOS DENTRO DE UN ORIFICIO CENTRAL DEL TORNILLO MEDIANTE EL CUAL PUEDE APRETARSE Y AFLOJARSE EL TORNILLO DE FORMA AUTOMATICA SIN LA NECESIDAD DE QUE UN OPERARIO VIGILE O ESTE ATENTO EN TODO MOMENTO. EL CALENTADOR DE TORNILLOS (9) SE INSERTA DENTRO DEL ORIFICIO DEL TORNILLO (3) DE UN TORNILLO (4) PARA APRETAR LAS PESTAÑAS (1, 2) ENTRE SI. UNA TUERCA SUPERIOR (5) ROSCADA EN EL TORNILLO (4) RECIBE UNA FUERZA ROTACIONAL DE UN DISPOSITIVO PARA HACER GIRAR TUERCAS (11) POR MEDIO DE UNA CORREA IMPULSORA (13). LOS VALORES MEDIDOS DEL INDICADOR DE ALARGAMIENTO (10) PARA MEDIR EL ALARGAMIENTO TERMICO DEL TORNILLO (4) Y DE LA SEÑAL DE DETECCION DEL ANGULO DE GIRO DEL DISPOSITIVO PARA HACER GIRAR LAS TUERCAS (11) ASI COMO LA CANTIDAD PREDETERMINADA DE ALARGAMIENTO DEL TORNILLO (4) Y EL ANGULO PREDETERMINADO DE GIRO DE LA TUERCA SUPERIOR(5) DE UNA UNIDAD DE CONTROL DE AJUSTES (18) SON ENVIADOS A UNA UNIDAD DE CONTROL (17). LA UNIDAD DE CONTROL (17) CONTROLA LA FUENTE DE ALIMENTACION DEL CALENTADOR DE TORNILLOS (16) ASI COMO EL DISPOSITIVO (11) PARA HACER GIRAR LAS TUERCAS DE FORMA QUE LA TUERCA SUPERIOR GIRE EN EL ANGULO PREDETERMINADO.
Description
Dispositivo para colocar y retirar tornillos.
La presente invención se refiere a un dispositivo
para colocar y retirar tornillos destinado a apretar y aflojar un
tornillo, tal como el tornillo de la carcasa de una turbina de
vapor, al ser calentado el tornillo por un calentador de
tornillos.
Según la técnica anterior, la operación de
apretar y aflojar un tornillo de la carcasa de una turbina de vapor
se realiza, por ejemplo, con la inserción de un calentador de
tornillos en un orificio central taladrado en cada tornillo de la
carcasa de turbina con objeto de calentar el tornillo de carcasa de
turbina para su alargamiento por expansión térmica.
Es decir, si se pretende apretar un tornillo de
carcasa de turbina, mientras se aprieta la tuerca continuamente
hasta un grado correspondiente al alargamiento del tornillo de la
carcasa de turbina, se controla el ángulo de giro de la tuerca para
determinar que la tuerca ha girado hasta un ángulo predeterminado,
momento en que se detiene el calentamiento. Alternativamente, el
operador observa continuamente un indicador de alargamiento
instalado en un extremo del tornillo de la carcasa de turbina, y,
cuando el alargamiento del tornillo de la carcasa de turbina
experimenta un alargamiento predeterminado a causa de la expansión
térmica, aprieta la tuerca girándola con una llave, etc., después de
lo cual desconecta la fuente de energía térmica.
Si se pretende aflojar un tornillo de carcasa de
turbina, mientras el operador intenta girar la tuerca del tornillo
de carcasa de turbina con una llave para verificar su liberación,
el tornillo de carcasa de turbina se calienta, y, al comenzar a
soltarse la tuerca, ésta se afloja aún más con varias vueltas
adicionales, después de lo cual se desconecta la fuente de
energía.
Según lo indicado, en la técnica anterior siempre
ha sido necesaria la presencia de un operador que intente girar la
tuerca con una llave mientras el tornillo está siendo calentado.
Además, ha existido el riesgo de dañar el tornillo si éste se
calienta excesivamente debido a una falta de atención del
operador.
En vista del problema de la técnica anterior, uno
de los objetos de la presente invención consiste en proporcionar un
dispositivo para colocar y retirar tornillos para apretar y aflojar
un tornillo calentando el tornillo con un calentador de tornillos
insertado en un orificio central del tornillo, dispositivo que
sirve para apretar y aflojar el tornillo automáticamente sin
necesidad de la continua presencia y control del operador. Otro
objeto de la presente invención consiste en proporcionar un
dispositivo para colocar y retirar tornillos capaz de apretar y
aflojar el tornillo con gran precisión.
Para conseguir tales objetos, la presente
invención proporciona un dispositivo para colocar y retirar
tornillos que comprende un dispositivo de giro de la tuerca
adherida al tornillo mediante rosca, un indicador de alargamiento
para medir el alargamiento térmico de dicho tornillo y una unidad
de control para controlar el funcionamiento de dicho dispositivo de
giro de tuercas y el suministro eléctrico a dicho calentador de
tornillos.
Dicha unidad de control comprende al menos un
medio para activar dicho dispositivo de giro de tuercas para apretar
o aflojar una tuerca, además de interrumpir el suministro eléctrico
a dicho calentador de tornillos cuando un valor medido de dicho
indicador de alargamiento alcanza un alargamiento predeterminado;
un medio, en caso de que dicha tuerca vaya a ser apretada, para
mantener una fuerza de giro sobre la tuerca, detener dicho
dispositivo de giro de tuercas e interrumpir el suministro
eléctrico a dicho calentador de tornillos cuando dicha tuerca gira
hasta un ángulo predeterminado; y un medio, en caso de que dicha
tuerca vaya a ser aflojada, para girar la tuerca un número de
vueltas predeterminado, y, una vez aflojada para poderla girar,
detener dicho dispositivo de giro de tuercas e interrumpir el
suministro eléctrico a dicho calentador de tornillos.
Según el dispositivo para colocar y retirar
tornillos de la presente invención, construido de la forma
anteriormente mencionada, el tornillo se calienta con un calentador
de tornillos para alargarlo. Cuando dicho alargamiento térmico
alcanza un valor predeterminado, el indicador de alargamiento que
mide el alargamiento térmico del tornillo emite una señal que es
detectada por la unidad de control, la cual activa el dispositivo
de giro de tuercas. La acción de apretar y aflojar la tuerca se
realiza así automáticamente, al igual que el corte de suministro
eléctrico al calentador de tornillos.
Si el tornillo va a ser apretado, cuando la
tuerca gira hasta un ángulo predeterminado por su diseño, la unidad
de control detiene el dispositivo de giro de tuercas e interrumpe
el suministro eléctrico al calentador de tornillos.
Por otro lado, si el tornillo va a ser aflojado,
al calentarlo con el calentador de tornillos para alargarlo, de
manera que la tuerca se libere y pueda ser girada, la tuerca es
girada un número predeterminado de vueltas y la unidad de control
se detiene, interrumpiéndose el suministro eléctrico al calentador
de tornillos.
Así, de acuerdo con el dispositivo para colocar y
retirar tornillos de la presente invención, la acción de apretar y
aflojar un tornillo se puede realizar automáticamente, sin necesidad
de que un operador vigile el alargamiento del tornillo y el ángulo
de giro de la tuerca.
Preferentemente, el dispositivo de giro de
tuercas empleado junto con el dispositivo para colocar y retirar
tornillos de la presente invención se construye de manera que
proporcione una fuerza de giro impulsora a la tuerca, seguida de
una fuerza considerable en caso de que la tuerca vaya a ser
aflojada.
Además, según el dispositivo para colocar y
retirar tornillos de la presente invención, es preferible que al
menos uno de dichos medios comprendidos en dicha unidad de control
incluya un medio de alarma que genere una señal de alarma al
comienzo y final de su acción. Es decir, si la tuerca va a ser
apretada, cuando el ángulo de giro de la tuerca haya alcanzado un
valor predeterminado y cuando el alargamiento del tornillo haya
igualmente alcanzado un valor predeterminado; si la tuerca va a ser
aflojada, cuando la tuerca sea susceptible de giro, cuando dicho
giro haya completado un número predeterminado de vueltas y cuando el
suministro eléctrico a dicho calentador de tornillos haya sido
interrumpido.
Al emplear una construcción de este tipo, el
operador permanece informado del avance del proceso de apretar o
aflojar un tornillo, por lo que el dispositivo para colocar y
retirar tornillos le permite programar eficazmente su trabajo.
La figura 1 es una vista explicativa que muestra
un dispositivo para colocar y retirar tornillos según una primera
realización de la presente invención.
La figura 2 es una vista en planta de parte del
tornillo del dispositivo de la figura 1.
La figura 3 es una vista explicativa que muestra
un dispositivo para colocar y retirar tornillos según una segunda
realización de la presente invención.
A continuación se describen concretamente los
dispositivos para colocar y retirar tornillos de la presente
invención, haciendo referencia a las figuras 1 a 3. Deberá tenerse
presente que algunas piezas estructurales tienen los mismos números
de referencia en dichas figuras.
Primera
realización
Se describirá primeramente el dispositivo para
colocar y retirar tornillos mostrado en la primera realización de la
presente invención. En las figuras 1 y 2, los números 1, 2 designan
unas respectivas pestañas que van a ser afianzadas entre sí por un
tornillo, y el número 3 designa un orificio para un tornillo,
taladrado en las pestañas 1, 2. El número 4 designa un tornillo para
afianzar las pestañas 1, 2 entre sí. Los números 5, 6 designan una
tuerca superior y una tuerca inferior unidas a una parte superior y
una parte inferior del tornillo 4, respectivamente, por medio de
una unión roscada entre la tuerca y el tornillo.
En el tornillo 4 se ha taladrado un orifico 14
que pasa a través de dicho tornillo 4, a lo largo de su eje, para
insertar un calentador de tornillos. Los números 7, 8 designan unas
arandelas interpuestas entre las tuercas 5, 6 y las pestañas 1, 2,
respectivamente. El número 9 designa un calentador de tornillos que
se inserta en el orificio 14 del tornillo 4 sustancialmente a lo
largo de toda la extensión de dicho tornillo 4. Al afianzar o
liberar el tornillo 4, el tornillo 4 es calentado desde su interior
por el calentador de tornillos 9.
El número 10 designa un indicador de alargamiento
que mide el alargamiento de un tornillo 4 a causa del calentamiento
del calentador de tornillos 9 durante la fijación o liberación del
tornillo 4. El número 11 designa un dispositivo de giro de tuercas
de accionamiento eléctrico o hidráulico que provoca el giro de la
tuerca superior 5. El dispositivo de giro de tuercas 11 se afianza a
la pestaña 1 por medio de un soporte de sujeción 15, aunque tal
fijación no necesariamente deberá ser a la pestaña 1, sino a algún
accesorio metálico adecuado.
El número 12 designa una rueda de giro de tuercas
aplicada en torno a la tuerca superior 5. El número 13 designa una
correa transmisora que forma parte del dispositivo de giro de
tuercas 11 y que sirve para transmitir una fuerza de accionamiento
al dispositivo de giro de tuercas 11. En la presente realización se
emplea una correa transmisora 13, aunque se puede utilizar algún
otro medio de transmisión de fuerza de accionamiento, tal como una
cadena o un engranaje.
El número 16 designa una fuente de suministro
eléctrico para el calentador de tornillos. El número 17 designa una
unidad de control que recibe una señal del indicador de alargamiento
10, una señal de detección del ángulo de giro y una señal
indicadora del estado operativo, y que además controla el
accionamiento del dispositivo de giro de tuercas 11 y el suministro
eléctrico al calentador de tornillos 9 desde la fuente de
suministro eléctrico 16 destinada al calentador de tornillos. El
número 18 designa una unidad de establecimiento de estado operativo
que determina el ángulo de giro de la tuerca, el suministro de la
fuente de alimentación, etc., y envía estos datos a la unidad de
control 17.
A continuación se describe el funcionamiento del
dispositivo de las figuras 1 y 2, construido en la forma
anteriormente descrita. Primeramente, si se está apretando el
tornillo 4, suministrando energía al calentador de tornillos 9
desde la fuente de suministro eléctrico de calentador de tornillos
16, el tornillo 4 es calentado por el calentador de tornillos 9
para alargarlo en virtud de su expansión térmica. Sobre la tuerca
superior 5 se aplica una fuerza de accionamiento destinada a girar
dicha tuerca superior 5 por medio del dispositivo de giro de
tuercas 11 accionado por la correa transmisora 13 y la rueda de
giro de tuercas 12.
La fuerza de giro del dispositivo de giro de
tuercas 11 no es lo suficientemente elevada como para apretar el
tornillo 4, pero sí para girar levemente la tuerca superior 5,
siendo dicha tuerca superior 5 girada gradualmente a medida que el
tornillo 5 se expande. En ese momento, el alargamiento del tornillo
4 es medido por el medidor de alargamiento 10, y el ángulo de giro
de la tuerca superior 5 es detectado por el dispositivo de giro de
tuercas 11.
El grado de alargamiento necesario para el
tornillo 4 o el ángulo de giro necesario para la tuerca, equivalente
al grado de alargamiento, se determinan al momento del diseño,
fijándose previamente su valor a través de la unidad de fijación de
estado operativo 18. Cuando el tornillo 4 adquiere el grado de
alargamiento predeterminado o la tuerca superior 5 gira hasta el
ángulo de giro predeterminado, se detiene el dispositivo de giro de
tuercas 11 a través de la unidad de control 17 y se interrumpe la
energía proveniente de la fuente de energía de calentamiento de
tornillos 16.
A continuación, si se pretende aflojar el
tornillo 4, dicho tornillo 4 es calentado igualmente por el
calentador de tornillos 9 para alargarlo. Cuando la tuerca superior
5 se afloja y comienza a girar, se detiene el dispositivo de giro
de tuercas 11 y se interrumpe la energía proveniente de la fuente de
energía de calentamiento de tornillos 16. Respecto a la medición
del grado de alargamiento del tornillo 4, deberá tenerse presente
que aunque el procedimiento de medición a través del medidor de
alargamiento 10 o de medición del ángulo de giro de la tuerca
superior 5 ya ha sido descrito, la construcción del dispositivo en
sí puede ser tal que incluya sólo uno de dichos procedimientos.
Respecto a la construcción del dispositivo de
giro de tuercas 11 para girar la tuerca superior 5, conviene que el
dispositivo de giro de tuercas 11 proporcione no sólo una fuerza en
forma de fuerza de giro continuo, sino que proporcione una fuerza
de giro impulsora, dependiendo de cada caso, especialmente si el
tornillo 4 se encuentra ligeramente flojo. Según el dispositivo
para colocar y retirar tornillos de la realización anteriormente
descrita, la acción de apretar y aflojar el tornillo se puede
realizar automáticamente, sin necesidad de la presencia o
vigilancia del operador.
Segunda realización
A continuación se describe el dispositivo para
colocar y retirar tornillos de la segunda realización, mostrada en
la figura 3. En la figura 3, el número 19 designa un generador de
alarma. La otra parte de la construcción es sustancialmente igual a
la de la primera realización.
El generador de alarma 19 emite una alarma sonora
o luminosa al recibir una señal de la unidad de control 17 al
comienzo y final de las diversas acciones indicadas por la unidad de
control 17, tal como, en el caso de la acción de apretar la tuerca,
al alcanzar el ángulo de giro de la tuerca superior 5 un valor
predeterminado o al alcanzar el alargamiento del tornillo 4 un valor
predeterminado, o, en el caso de la acción de aflojar la tuerca, al
adquirir la tuerca superior 5 su capacidad de giro, al alcanzar el
giro de la tuerca 5 un número predeterminado de vueltas, al
interrumpirse la energía de la fuente de suministro eléctrico 16 al
calentador de tuercas, etc.
Por consiguiente, el dispositivo de la segunda
realización, además de realizar la función y efecto del dispositivo
de la primera realización, permite que el operador verifique en
todo momento el avance del trabajo a pesar de encontrarse en un
sitio ruidoso y congestionado de la cámara de turbinas de una planta
generadora de energía en el que se estén llevando a cabo tareas de
instalación o mantenimiento, lo cual posibilita una eficaz
distribución del trabajo.
Como resumen del efecto de la presente invención,
debido a que la misma proporciona un dispositivo para colocar y
retirar tornillos destinado a apretar y aflojar un tornillo
mediante calentamiento a través de un calentador de tornillos
insertado en un orificio central del tornillo, aparato que comprende
un dispositivo de giro de tuercas para girar una tuerca afianzada
al tornillo mediante rosca; un indicador de alargamiento para medir
el alargamiento térmico del tornillo; y una unidad de control para
controlar el accionamiento del dispositivo de giro de tuercas y el
suministro eléctrico al calentador de tornillos, la acción de
apretar y aflojar un tornillo se realiza automáticamente a través de
un control de la unidad de control sin necesidad de que un operador
vigile el alargamiento del tornillo y el ángulo de giro de la
tuerca.
Por lo tanto, mientras el tornillo está siendo
afianzado o liberado, el operador se puede dedicar a otras tareas
sin necesidad de estar permanentemente presente en un sitio de
trabajo de dimensiones reducidas. Además, el tornillo se calienta
sólo hasta un nivel especificado, con lo cual se evita su deterioro
por calentamiento excesivo, realizándose el giro de la tuerca con
toda precisión y con la necesaria fuerza de apriete.
Además, la construcción del dispositivo para
colocar y retirar tornillos de la presente invención comprende un
medio de alarma para generar una señal de alarma al comienzo o al
final de al menos una acción del medio constitutivo de la unidad de
control, pudiendo verificarse ocasionalmente el avance del proceso
de trabajo realizado por el dispositivo para colocar y retirar
tornillos, con lo cual se puede lograr una eficaz distribución del
trabajo.
Deberá entenderse que la invención no está
limitada a la construcción y disposición específica aquí ilustrada y
descrita, sino que contempla formas modificadas de la misma que se
comprenden dentro del alcance de las siguientes
reivindicaciones.
Claims (4)
1. Un dispositivo para colocar y retirar
tornillos destinado a apretar y aflojar un tornillo mediante
calentamiento con un calentador de tornillos insertado en un
orificio central del tornillo, que comprende un dispositivo de giro
de tuercas (11) para girar una tuerca (5) afianzada fijamente
mediante rosca a dicho tornillo (4); una unidad de control (17)
para controlar el accionamiento de dicho dispositivo de giro de
tuercas (11); y un suministro eléctrico a dicho calentador de
tornillos (9), caracterizado porque el dispositivo comprende
un indicador de alargamiento (10) para medir el alargamiento térmico
de dicho tornillo (4), y porque dicha unidad de control (17)
comprende al menos un medio de entre unos medios de activación de
dicho dispositivo de giro de tuercas (11) para apretar o aflojar
dicha tuerca (5) así como interrumpir el suministro eléctrico a
dicho calentador de tornillos (9) cuando un valor medido de dicho
indicador de alargamiento (10) alcanza un alargamiento
predeterminado; un medio, en caso de que dicha tuerca (5) vaya a
ser apretada, para proporcionar una fuerza de giro a dicha tuerca
(5), detener dicho dispositivo de giro de tuercas (11) así como para
interrumpir el suministro eléctrico a dicho calentador de tornillos
(9) cuando dicha tuerca (5) gira según un ángulo predeterminado, y
un medio, en caso de que dicha tuerca (5) vaya a ser aflojada, para
girar dicha tuerca (5) un número predeterminado de vueltas después
de que dicha tuerca (5) haya sido aflojada para permitir su giro,
deteniendo posteriormente dicho dispositivo de giro de tuercas (11)
así como para interrumpir el suministro eléctrico a dicho
calentador de tornillos (9).
2. Un dispositivo para colocar y retirar
tornillos según la reivindicación 1, caracterizado porque
dicho dispositivo de giro de tuercas (11) comprende un medio para
proporcionar una fuerza impulsora rotacional a la tuerca (5).
3. Un dispositivo para colocar y retirar
tornillos según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado
porque al menos uno de dichos medios comprendidos en dicha unidad
de control (17) comprende un medio de alarma (19) para generar una
señal de alarma al comienzo o final de una acción del citado
medio.
4. Un dispositivo para colocar y retirar
tornillos según la reivindicación 3, caracterizado porque la
señal de alarma emitida por dicho medio de alarma (19) se produce
al menos en una de las siguientes situaciones: en caso de que la
tuerca (5) vaya a ser apretada, cuando el ángulo de giro de la
tuerca (5) ha alcanzado un valor predeterminado y cuando el
alargamiento del tornillo (4) ha alcanzado un valor predeterminado,
y en caso de que la tuerca (5) vaya a ser aflojada, cuando la
tuerca (5) ha sido girada, cuando el giro de la tuerca (5) ha
completado un número predeterminado de vueltas, y cuando el
suministro eléctrico a dicho calentador de tornillos (9) ha sido
cortado.
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