ES2331580T3 - Dispositivo hidraulico de apriete de tornillos. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo hidráulico de apriete de tornillos para apretar y aflojar tornillos altamente solicitados, con - un cilindro (5, 6, 7, 8) que se apoya en un componente de máquina (1) que ha de ser tensado mediante un perno roscado (2) y una tuerca (3), - por lo menos un émbolo, guiado de forma obturada en aquel cilindro y cargado periódicamente por presión, que se apoya en un casquillo intercambiable (21) atornillado en un extremo de rosca (4) del perno roscado (2), - una conexión (45) de un medio a presión en el dispositivo de apriete de tornillos y - un engranaje (9) en unión de accionamiento con el casquillo intercambiable (21), caracterizado porque el dispositivo de apriete de tornillos está provisto también de - un casquillo giratorio (15) dispuesto en el cilindro (5, 6, 7, 8), acoplado en unión geométrica con la tuerca (3), - un engranaje (47) en unión de accionamiento (16) con el casquillo giratorio (15), - un motor de accionamiento (24) para los engranajes (9; 47), - un eje de unión (33) entre una rueda dentada (32) en el engranaje (9) para el casquillo intercambiable (21) y una rueda dentada en el engranaje (47) para el casquillo giratorio (15), - un dispositivo (25) para el acoplamiento alternativo del motor de accionamiento (24) con el casquillo intercambiable (21) o con el casquillo giratorio (15) y - un respectivo hexágono interior o un cuadrado interior (18, 49) para el acoplamiento en unión geométrica de una herramienta de giro con una rueda dentada (12) fijada en el casquillo intercambiable (21) y con la rueda dentada (42) dispuesta en el engranaje (9) para el accionamiento del eje de unión (33).
Description
Dispositivo hidráulico de apriete de
tornillos.
La invención se refiere a un dispositivo
hidráulico de apriete de tornillos para apretar y aflojar tornillos
altamente solicitados según el preámbulo de la reivindicación
independiente 1.
Un dispositivo de apriete de tornillos de este
tipo se describe en el documento US 5 025 541 A1.
Los dispositivos de apriete de tornillos de este
tipo tienen el objetivo de ejercer en un tornillo una fuerza de
apriete exactamente especificada para poder apretar o aflojar una
tuerca enroscada en el tornillo. Para este fin, el casquillo
intercambiable en el dispositivo de apriete de tornillos se enrosca
en el extremo de rosca sobresaliente por encima de la tuerca y a
continuación se aplica una presión hidráulica en el dispositivo de
apriete de tornillos. Una vez alcanzado el alargamiento de tornillo
especificado, la tuerca enroscada en el extremo de rosca del perno
roscado se gira hasta entrar en contacto con el componente de
máquina.
Para facilitar el enroscado del casquillo
intercambiable en el extremo de rosca del perno roscado en el caso
de cilindros de apriete de tornillos, el émbolo en el dispositivo
según el documento CH 552 448 A está provisto arriba de una parte
cuadrangular o hexagonal. En esta parte cuadrangular o hexagonal
puede acoplarse una herramienta de giro, por ejemplo en forma de
una "chicharra" manualmente accionada y es posible girar el
émbolo con la carcasa fija, por lo que se puede enroscar o
desenroscar el mismo en el extremo de la rosca.
Una vez pretensado el perno roscado con la
fuerza deseada, la tuerca se ajusta mediante una herramienta a
través de una abertura en el cilindro hasta que se encuentre en
contacto pleno con el componente de máquina.
El tiempo requerido para apretar tornillos
altamente solicitados de este tipo depende fuertemente de los
tiempos adicionales, es decir, del enroscado del casquillo
intercambiable en el extremo de rosca del perno roscado así como
del apriete de la tuerca.
En el documento
US-A-5,025,541 se describe un
dispositivo para atornillar y desatornillar una tuerca en un perno
roscado y para atornillar y desatornillar un casquillo
intercambiable desplazable en una brida independientemente de
dispositivos de apriete de tornillos hidráulicos, previstos para
cada unión atornillada, para apretar y aflojar tornillos altamente
solicitados. El dispositivo presenta ruedas dentadas axialmente
desplazables que se acoplan por un lado en la zona de coronas
dentadas dispuestas en el casquillo intercambiable y en la tuerca y
se pueden acoplar por otro lado alternativamente mediante
desplazamiento axial con la corona dentada del casquillo
intercambiable o con la corona dentada en la tuerca. Este
dispositivo para atornillar y desatornillar una tuerca y un
casquillo intercambiable está configurado como unidad modular que
puede desplazarse sucesivamente a una multiplicidad de uniones
atornilladas que se deben apretar o aflojar. Las ruedas dentadas se
accionan mediante un motor.
En el documento
DE-A-23 28 444 se describe además un
aparato de apriete de tornillos combinado
electro-neumático-hidráulico con
efecto simultáneo de fuerza de tracción y de par de giro. Este
aparato presenta un motor de accionamiento que a través de un
engranaje se encuentra en unión de accionamiento con un casquillo
intercambiable, así como a través de un eje de unión con un
casquillo giratorio acoplado en unión geométrica con una tuerca. La
unión de accionamiento con el casquillo intercambiable puede
desacoplarse después del enroscado del casquillo intercambiable,
por lo que el motor de accionamiento gira sólo la tuerca cuando el
perno roscado, en el cual está atornillada la tuerca, se alarga
mediante un dispositivo de apriete de tornillos hidráulico.
El objetivo de la invención consiste en acortar
en la medida de lo posible los tiempos adicionales durante el uso
de un dispositivo hidráulico de apriete de tornillos, teniendo que
conseguirse esto con ayuda de un dispositivo con un tipo de
construcción lo más sencillo posible que ofrece la posibilidad de
enroscar el casquillo intercambiable y/o la tuerca tanto de forma
manualmente accionada como accionada por motor.
Basándose en este objetivo, en un dispositivo
hidráulico de apriete de tornillos para apretar y aflojar tornillos
altamente solicitados conforme a la reivindicación 1, con un
cilindro que se apoya en un componente de máquina a tensar mediante
un perno roscado y una tuerca, con por lo menos un émbolo guiado de
forma obturada en aquel y cargado periódicamente por presión que se
apoya en un casquillo intercambiable atornillado en un extremo de
rosca del perno roscado, con una conexión de un medio a presión en
el dispositivo de apriete de tornillos y un engranaje en unión de
accionamiento con el casquillo intercambiable, un casquillo
giratorio dispuesto en el cilindro y acoplado en unión geométrica
con la tuerca, la invención consiste en que están previstos un
engranaje en unión de accionamiento con el casquillo giratorio, otro
engranaje en unión de accionamiento con el casquillo
intercambiable, un motor de accionamiento para los engranajes, un
eje de unión entre una rueda dentada en el engranaje para el
casquillo intercambiable y una rueda dentada en el engranaje para el
casquillo giratorio, un dispositivo para el acoplamiento
alternativo del motor de accionamiento con el casquillo
intercambiable o con el casquillo giratorio y un respectivo hexágono
interior o un cuadrado interior para el acoplamiento en unión
geométrica de una herramienta de giro con una rueda dentada fijada
en el casquillo intercambiable y con la rueda dentada dispuesta en
el engranaje para el accionamiento del eje de unión.
Es posible configurar el engranaje de manera muy
sencilla con unas pocas ruedas dentadas y se requiere un solo motor
de accionamiento para accionar el casquillo intercambiable y el
casquillo giratorio, que puede acoplarse alternativamente con el
casquillo intercambiable o con el casquillo giratorio, ya que nunca
pueden girar al mismo tiempo el casquillo intercambiable y el
casquillo giratorio.
Asimismo, el casquillo intercambiable puede
enroscarse en el extremo de rosca del perno roscado cuando no está
disponible energía de accionamiento para el motor de accionamiento,
o cuando el par de giro del motor de accionamiento no es
suficiente, en particular para apretar la tuerca, siendo posible
girar la rueda dentada fijada en el casquillo intercambiable y/o la
rueda dentada dispuesta en el engranaje para accionar el eje de
unión mediante acoplamiento en unión geométrica de una herramienta
de giro.
Esta posibilidad es interesante cuando es
posible poner en funcionamiento el dispositivo hidráulico de apriete
de tornillos mediante una bomba hidráulica manualmente accionada
pero no se dispone de una conexión eléctrica para la alimentación
del motor de accionamiento.
La conmutación puede componerse de la manera más
sencilla de una rueda dentada desplazable de un engranado con una
rueda dentada en el casquillo intercambiable a una unión de
accionamiento con el engranaje para el casquillo giratorio. Para
este fin pueden estar previstos muñones de eje en la rueda dentada
dispuestos de forma desplazable preferentemente en orificios
oblongos en una parte inferior y en una parte superior de una
carcasa de engranaje y es posible desplazar la rueda dentada
mediante una palanca de mando que puede bloquearse.
Mediante un transmisor de ángulo de giro
acoplado con el motor de accionamiento es posible comprobar la
longitud de rosca atornillada, lo que permite obtener una
indicación sobre el alargamiento del perno roscado después del
tensado sin que se necesiten dispositivos de medición por
separado.
Este transmisor de ángulo de giro puede estar
montado en el motor de accionamiento o puede estar constituido por
el motor de accionamiento mismo cuando este está configurado como
motor paso a paso que forma al mismo tiempo el transmisor de ángulo
de giro.
En el dispositivo hidráulico de apriete de
tornillos está dispuesto preferentemente un conmutador de motor que
permite también una conmutación de marcha adelante a marcha
atrás.
Adicionalmente es posible un modo de
funcionamiento automático para el apriete de la tuerca, conectándose
el motor de accionamiento mediante un mando a distancia cuando el
perno roscado ha alcanzado su longitud nominal. Esto es
particularmente importante cuando por ejemplo todos los tornillos de
un recipiente a presión de un reactor deben tensarse
simultáneamente mediante un número correspondiente de dispositivos
hidráulicos de apriete de tornillos.
Para evitar conmutaciones erróneas puede estar
dispuesto por ejemplo en la palanca de mando o en la rueda
intermedia desplazable un interruptor fin de carrera que permite el
modo de servicio automático únicamente cuando el casquillo
intercambiable está totalmente enroscado y la rueda dentada
intermedia está desacoplada de la unión de accionamiento con el
casquillo intercambiable.
Preferentemente, el engranaje para el casquillo
intercambiable con el motor de accionamiento y el eje de unión está
configurado como unidad modular independiente, con la que puede
equiparse posteriormente un dispositivo de apriete de tornillos
existente, que puede acoplarse con el engranaje para el casquillo
intercambiable mediante una prolongación hexagonal o cuadrangular y
con el engranaje para el casquillo giratorio mediante una
prolongación hexagonal o cuadrangular correspondiente en el eje de
unión.
Esta unidad modular puede acoplarse con
cualquier dispositivo hidráulico de apriete de tornillos que
presente tanto en el casquillo intercambiable como también en el
engranaje para el casquillo giratorio una entalladura hexagonal o
cuadrangular correspondiente. En el dispositivo de apriete de
tornillos existente sólo tienen que practicarse los taladros para
los tornillos de fijación.
Naturalmente, también es posible equipar
dispositivos hidráulicos de apriete de tornillos desde un principio
con la unidad modular mencionada que en este caso sólo se compone de
un motor de accionamiento que puede acoplarse alternativamente con
un engranaje engranado con el casquillo intercambiable y con el
casquillo giratorio. En este caso, la tapa, que cierra el
dispositivo de apriete de tornillos hacia arriba, puede configurarse
directamente como carcasa de engranaje que se cierra sólo con una
tapa sencilla.
El dispositivo de apriete de tornillos conforme
a la invención con el accionamiento de giro para el casquillo
intercambiable y el casquillo giratorio tiene un tipo de
construcción muy compacto y puede usarse sin problemas también en
lugares estrechos.
La invención se explica a continuación más
detalladamente con referencia a un ejemplo de realización
representado en el dibujo. En el dibujo se muestran:
Fig. 1: Vista en perspectiva de un dispositivo
hidráulico de apriete de tornillos con una unidad de accionamiento
para el casquillo intercambiable y el casquillo giratorio.
Fig. 2: Vista lateral en corte parcial del
dispositivo hidráulico de apriete de tornillos según la figura
1.
Fig. 3: Vista en planta desde arriba del
dispositivo hidráulico de apriete de tornillos según las figuras 1
y 2.
Fig. 4: Vista en planta desde arriba en corte a
lo largo de la línea IV - III en la figura 2.
\vskip1.000000\baselineskip
De la vista exterior en perspectiva representada
en la figura 1 y de la figura 2 se desprende un dispositivo
hidráulico de apriete de tornillos que se compone de elementos de
cilindro 5, 6, 7, una zona 8 que se apoya en el elemento de máquina
a apretar y de una tapa 19. En los elementos de cilindro 5, 6, 7, en
los cuales se mueven de forma obturada émbolos hidráulicos, está
conectado un distribuidor de medio a presión 44 provisto de una
tubuladura de conexión 45 para un tubo flexible de alta presión. Un
casquillo intercambiable 21 se mueve hacia arriba mediante los
émbolos hidráulicos no representados cuando se aplica presión.
En la tapa 19 está colocado un engranaje 9 que
presenta una parte de carcasa de engranaje inferior 10 y una parte
de carcasa de engranaje superior 11 fijadas en la tapa 19 mediante
tornillos 20.
El dispositivo hidráulico de apriete de
tornillos sirve para apretar un elemento de máquina 1 mediante un
perno roscado 2 y una tuerca 3. Para este fin, la tuerca se
atornilla en primer lugar sin apretar en el extremo de rosca 4 del
perno roscado 2 y a continuación se atornilla una parte roscada 22
del casquillo intercambiable 21 en el extremo de rosca 4 que
sobresale aún de la tuerca 3. En la zona 8, que se apoya en el
componente de máquina 1, está dispuesto un casquillo giratorio 15
que circunda la tuerca 3 en unión geométrica. Mediante el anillo de
retención Seeger 54, el casquillo giratorio 15 está protegido contra
caída de la zona 8 que se apoya en el componente de máquina 1. Un
resorte de compresión 17 ejerce una ligera presión en el casquillo
giratorio 15 contra el anillo de retención Seeger 54, por lo que el
casquillo giratorio 15 puede desviarse axialmente durante la
colocación del dispositivo hidráulico de apriete de tornillos cuando
el hexágono interior no está alineado con el hexágono exterior de
la tuerca 3. En el casquillo giratorio 15 está dispuesto un dentado
exterior 16 que actúa conjuntamente con ruedas dentadas en un
engranaje 47.
El casquillo intercambiable 21 está provisto en
su extremo superior de una entalladura hexagonal o cuadrangular 28
en la que se introduce una prolongación hexagonal o cuadrangular 14
en una rueda dentada 12 en el engranaje 9. Esta rueda dentada 12
está atornillada con el casquillo intercambiable 21 mediante
tornillos de fijación 13.
La rueda dentada 12 presenta a su vez una
entalladura hexagonal o cuadrangular 18 que pasa a un taladro axial
21 en el casquillo intercambiable 21.
En el engranaje 9 está abridado un motor de
accionamiento eléctrico 24 acoplado con una rueda dentada 23. Esta
rueda dentada 23 está permanentemente engranada con una rueda
intermedia 35 desplazable cuyos muñones de eje 34, 35 están guiados
en orificios oblongos 31 curvados en la parte inferior 10 de carcasa
de engranaje y en la parte superior 11 de carcasa de engranaje.
Esta rueda dentada intermedia 25 desplazable puede desplazarse
mediante una palanca de accionamiento 26 de tal manera que se
encuentra en unión de accionamiento con una rueda dentada 32 en el
engranaje 9 o con la rueda dentada 12 unida con el casquillo
intercambiable 21. Entre la rueda dentada 32 en el engranaje 9 y
una rueda dentada, no representada en detalle, en el engranaje 47
está dispuesto un eje de unión 33, por lo que el giro del motor de
accionamiento eléctrico 24 se transmite al casquillo giratorio 15 a
través de la rueda dentada 32, la rueda dentada intermedia
desplazable 25 y el eje de unión 33 así como a través de ruedas
dentadas dispuestas en el engranaje 47, por lo que es posible girar
de esta manera la tuerca 3.
Cuando la rueda intermedia desplazable 25 se
desplaza a la posición engranada con la rueda dentada 12 es posible
enroscar el casquillo intercambiable 21 mediante el motor de
accionamiento eléctrico 24 sin mucha fuerza en el extremo de rosca
4 del perno roscado 2 cuando los cilindros 5, 6, 7 están
parados.
También la rueda dentada 32 en el engranaje 9,
igual que la rueda dentada 12, está provista de un hexágono
interior o de un cuadrado interior 49, por lo que tanto el casquillo
intercambiable 21 como el casquillo giratorio 15 pueden girarse
mediante una herramienta de giro manualmente accionada cuando no
está disponible energía de accionamiento eléctrica. La herramienta
de giro manualmente accionada puede usarse también cuando el motor
de accionamiento 24 falla o en el caso de que se presente una dureza
entre la tuerca 3 o el casquillo intercambiable 21,
respectivamente, y el perno roscado 2 que no puede superarse
mediante el motor de accionamiento 24 e impide el enroscado o
desenroscado mediante el motor de accionamiento.
Un conmutador de motor 27 sirve para conectar y
desconectar el motor de accionamiento 24 y para realizar la
conmutación entre marcha a la derecha y marcha a la izquierda. De
esta manera es posible tanto apretar como aflojar tornillos con
gran velocidad y sin grandes esfuerzos.
Es posible controlar el conmutador de motor 27
mediante un mando a distancia 41 que sirve para conectar el motor
de accionamiento 24 para apretar la tuerca 3 cuando el perno roscado
2 está alargado. Para evitar una conexión del motor de
accionamiento 24 cuando existe todavía una unión de accionamiento
con el casquillo intercambiable 21, en la zona de la palanca de
mando 26 está dispuesto un interruptor fin de carrera 39 que permite
una conexión con el mando a distancia únicamente cuando la unión de
accionamiento con el casquillo intercambiable está
interrumpida.
Entre el motor de accionamiento 24 y la rueda
dentada 23 puede estar dispuesto un acoplamiento a fricción 36 para
impedir daños por sobrecarga en los componentes del engranaje. Este
acoplamiento a fricción 36 puede servir también para apretar la
tuerca 3 con un par de giro especificado bajo y seguir apretando la
misma con este par de giro bajo durante el alargamiento del perno
roscado 2 sin influir de esta manera en el alargamiento del
tornillo.
En el motor de accionamiento 24 puede estar
dispuesto un transmisor de ángulo de giro 37. Con ayuda del
transmisor de ángulo de giro 37 es posible comprobar la longitud de
rosca atornillada y proporcionar una indicación sobre el
alargamiento del perno roscado 2.
Cuando el motor de accionamiento 24 está
configurado como motor paso a paso eléctrico, este puede servir
también como transmisor de ángulo de giro.
El ejemplo de realización representado se
refiere en primer lugar a una disposición de engranaje que puede
equiparse posteriormente. En dispositivos hidráulicos de apriete de
tornillos equipados de antemano con el accionamiento 9, 24 conforme
a la invención para el casquillo intercambiable 21 y el casquillo
giratorio 15 es posible disponer el engranaje 9 en la zona de la
tapa 19 y cerrarlo mediante una tapa de engranaje sencilla sin
tener que montar una carcasa adicional compuesta de una parte
inferior y de una parte superior de carcasa de engranaje.
Claims (10)
1. Dispositivo hidráulico de apriete de
tornillos para apretar y aflojar tornillos altamente solicitados,
con
- un cilindro (5, 6, 7, 8) que se apoya en un
componente de máquina (1) que ha de ser tensado mediante un perno
roscado (2) y una tuerca (3),
- por lo menos un émbolo, guiado de forma
obturada en aquel cilindro y cargado periódicamente por presión, que
se apoya en un casquillo intercambiable (21) atornillado en un
extremo de rosca (4) del perno roscado (2),
- una conexión (45) de un medio a presión en el
dispositivo de apriete de tornillos y
- un engranaje (9) en unión de accionamiento con
el casquillo intercambiable (21), caracterizado porque el
dispositivo de apriete de tornillos está provisto también de
- un casquillo giratorio (15) dispuesto en el
cilindro (5, 6, 7, 8), acoplado en unión geométrica con la tuerca
(3),
- un engranaje (47) en unión de accionamiento
(16) con el casquillo giratorio (15),
- un motor de accionamiento (24) para los
engranajes (9; 47),
- un eje de unión (33) entre una rueda dentada
(32) en el engranaje (9) para el casquillo intercambiable (21) y
una rueda dentada en el engranaje (47) para el casquillo giratorio
(15),
- un dispositivo (25) para el acoplamiento
alternativo del motor de accionamiento (24) con el casquillo
intercambiable (21) o con el casquillo giratorio (15) y
- un respectivo hexágono interior o un cuadrado
interior (18, 49) para el acoplamiento en unión geométrica de una
herramienta de giro con una rueda dentada (12) fijada en el
casquillo intercambiable (21) y con la rueda dentada (42) dispuesta
en el engranaje (9) para el accionamiento del eje de unión (33).
2. Dispositivo hidráulico de apriete de
tornillos de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual la
conmutación de un acoplamiento con una rueda dentada (12) engranada
con el casquillo intercambiable (21) a una unión de accionamiento
con el engranaje (47) para el casquillo giratorio (15) se compone de
una rueda dentada desplazable (25).
3. Dispositivo hidráulico de apriete de
tornillos de acuerdo con la reivindicación 2, en el cual pivotes de
apoyo (34, 35) en la rueda dentada (25) están dispuestos de forma
desplazable en orificios oblongos (31) en una parte inferior o
superior (10, 11) de una carcasa de engranaje.
4. Dispositivo hidráulico de apriete de
tornillos de acuerdo con la reivindicación 3, en el cual está
prevista una palanca de accionamiento (26) inmovilizable para el
desplazamiento de la rueda dentada (25).
5. Dispositivo hidráulico de apriete de
tornillos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, en el
cual un transmisor de ángulo de giro (37) está unido con el motor de
accionamiento (24).
6. Dispositivo hidráulico de apriete de
tornillos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, en el
cual el motor de accionamiento (24) está configurado como motor paso
a paso y constituye al mismo tiempo el transmisor de ángulo de giro
(37).
7. Dispositivo hidráulico de apriete de
tornillos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, en el
cual un conmutador de motor (27) con inversión del sentido de giro
está dispuesto en el dispositivo.
8. Dispositivo hidráulico de apriete de
tornillos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, en el
cual el engranaje (9) para el casquillo intercambiable (21) con el
motor de accionamiento (24) y el eje de unión (33) está configurado
como unidad modular independiente, con la que puede equiparse
posteriormente un dispositivo de apriete de tornillos existente,
acoplable mediante una prolongación hexagonal o cuadrangular (14)
con el casquillo intercambiable (21) y con el engranaje (47) para el
casquillo giratorio (15) mediante una prolongación hexagonal o
cuadrangular correspondiente en el eje de unión (33).
9. Dispositivo hidráulico de apriete de
tornillos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1, 2, 4 a 8 en
el cual una tapa (19) que cierra el cilindro (5, 6, 7, 8) hacia
arriba está configurada como carcasa de engranaje para el
engranaje (9).
engranaje (9).
10. Dispositivo hidráulico de apriete de
tornillos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, en el
cual está previsto un interruptor fin de carrera (39) que registra
la posición de la rueda dentada desplazable (25) y permite una
unión con un mando a distancia (41) sólo cuando está interrumpida la
unión de accionamiento con el casquillo intercambiable (21).
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