ES2230199T3

ES2230199T3 - Herramienta de torsion accionada por fluido.

Info

Publication number: ES2230199T3
Application number: ES01110567T
Authority: ES
Inventors: John K. Junkers
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-08-26
Filing date: 1994-08-24
Publication date: 2005-05-01
Anticipated expiration: 2014-08-24
Also published as: DK0640443T3; EP1127659B1; SI1127659T1; EP1127659A2; ES2167348T3; US5429017A; US5467671A; EP1127659A3; DE69434106D1; PT640443E; DK1127659T3; ATE208686T1; PT1127659E; SI0640443T1; HK1038329A1; EP0640443B1; DE69429043T2; EP0640443A1; DE69429043D1; DE69434106T2

Abstract

Una herramienta de torsión accionada por un fluido para apretar y aflojar conectores roscados, que comprende un elemento de enganche (1) que tiene un eje (A) y dos extremos axiales (2, 3) con ambos extremos citados formados para enganchar un conector roscado que se ha de apretar o aflojar; un elemento impulsor (20) que puede desplazarse bajo la acción de un fluido aplicado en direcciones axiales opuestas a las de dicho elemento de enganche (1) para engancharse con dicho elemento de enganche para que, durante el desplazamiento axial de dicho elemento impulsor (20) en cualquiera de las direcciones axiales, dicho elemento de enganche gire sobre dicho eje y por lo tanto apriete o afloje un conector roscado enganchado por dicho elemento de enganche; y medios para enganchar el elemento impulsor con el elemento de enganche en el movimiento axial del elemento impulsor y que incluyen formaciones helicoidales (8, 9, 32, 33) que comprenden salientes helicoidales y ranuras dispuestos en dichos elementos (1, 20); estando dichas formaciones helicoidales dispuestas en dos conjuntos, primero y segundo, de cada uno de dichos elementos (1, 20), separados axialmente, enganchándose las formaciones helicoidales de dicho primer conjunto en el movimiento del elemento impulsor en una dirección axial opuesta, y enganchándose las formaciones helicoidales de dicho segundo conjunto en el movimiento del elemento impulsor en la dirección axial opuesta, estando las formaciones helicoidales del primer conjunto de cada elemento inclinadas en dirección opuesta a las formaciones helicoidales del segundo conjunto del elemento en cuestión.

Description

Herramienta de torsión accionada por fluido.

La presente invención se refiere a una herramienta de torsión accionada por un fluido para apretar y aflojar conectores roscados como pernos, tuercas y otros similares.

Las herramientas de torsión accionadas por fluido del tipo general antes citadas son conocidas en la técnica y utilizadas ampliamente. En las herramientas de torsión accionadas por fluido, la herramienta funciona de forma sustancialmente perpendicular al eje impulsor. Dicho de otro modo, cuando una herramienta de torsión accionada por fluido tiene un elemento de enganche que se engancha a un conector roscado y un impulsor formado como una unidad de cilindro-pistón accionada por un fluido, el pistón del impulsor se desplaza en la dirección axial de la unidad cilindro-pistón, mientras que el elemento de enganche de la herramienta gira alrededor de un eje que es perpendicular a la dirección axial de la unidad cilindro-pistón. Las herramientas de este tipo conocido pueden mejorarse.

El documento FR-A-2343934 presenta una herramienta en la que un eje impulsor gira en una dirección cuando se aplica potencia hidráulica a un lado del pistón y permanece estacionario debido a la disposición de un mecanismo de trinquete cuando la potencia hidráulica se aplica al otro lado del pistón. Así, el eje impulsor no gira en una misma dirección cuando la potencia hidráulica se aplica alternativamente a lados opuestos del pistón.

El documento DE-C-949999 presenta una herramienta en la que el eje gira en una dirección cuando se aplica potencia hidráulica a un lado del pistón y en la dirección opuesta cuando la potencia hidráulica se aplica al lado opuesto del pistón. En esta herramienta conocida, el eje impulsor tampoco gira en una misma dirección cuando la potencia hidráulica se aplica alternativamente a lados opuestos del pistón.

El documento US-A-4513644 presenta una herramienta que hace girar un eje impulsor en una dirección cuando se aplica potencia hidráulica a un lado de un pistón y hace girar la carcasa (38) de la herramienta en dirección opuesta cuando se aplica potencia hidráulica al otro lado del pistón, mientras que el eje impulsor permanece estacionario. Además, la herramienta no hace girar el eje impulsor en una misma dirección cuando se aplica potencia hidráulica de forma alterna a lados opuestos del pistón.

Por último, el documento FR-A-2418061 presenta una herramienta que tiene dos motores impulsores, uno giratorio y uno lineal. El motor impulsor giratorio hace girar al eje hasta que se alcanza una cierta torsión, punto en el que el motor lineal aplica presión a un pistón que hace girar al eje en la misma dirección. Sin embargo, el eje no gira en una misma dirección cuando se aplica potencia hidráulica de forma alterna a lados opuestos del pistón. Con esta invención se presupone que una vez que el motor giratorio ha alcanzado una cierta torsión, se tardará menos de una carrera completa del pistón en alcanzar la torsión final deseada que se ha de aplicar a una tuerca o similar que se esté apretando o aflojando.

Un objetivo de la presente invención es proporcionar una herramienta accionada por un fluido que evite las desventajas de la técnica anterior.

Según la presente invención, se proporciona una herramienta de torsión accionada por un fluido según se reivindica en la reivindicación 1 subsiguiente.

Una herramienta de torsión accionada por un fluido según la invención puede hacerse mediante una construcción sencilla que requiere pocas piezas y que tiene un diámetro relativamente reducido. Al mismo tiempo, la herramienta es extremadamente potente, ya que la superficie de un pistón de la herramienta ocupa poco espacio, aunque sea más grande que si se utilizase un impulsor del tipo de un solo cilindro-pistón.

Ventajosamente, los conjuntos primero y segundo de formaciones helicoidales se disponen ambos en la parte central del elemento de enganche o se disponen ambos en los medios impulsores.

La herramienta puede proveerse adecuadamente de unos miembros estacionarios, cada uno de ellos provisto de una pluralidad de dientes enganchables con los contradientes respectivos de dichos trinquetes primero y segundo, siendo el primer y el segundo miembro cooperantes con los mismos y, al mismo tiempo, axialmente móviles en relación con los trinquetes primero y segundo. Así, en el momento de enganchar los dientes de un trinquete con los dientes de su miembro estacionario asociado, los medios impulsores continúan moviéndose axialmente en relación con el trinquete y en relación con el elemento de enganche bajo la acción del fluido aplicado.

La herramienta también puede tener medios que incluyan estrías de enganche para conectar el primer y el segundo miembro impulsor con el primer y el segundo trinquete respectivamente, para que el elemento impulsor pueda desplazarse axialmente en relación con el primer y el segundo trinquete.

Ventajosamente, el fluido aplicado que proporciona los medios incluye un cilindro de fluido para recibir el fluido aplicado y desplazar a los medios impulsores axialmente en relación con el elemento de enganche en las dos direcciones opuestas de desplazamiento alterno.

Las realizaciones de la invención se describirán a continuación a modo de ejemplo sólo en referencia a los dibujos siguientes, en los que:

La figura 1 de los dibujos es una vista esquemática que muestra una sección transversal parcial de una herramienta de torsión accionada por un fluido que representa la presente invención.

La figura 2 es una vista que muestra un elemento de enganche de la herramienta inventiva; y

La figura 3 es una vista despiezada que muestra un elemento impulsor y trinquetes de la herramienta inventiva.

Descripción de las realizaciones preferentes

Una herramienta de torsión accionada por un fluido según la presente invención tiene un elemento de enganche 1 formado como un eje cilíndrico alargado y escalonado que tiene partes 2 y 3 en extremos opuestos, cada una adaptada para enganchar un conector roscado que hay que apretar o aflojar, una parte central 6 y dos partes más 4 y 5. Las partes extremas 2 y 3 pueden estar formadas, por ejemplo, como miembros rectangulares o hexagonales que pueden engancharse en aberturas rectangulares o hexagonales de tomas que se conectarán a conectores roscados. Las dos partes 4 y 5 tienen cada una un diámetro mayor que el de las partes extremas 2 y 3. La parte central 6 es sustancialmente cilíndrica y está situada entre las partes 4 y 5. Tiene dos secciones dotadas de formaciones helicoidales 8 y 9 formadas, por ejemplo, como dientes helicoidales, que están inclinadas en direcciones opuestas. Dicho de otro modo, partiendo de una línea central 7 de la parte 6, las formaciones helicoidales 8 están inclinadas desde la parte inferior izquierda hacia la parte superior derecha, mientras que los salientes helicoidales 9 están inclinados desde la parte superior izquierda a la parte inferior derecha.

Unos casquillos 10 y 11 que tienen extremos exteriores de brida están dispuestos en las partes 4 y 5, respectivamente, del elemento de enganche y están conectados de manera fija a la carcasa de la herramienta mediante, por ejemplo, tornillos 12 que conectan la brida de cada casquillo con la carcasa. El elemento de enganche 1 gira en relación con las carcasas 10 y 11. Unos miembros de retención 13 mantienen juntas todas las piezas de la herramienta y están conectados de manera fija al eje, por ejemplo por medio de espigas 14.

Los miembros de retención 13 son giratorios en relación con los casquillos 10 y 11 debido a la interposición de unos puntos de apoyo 15, por ejemplo incluyendo unas bolas entre ellos. Los extremos interiores de los casquillos 10 y 11 están dotados de una pluralidad de dientes 18 y 19 respectivamente, que están separados entre sí en dirección circunferencial de forma transversal al eje A del elemento de enganche 1 e inclinados en direcciones opuestas.

La herramienta incluye también un elemento impulsor 20 que tiene dos miembros impulsores 21 y 22, conectados entre sí, por ejemplo mediante un punto de apoyo 23 formado por bolas, para que puedan desplazarse axialmente de forma conjunta y al mismo tiempo puedan girar el uno en relación con el otro. La herramienta también tiene trinquetes con forma de anillo 24 y 25 que están dispuestos de forma no giratoria en relación con los miembros impulsores 21 y 22, respectivamente, y están desviados por resortes en dirección axial hacia los casquillos respectivos 10 y 11 mediante resortes 26 y 27. Los trinquetes 24 y 25 están dotados de dientes 28 y 29 que pueden engancharse con los dientes 18 y 19 de los casquillos 10 y 11, respectivamente. El miembro impulsor 21 está conectado con el trinquete 24 por medio de formaciones de enganche mutuo, como por ejemplo estrías 30, para que pueda desplazarse axialmente en relación con el trinquete 25 y por lo tanto en relación con el elemento de enganche 1. El miembro impulsor 22 está igualmente conectado con el trinquete 25 por medio de formaciones de enganche mutuo, como estrías 31 para que también pueda moverse axialmente en relación con el trinquete 25 y por lo tanto en relación con el elemento de enganche 1. Los miembros impulsores 21 y 22 tienen salientes 32 y 33 extensibles radialmente y hacia el interior, que están dotados de formaciones helicoidales formadas, por ejemplo, como dientes helicoidales. Las formaciones helicoidales de los salientes 32 y 33 están inclinados en direcciones opuestas y formadas en correspondencia con los salientes helicoidales 8 y 9 del elemento de enganche 1 para enganchar a éstos.

La herramienta también tiene una carcasa que está identificada generalmente por el número de referencia 34. La carcasa tiene dos partes de carcasa 35 y 36 que están conectadas entre sí, por ejemplo mediante una conexión roscada 37. La carcasa tiene dos cámaras 38 y 39 que no se comunican entre sí. El fluido aplicado, como por ejemplo un fluido hidráulico, puede ser recibido de forma alternativa en el interior de las cámaras 38 y 39 y ser expulsado de las mismas.

La herramienta accionada por un fluido según la presente invención funciona de la siguiente forma.

Cuando un fluido aplicado, por ejemplo un líquido hidráulico, es recibido procedente de una fuente (no mostrada) en el interior de la cámara 39, el miembro impulsor 22 es empujado hacia arriba (como se ve en los dibujos) y empuja hacia arriba al miembro impulsor 21. Puesto que los dientes 28 del trinquete 24 se enganchan con los dientes 18 del casquillo 10, el miembro impulsor 21 no puede girar y, en lugar de hacerlo, se mueve axialmente hacia arriba en relación con el trinquete 24 y en relación con el elemento de enganche 1. Puesto que las formaciones helicoidales 32 del miembro impulsor 21 se enganchan con las formaciones helicoidales 8 del elemento de enganche 1, el desplazamiento axial hacia arriba del miembro impulsor 21 origina el giro del elemento de enganche 1 en una dirección predeterminada identificada por la flecha en la figura 1. Durante su desplazamiento axial hacia arriba, el miembro impulsor 22 puede girar en relación con el miembro impulsor 21 y simplemente sigue, por sus formaciones helicoidales 33, las formaciones helicoidales 9 del elemento 1 mientras que los dientes 29 del trinquete 25 simplemente se deslizan sobre los dientes 19 del casquillo 11.

Cuando después de esto el fluido es expulsado de la cámara 39 y recibido en la cámara 38, los miembros impulsores 21 y 22 se mueven axialmente hacia abajo. Puesto que los dientes 29 del trinquete 25 se enganchan con los dientes 19 del casquillo 11, el miembro impulsor 22 no puede girar y se desplaza axialmente hacia abajo en relación con el trinquete 25 y en relación con el elemento de enganche 1. Debido al enganche de las formaciones helicoidales 33 del miembro impulsor 22 con las formaciones helicoidales 9 del elemento de enganche 1, el elemento de enganche 1 gira en la misma dirección, mientras que el miembro impulsor 21 gira en relación con el miembro impulsor 22 y los dientes 28 del trinquete 24 se deslizan sobre los dientes 18 del casquillo 10. En consecuencia, se dispone un giro continuo del eje en cualquiera que sea la dirección en la que se muevan los miembros impulsores 21 y 22. De esta forma se puede apretar, por ejemplo, un perno. Con el fin de que la herramienta pase de apretar a aflojar, se le da la vuelta a la herramienta para que el extremo superior del elemento de enganche 1 se enganche con el perno.

La herramienta de torsión accionada por un fluido está dotada además de un miembro de reacción designado generalmente por la referencia numérica 40. El miembro de reacción 40 tiene unas estrías interiores 41 que se enganchan con unas estrías exteriores 42 dispuestas en ambas piezas extremas de la carcasa. El miembro de reacción tal y como es conocido puede estar en contacto con objetos próximos, por ejemplo el lado de una brida, una tuerca adyacente o una base de una carcasa de la aplicación. El miembro de reacción puede ser retirado de un lado axial de la carcasa y acoplado al otro extremo axial de la carcasa durante las operaciones respectivas.

En la realización mostrada, la carcasa está formada como un cilindro que tiene unas cámaras de recepción de fluido. Se piensa que está claro que el cilindro puede disponerse separado de la herramienta en su parte superior y manejarse para que pueda cambiarse de un lado a otro. Sin embargo, esto haría que la herramienta fuera más larga.

Cuando la herramienta de torsión accionada por un fluido está diseñada según la presente invención, tiene una construcción sencilla y requiere muy pocas piezas. También tiene un diámetro relativamente reducido y al mismo tiempo es extremadamente potente, ya que la superficie del pistón dispuesta en esta herramienta ocupa poco espacio, pero es más grande que en herramientas con unidades de cilindro-pistón.

Aunque la invención se ha ilustrado y descrito en referencia a una realización concreta, no se pretende que esté limitada a los datos mostrados, ya que se pueden hacer diversas modificaciones y cambios estructurales sin alejarse en ningún sentido del ámbito de la presente invención tal y como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims

1. Una herramienta de torsión accionada por un fluido para apretar y aflojar conectores roscados, que comprende un elemento de enganche (1) que tiene un eje (A) y dos extremos axiales (2, 3) con ambos extremos citados formados para enganchar un conector roscado que se ha de apretar o aflojar; un elemento impulsor (20) que puede desplazarse bajo la acción de un fluido aplicado en direcciones axiales opuestas a las de dicho elemento de enganche (1) para engancharse con dicho elemento de enganche para que, durante el desplazamiento axial de dicho elemento impulsor (20) en cualquiera de las direcciones axiales, dicho elemento de enganche gire sobre dicho eje y por lo tanto apriete o afloje un conector roscado enganchado por dicho elemento de enganche; y medios para enganchar el elemento impulsor con el elemento de enganche en el movimiento axial del elemento impulsor y que incluyen formaciones helicoidales (8, 9, 32, 33) que comprenden salientes helicoidales y ranuras dispuestos en dichos elementos (1, 20); estando dichas formaciones helicoidales dispuestas en dos conjuntos, primero y segundo, de cada uno de dichos elementos (1, 20), separados axialmente, enganchándose las formaciones helicoidales de dicho primer conjunto en el movimiento del elemento impulsor en una dirección axial opuesta, y enganchándose las formaciones helicoidales de dicho segundo conjunto en el movimiento del elemento impulsor en la dirección axial opuesta, estando las formaciones helicoidales del primer conjunto de cada elemento inclinadas en dirección opuesta a las formaciones helicoidales del segundo conjunto del elemento en cuestión.

2. Una herramienta de torsión accionada por un fluido según la reivindicación 1, caracterizada porque dicho elemento impulsor (20) tiene un primer miembro impulsor (21) en el que está formado su primer conjunto (32) de formaciones helicoidales y un segundo miembro impulsor (22) en el que está formado su segundo conjunto (33) de formaciones helicoidales.

3. Una herramienta de torsión accionada por un fluido según la reivindicación 2, caracterizada porque dichos miembros impulsores primero y segundo (21, 22) están montados cerca del elemento de enganche (1) y están conectados entre sí para que puedan desplazarse conjuntamente y axialmente al mismo tiempo que son giratorios uno en relación con el otro.

4. Una herramienta de torsión accionada por un fluido según la reivindicación 3, caracterizada porque además incluye una carcasa (34) y medios de trinquete que comprenden un primer trinquete (34) conectado al primer miembro impulsor (21) y dispuesto para impedir que gire en relación con la carcasa en un primer sentido giratorio, aunque puede girar en un segundo sentido giratorio opuesto a dicho primer sentido giratorio, y un segundo trinquete (25) conectado al segundo miembro impulsor (22) de forma que pueda desplazarse axialmente en relación con el mismo mientras está acoplado a él para el giro, estando dispuesto el segundo trinquete (25) de forma que tenga impedido el giro en relación con la carcasa en dicho primer sentido giratorio, aunque puede girar en dicho segundo sentido giratorio.

5. Una herramienta de torsión accionada por un fluido según la reivindicación 4, caracterizada porque la herramienta tiene además unos miembros estacionarios (10, 11), provistos cada uno de ellos de una pluralidad de dientes (18, 19) que pueden engancharse con los contradientes (28, 29) respectivos de dichos trinquetes primero y segundo (24, 25), con los que dichos miembros impulsores primero y segundo (21, 22) son cooperantes, y al mismo tiempo móviles en relación con dichos trinquetes primero y segundo (24, 25), respectivamente.

6. Una herramienta de torsión accionada por un fluido según las reivindicaciones 4 a 5, caracterizada porque la herramienta tiene además unos medios (30, 31) que incluyen estrías de enganche mutuo para conectar dichos miembros impulsores primero y segundo (21, 22) con dichos trinquetes primero y segundo (24, 25) respectivamente, de forma que los medios impulsores (20) puedan desplazarse axialmente en relación con dichos trinquetes primero y segundo (24, 25).

7. Una herramienta de torsión accionada por un fluido según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la herramienta tiene además medios de desplazamiento para suministrar un fluido aplicado de forma consecutiva a lados opuestos de los medios impulsores (20) para desplazar los medios impulsores axialmente en relación con el elemento de enganche (1) de forma consecutiva en una primera dirección axial y después en la segunda dirección opuesta.

8. Una herramienta de torsión accionada por un fluido según la reivindicación 7, caracterizada porque dichos medios de desplazamiento incluyen un cilindro de fluido (38, 39) para recibir el fluido aplicado y desplazar dichos medios impulsores (20) axialmente en relación con dicho elemento de enganche (1) en las dos direcciones opuestas del desplazamiento alternativo.