ES2279819T3 - Llave dinamometrica. - Google Patents
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Abstract
Una llave dinamométrica para aplicar momento de torsión a un componente, comprendiendo la llave dinamométrica: un elemento de acoplamiento (20) para acoplar un componente (21) que debe girar alrededor de un eje (22); un medio de trinquete (24, 25) conectado a dicho elemento de acoplamiento (20); una palanca (14) conectada a dicho elemento de acoplamiento (20) mediante dicho medio de trinquete (24, 25) de forma que la rotación de dicha palanca (14) en un sentido (C) alrededor de dicho eje (22) aplique momento de torsión a dicho elemento de acoplamiento (20) y la rotación de dicha palanca (14) en el sentido opuesto alrededor de dicho eje (22) aplique momento de torsión por debajo de un valor predeterminado a dicho elemento de acoplamiento (20); y un elemento conector (12) conectado de forma pivotante a dicha palanca (14) lejos de dicho elemento de acoplamiento (20) y adaptado para acoplarse mediante un medio de accionamiento (3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10) con movimiento lineal recíproco en uso, para hacer girar de forma alternada la palanca (14) en sentidos opuestos alrededor de dicho eje (12); caracterizada porque dicha palanca (14) en uso entra en contacto con dicho elemento conector (12), y dicho elemento conector (12) en uso es deslizante respecto a dicho medio de accionamiento (3-10) en una dirección transversal a la dirección de dicho movimiento lineal recíproco.
Description
Llave dinamométrica.
La presente invención se refiere a llaves
dinamométricas, y se refiere, concreta, pero no exclusivamente, a
llaves dinamométricas hidráulicas para apretar y aflojar conectores
roscados.
Las llaves dinamométricas hidráulicas comprenden
generalmente una unidad de accionamiento que incluye un cilindro y
un pistón hidráulicos, estando conectado de forma pivotante el
extremo libre del pistón a una palanca de mando que se acopla con
el conector que debe girar, ya sea directamente o mediante un
componente intermedio con un extremo que encaja con la palanca de
mando y otro extremo que encaja con el conector. El movimiento
lineal recíproco del pistón provoca que la palanca de mando gire en
sentidos que alternan alrededor de un eje alrededor del cual debe
girar el conector, y un mecanismo de trinquete provoca la rotación
de la palanca en un único sentido para aplicar un momento de
torsión de nivel considerable al conector.
Las llaves dinamométricas conocidas sufren el
inconveniente de que cuando la palanca de mando gira como
consecuencia del movimiento lineal recíproco del pistón, varía la
distancia entre la línea de acción de la fuerza aplicada por el
pistón y el eje de rotación de la palanca de mando. Como
consecuencia, la carrera del pistón debe mantenerse corta, lo que
aumenta de forma significativa el tiempo que se tarda en apretar o
aflojar un conector, o debe hacerse una compensación para el cambio
de distancia.
Las llaves dinamométricas conocidas en las que
se proporciona la compensación como se ha mencionado anteriormente
se describen en los documentos US4027561 y EP0382961. Estas llaves
dinamométricas se adaptan a las variaciones de distancia entre el
eje de rotación de la palanca de mando y la línea de acción de la
fuerza aplicada por el pistón haciendo que la disposición del
cilindro y del pistón hidráulicos sea pivotante alrededor del
extremo de la misma lejos del extremo sujeto a la palanca de mando.
Esto permite que el extremo del cilindro sujeto a la palanca de
mando se mueva con la palanca de mando. No obstante, este tipo de
llave dinamométrica sufre el inconveniente de que por razones de
seguridad, el alojamiento de la llave debe ser voluminoso para
adaptarse a todo el conjunto de posiciones de la disposición de
cilindro y pistón.
En la patente de EE.UU. nº 4753139 y la
publicación de patente europea nº 0382408 se describen ejemplos de
otras llaves dinamométricas de la técnica anterior. Las llaves
dinamométricas que se describen en estos documentos sufren los
inconvenientes que se han expuesto anteriormente.
Las formas de realización preferidas de la
presente invención intentan superar los inconvenientes anteriores
de la técnica anterior.
Según la presente invención, se proporciona una
llave dinamométrica para aplicar momento de torsión a un componente,
comprendiendo la llave dinamométrica:
un elemento de acoplamiento para acoplar un
componente que debe girar alrededor de un eje;
un medio de trinquete conectado a dicho elemento
de acoplamiento;
una palanca conectada a dicho elemento de
acoplamiento mediante dicho medio de trinquete de forma que la
rotación de dicha palanca en un sentido alrededor de dicho eje
aplique momento de torsión a dicho elemento de acoplamiento y la
rotación de dicha palanca en el sentido opuesto alrededor de dicho
eje aplique momento de torsión por debajo de un valor
predeterminado a dicho elemento de acoplamiento; y
un elemento conector conectado de forma
pivotante a dicha palanca lejos de dicho elemento de acoplamiento y
adaptado para acoplarse mediante un medio de accionamiento con
movimiento lineal recíproco en uso, para hacer girar de forma
alternada la palanca en sentidos opuestos alrededor de dicho
eje;
caracterizada porque dicha palanca en uso entra
en contacto con dicho elemento conector, y dicho elemento conector
en uso es deslizante respecto a dicho medio de accionamiento en una
dirección transversal a la dirección de dicho movimiento lineal
recíproco.
Al proporcionar un elemento conector deslizante
respecto al medio de accionamiento en una dirección transversal a
la dirección del movimiento lineal recíproco, se proporciona la
ventaja de que puede transferirse la fuerza desde el medio de
accionamiento al elemento conector para todas las posiciones de la
palanca sin necesidad de que el medio de accionamiento pivote
alrededor de su extremo lejos del elemento conector. Esto permite
construir la llave dinamométrica de forma más compacta que en el
caso de la técnica anterior.
En una forma de realización preferida, el
elemento de acoplamiento define una abertura adaptada para acoplar
un componente que debe girar, y está provisto de un primer medio de
acoplamiento en una superficie externa del mismo adaptado para
acoplar dicho medio de trinquete.
El primer medio de acoplamiento puede comprende
una pluralidad de dientes.
En una forma de realización preferida, el medio
de trinquete incluye un segundo medio de acoplamiento adaptado para
acoplar dicho primer medio de acoplamiento para permitir el
movimiento deslizante relativo de dicho primer y segundo medio de
acoplamiento en una única dirección.
El medio de trinquete también puede comprender
medios de polarización para impulsar dicho segundo medio de
acoplamiento a acoplamiento con dicho primer medio de
acoplamiento.
La palanca y dicho elemento conector están
provistos preferentemente de superficies que se acoplan
mutuamente.
Esto proporciona la ventaja de maximizar el área
sobre la que se aplica fuerza al elemento conector con el medio de
accionamiento, que a su vez minimiza las tensiones localizadas en la
llave dinamométrica.
Las superficies que se acoplan mutuamente pueden
comprender una superficie convexa en una de dicha palanca y uno de
dicho elemento de acoplamiento y una superficie cóncava de
cooperación en la otra de dicha palanca y otro de dicho elemento de
acoplamiento.
El elemento conector puede comprender una
porción de acoplamiento para acoplar dicho medio de accionamiento
para permitir el movimiento deslizante relativo de dicho elemento de
acoplamiento y dicho medio de accionamiento en una dirección
transversal a la dirección de dicho movimiento lineal recíproco pero
no en una dirección sustancialmente paralela a la de dicho
movimiento lineal recíproco.
Esto proporciona la ventaja de permitir que se
transmita el movimiento del medio de accionamiento en ambas
direcciones al elemento conector, al tiempo que permite el
movimiento deslizante relativo del elemento conector y el medio de
accionamiento en una dirección transversal a la dirección del
movimiento lineal recíproco.
La llave dinamométrica también puede comprender
un medio de accionamiento con movimiento lineal recíproco en uso,
para hacer girar de forma alternada la palanca en sentido opuestos
alrededor de dicho eje.
El medio de accionamiento puede separarse de
dicha palanca y dicho elemento conector.
Esto proporciona la ventaja de permitir que la
llave dinamométrica esté provista de una pluralidad de elementos de
acoplamiento de distintos tamaños para encajar con conectores de
varios tamaños.
La porción de acoplamiento comprende
preferentemente al menos una hendidura o un saliente adaptados para
acoplar con un saliente o una muesca respectivos en dicho medio de
accionamiento.
En una forma de realización preferida, el o cada
dicho saliente puede desplazarse y se adapta para deslizarse sobre
una superficie inclinada para acoplarse con la dicha muesca
correspondiente.
Esto proporciona la ventaja de minimizar el
riesgo de movimiento de la palanca a través de toda la carrera del
medio de accionamiento cuando el elemento conector no se acopla
correctamente con el medio de accionamiento, que de lo contrario
podría dañar la llave dinamométrica.
El medio de accionamiento puede incluir un
pistón y un cilindro hidráulicos.
A continuación se describirán formas de
realización preferidas de la invención, a modo de ejemplo únicamente
y sin ningún sentido limitador, con referencia a los dibujos que se
acompañan en los que:
la fig. 1 es una vista lateral
transversal de una primera forma de realización de la presente
invención;
la fig. 2 es una vista lateral
transversal de una segunda forma de realización de la invención en
una condición montada; y
la fig. 3 es una vista lateral
trasversal de la forma de realización de la figura 2 en una
condición separada.
Con referencia a la figura 1, una llave
dinamométrica 1 tiene un alojamiento 2 provisto de primero 3 y
segundo 4 orificio de admisión para fluido hidráulico (no se
muestra). El primer orificio de admisión 3 comunica con una cámara
anular 5 para provocar que un pistón 6 se deslice en la dirección de
la flecha A en una cámara 7 en la que se monta el pistón 6 mediante
juntas 8, 9. El segundo orificio de admisión 4 comunica directamente
con la cámara 7 para provocar que el pistón 6 se mueva en la
dirección de la
flecha B.
flecha B.
Una cabeza 10 del pistón 6 está provista de una
ranura 11 que admite un elemento de conexión 12 que se monta de
forma pivotante mediante un bulón 13 en una palanca de mando 14. El
elemento de conexión 12 y la palanca de mando 14 están provistos
respectivamente de superficies de cooperación cóncava 15 y convexa
16 que permanecen sustancialmente en contacto entre sí cuando el
elemento de conexión 12 y la cabeza del pistón 10 pivotan respecto
entre sí alrededor del bulón 13. Esto maximiza el área de superficie
sobre la que se aplica la fuerza en la dirección de la flecha A a
la palanca de mando 14, que a su vez minimiza la tensión localizada
en esa parte de la palanca de mando 14.
La palanca de mando 14 define una abertura 17 en
la que se admite un elemento anular de acoplamiento 18 con dientes
19 en su superficie interna para acoplar un adaptador 20 que a su
vez está conectado a un componente 21 que debe girar alrededor del
eje 22. El elemento de acoplamiento 18 está provisto en su
superficie externa de dientes 23 que se acoplan a dientes
correspondientes 24 del elemento de trinquete 25, siendo el perfil
de los dientes adecuado para que el elemento de acoplamiento 18
pueda girar en la dirección de la flecha C en la figura 1, pero no
en la dirección opuesta. Se proporciona el elemento de trinquete 25
en una muesca 26 en la palanca de mando 14 y se impulsa para que se
acople con el elemento de acoplamiento 18 mediante un resorte de
compresión 27. Por consiguiente, puede verse que la rotación de la
palanca de mando 14 en la dirección de la flecha C alrededor del
eje 22 provoca que el elemento de acoplamiento 18 también gire
alrededor del eje 22 para aplicar momento de torsión al componente
21, mientras que la rotación de la palanca de mando 14 en el
sentido opuesto no provoca que el elemento de acoplamiento 18 haga
girar el componente 21.
A continuación se describirá el funcionamiento
de la forma de realización que se muestra en la figura 1.
Para aplicar momento de torsión en la dirección
de la flecha C en la figura 1 al componente 21, se aplica fluido
hidráulico en la carrera de avance del pistón 6 mediante el primer
orificio de admisión 3 para provocar el movimiento del pistón
hidráulico 6 en la dirección de la flecha A. El movimiento del
pistón 6 en la dirección de la flecha A provoca la rotación de la
palanca de mando 14 en la dirección de la flecha C alrededor del
eje 22 para que a su vez provoque rotación del elemento de
acoplamiento 18 en la dirección de la flecha C alrededor del eje
22. Cuando la palanca de mando 14 gira alrededor del eje 22, la
distancia entre la línea de acción de la fuerza aplicada por el
pistón 6 y el eje 22 cambia. Al mismo tiempo, no obstante, el
elemento de conexión 12 se desliza en la ranura 11 respecto a la
cabeza 10 del pistón 6 de forma que todavía puede aplicarse una
fuerza paralela a la flecha A a la superficie convexa 16 de la
palanca de mando 14.
En la carrera de retorno del pistón 6, se
suministra fluido hidráulico a través del segundo orificio de
admisión 4 para mover el pistón 6 en la dirección de la flecha B,
esto provoca que la palanca de mando 14 gire alrededor del eje 22
en una dirección opuesta a la flecha C, pero a causa del movimiento
deslizante entre los dientes 23 del elemento de acoplamiento 18
respecto a los dientes 24 del elemento de trinquete 25, no se
provoca que el elemento de acoplamiento 18 gire alrededor del eje
22 respecto a la palanca de mando 14. De esta manera, el movimiento
recíproco del pistón 6 provoca que se aplique el momento de torsión
al componente 21 con cada carrera de avance del pistón 6.
Con referencia a las figuras 2 y 3, en las que
las partes comunes a la forma de realización de la figura 1 se
indican con los mismos números de referencia pero aumentados en 100,
se proporciona alojamiento 102A, 102B de la llave 101 en dos partes
que se pueden separar entre sí y pueden enclavarse entre sí mediante
un bulón 130. La parte de alojamiento 102A incluye la palanca de
mando 114 y el elemento de conexión 112, así como el elemento de
acoplamiento 118 y el elemento de trinquete 125. En la figura 3 se
puede ver que el elemento de acoplamiento 118 define una abertura
interna 117 adaptada para acoplar directamente una tuerca hexagonal
121 que debe girar.
La parte de alojamiento 102B contiene el pistón
hidráulico 106, así como la cabeza 110 del pistón 106. La cabeza
110 del pistón 106 está provista de un par de bulones que se pueden
desplazar accionados con resorte 131 que se adaptan para acoplarse
con una parte de borde 132 (figura 3) del elemento de conexión 112.
La parte de borde inclinada 132 está dispuesta de forma que la
cabeza del pistón 110 y el elemento de conexión 112 se lleven a
contacto entre sí, los bulones 131 se desplazan hacia dentro de la
cabeza del pistón 110 mediante la superficie inclinada de la parte
de borde 132 para permitir que los bulones 131 se enclaven detrás de
la parte de borde 132 de forma que el movimiento de la cabeza del
pistón 110 en la dirección de la flecha D o E en las figuras 2 y 3
provoque que el elemento de conexión 112 también se desplace en esa
dirección.
A continuación se describirá el funcionamiento
de la llave dinamométrica 101 que se muestra en las figuras 2 y
3.
Para aplicar momento de torsión en la dirección
de la flecha F en las figuras 2 y 3 a una tuerca hexagonal 121, se
selecciona una parte de alojamiento 102A que tiene un elemento de
acoplamiento 118 con la abertura de tamaño correcto 117 de entre un
grupo de estas partes de alojamiento 102A con aberturas 117 de
diversos tamaños. Después se lleva a contacto la parte de
alojamiento 102A junto con la parte de alojamiento 102B de forma
que el elemento de conexión 112 se acopla con los bulones 131 para
enclavar el elemento de conexión 112 y el pistón del mismo 110
juntos, pero permite movimiento deslizante relativo entre estas dos
partes en una dirección transversal a las flechas D y E.
El elemento de acoplamiento 118 se monta después
en la tuerca 121, y se suministra fluido hidráulico mediante el
primer orificio de admisión 103. Esto provoca que la cabeza del
pistón 110 se desplace en la dirección de la flecha D, que a su vez
provoca la rotación de la palanca de mando 114 en la dirección de la
flecha F para hacer girar la tuerca 121 en esa dirección alrededor
del eje 122. En la carrera de retorno del pistón 106, puede
producirse movimiento deslizante relativo entre el elemento de
acoplamiento 118 y el elemento de trinquete 125 cuando la palanca
de mando 114 gira en la dirección opuesta a la flecha F. Por
consiguiente, no se aplica ningún nivel significativo de momento de
torsión a la tuerca 121 en la dirección opuesta a la flecha F.
Entonces el proceso se repite hasta que se aplica la cantidad
deseada de rotación/momento de torsión a la tuerca 121.
Aquellas personas expertas en la materia
apreciarán que las formas de realización anteriores se han descrito
a modo de ejemplo únicamente y sin ningún sentido limitador, y que
hay diversas alteraciones y modificaciones posibles sin desviarse
del alcance de la invención como se define en las reivindicaciones
adjuntas.
Claims (13)
1. Una llave dinamométrica para
aplicar momento de torsión a un componente, comprendiendo la llave
dinamométrica:
un elemento de acoplamiento (20) para acoplar un
componente (21) que debe girar alrededor de un eje (22);
un medio de trinquete (24, 25) conectado a dicho
elemento de acoplamiento (20);
una palanca (14) conectada a dicho elemento de
acoplamiento (20) mediante dicho medio de trinquete (24, 25) de
forma que la rotación de dicha palanca (14) en un sentido (C)
alrededor de dicho eje (22) aplique momento de torsión a dicho
elemento de acoplamiento (20) y la rotación de dicha palanca (14) en
el sentido opuesto alrededor de dicho eje (22) aplique momento de
torsión por debajo de un valor predeterminado a dicho elemento de
acoplamiento (20); y
un elemento conector (12) conectado de forma
pivotante a dicha palanca (14) lejos de dicho elemento de
acoplamiento (20) y adaptado para acoplarse mediante un medio de
accionamiento (3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10) con movimiento lineal
recíproco en uso, para hacer girar de forma alternada la palanca
(14) en sentidos opuestos alrededor de dicho eje (12);
caracterizada porque dicha palanca (14)
en uso entra en contacto con dicho elemento conector (12), y dicho
elemento conector (12) en uso es deslizante respecto a dicho medio
de accionamiento (3-10) en una dirección
transversal a la dirección de dicho movimiento lineal recíproco.
2. Una llave dinamométrica según la
reivindicación 1, en la que dicho elemento de acoplamiento (20)
define una abertura adaptada para acoplar un componente (21) que
debe girar, y está provisto de un primer medio de acoplamiento (18)
en una superficie externa del mismo adaptado para acoplar dicho
medio de trinquete (24, 25).
3. Una llave dinamométrica según la
reivindicación 2, en la que dicho primer medio de acoplamiento (18)
comprende una pluralidad de dientes (23).
4. Una llave dinamométrica según la
reivindicación 2 ó 3, en la que dicho medio de trinquete (24, 25)
incluye un segundo medio de acoplamiento (25) adaptado para acoplar
dicho primer medio de acoplamiento (18) para permitir el movimiento
deslizante relativo de dicho primer (18) y segundo (25) medio de
acoplamiento en una única dirección.
5. Una llave dinamométrica según la
reivindicación 4, en la que dicho medio de trinquete también
comprende medios de polarización (27) para impulsar dicho segundo
medio de acoplamiento (25) a acoplamiento con dicho primer medio de
acoplamiento (18).
6. Una llave dinamométrica según una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que dicha
palanca (14) y dicho elemento conector (12) están provistos
preferentemente de superficies que se acoplan mutuamente.
7. Una llave dinamométrica según la
reivindicación 6, en la que dichas superficies que se acoplan
mutuamente comprenden una superficie convexa en una de dicha palanca
(14) y uno de dicho elemento de acoplamiento (12) y una superficie
cóncava de cooperación en la otra de dicha palanca (14) y otro de
dicho elemento de acoplamiento (12).
8. Una llave dinamométrica según una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que dicho
elemento conector (112) comprende una porción de acoplamiento (132)
para acoplar dicho medio de accionamiento (103-110)
para permitir el movimiento deslizante relativo de dicho elemento de
acoplamiento y dicho medio de accionamiento en una dirección
transversal a la dirección de dicho movimiento lineal recíproco,
pero no en una dirección sustancialmente paralela a la de dicho
movimiento lineal recíproco.
9. Una llave dinamométrica según la
reivindicación 8, en la que dicha porción de acoplamiento comprende
al menos una hendidura o un saliente adaptados para acoplarse con un
saliente (131) o una muesca respectivos en dicho medio de
accionamiento (103-110).
10. Una llave dinamométrica según la
reivindicación 9, en la que el o cada dicho saliente (131) puede
desplazarse y se adapta para deslizarse sobre una superficie
inclinada (132) para acoplarse con la dicha muesca
correspondiente.
11. Una llave dinamométrica según una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende
también medio de accionamiento (3-10) con movimiento
lineal recíproco en uso, para hacer girar de forma alternada la
palanca (14) en sentido opuestos alrededor de dicho eje (22).
12. Una llave dinamométrica según la
reivindicación 11, en la que dicho medio de accionamiento
(3-10) puede separarse de dicha palanca (14) y
dicho elemento conector (12).
13. Una llave dinamométrica según una
cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, en la que el medio de
accionamiento (3-10) incluye un pistón (6) y un
cilindro hidráulicos.
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