ES2342322T3 - Llave dinamometrica. - Google Patents
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Abstract
Herramienta dinamométrica (1) destinada al apriete de órganos de fijación, del tipo que comprende un cuerpo exterior alargado (3) que se extiende según un eje longitudinal (X-X) y en el cual la cabeza (5) de la herramienta es móvil en rotación; un empujador (66) móvil axialmente en el cuerpo exterior (3) y solicitado hacia la cabeza (5) por un muelle tarado (61); un órgano de transmisión de esfuerzo (67) intercalado entre la extremidad delantera del empujador (66) y el extremo posterior de la cabeza (5), siendo este órgano (67) apto para solicitar la cabeza (5) a equilibrio mecánico bajo la acción del empujador (66) y para romper el equilibrio bajo la acción de un par de atornillado superior a un umbral predeterminado; unos medios de detección de la ruptura de equilibrio mecánico (130) mediante detección del desplazamiento de una pieza constitutiva de la herramienta; y unos medios de disparo de envío de una información (134) correspondiente a la ruptura de equilibrio mecánico, hallándose dichos medios de disparo en enlace con dichos medios de detección, gobernando dicho desplazamiento el disparo de envío de una información por dichos medios de disparo, estando adaptados dichos medios de detección de la ruptura de equilibrio mecánico (130) para detectar un desplazamiento significativo del empujador (66) y hallándose dichos medios de detección (130) contenidos en su totalidad en el interior del cuerpo exterior (3), y cooperando dichos medios de detección (130) con una punta (65), posicionada entre el empujador (66) y el muelle tarado (61), caracterizada porque la punta está conjugada con una parte de la sección transversal del cuerpo exterior (3), hallándose dichos medios de detección dispuestos en el resto de esta sección transversal.
Description
Llave dinamométrica.
La presente invención se refiere a una
herramienta dinamométrica destinada al apriete de órganos de
fijación según el preámbulo de la reivindicación 1.
Una herramienta de este tipo se conoce de la
patente WO02/14023 A1.
La invención se aplica en particular a las
llaves a disparo, a las llaves con barra de flexión y a los
destornilladores dinamométricos.
De manera conocida, las operaciones de apriete
de elementos de fijación en el medio industrial requieren cada vez
más trazabilidad. Para las operaciones de apriete, los constructores
de herramientas dinamométricas proponen herramientas mecánicas,
cuyo principio se fundamenta en una ruptura de equilibrio de la
cabeza de la herramienta altamente perceptible, que permite
detectar la ruptura de equilibrio mediante un dispositivo que
comprende un circuito eléctrico provisto de un medio de conmutación
cuyo estado es modificado por la ruptura de equilibrio, y de una
unidad de tratamiento, adaptada para explotar la información
relativa al estado de dicho medio de conmutación. El conjunto del
dispositivo de detección generalmente se aloja en una caja fijada
exteriormente al cuerpo de la herramienta (véase, por ejemplo, la
patente FR-A-2842449).
Semejante construcción no es totalmente
satisfactoria, debido al hecho de que la caja define una
protuberancia en la periferia del cuerpo de la herramienta, que
puede representar un estorbo para la introducción de la herramienta
en un órgano mecánico en el que interviene el operario.
Además, esta construcción conocida usa un
interruptor integrado en el interior de la llave. Esto plantea
problemas de fiabilidad de contacto eléctrico, por cuanto el
interruptor se encuentra, en lo que respecta a las herramientas de
ruptura de equilibrio mecánico, en un entorno que contiene una gran
cantidad de grasa conductora de la electri-
cidad.
cidad.
Un objetivo principal es remediar estos
inconvenientes y en proveer una herramienta dinamométrica que
permite incrementar la fiabilidad de detección de la ruptura de
equilibrio sin aumentar el volumen ocupado por la
herramien-
ta.
ta.
A tal efecto, en una herramienta dinamométrica
mecánica del tipo precitado, los medios de detección de la ruptura
de equilibrio mecánico están adaptados para detectar un
desplazamiento significativo del empujador.
La invención se refiere a una herramienta
dinamométrica destinada al apriete de órganos de fijación según el
preámbulo de la reivindicación 1.
De acuerdo con otras características opcionales
de la invención:
- -
- un soporte de dichos medios de detección guía la punta;
- -
- los medios de detección comprenden unos medios sin contacto;
- -
- los medios de detección comprenden un sensor de efecto Hall que coopera al menos con un elemento magnético;
- -
- el sensor es solidario con el cuerpo exterior y el elemento magnético comprende una barra imantada, solidaria con dicha punta;
- -
- los medios de detección se encuentran en un primer estado mientras el empujador se halla en su posición de reposo correspondiente al equilibrio mecánico de la cabeza, y en un segundo estado cuando el empujador se desplaza retrocediendo axialmente;
- -
- los medios de detección detectan un desplazamiento correspondiente al cambio del primer estado hacia el segundo estado;
- -
- los medios de detección detectan además un segundo desplazamiento correspondiente al cambio del segundo estado hacia el primer estado, gobernando este segundo desplazamiento un segundo disparo de envío de información por dichos medios de disparo;
- -
- la herramienta es bien una llave a disparo, bien una llave con barra de flexión, o bien un destornillador.
\vskip1.000000\baselineskip
A continuación se va a describir más
detalladamente una forma de realización particular con referencia a
los dibujos que se adjuntan, en los que:
la figura 1 es una vista en sección longitudinal
parcial de una llave dinamométrica conforme a la invención;
la figura 2 es una vista en sección transversal,
según la línea II-II, de la llave ilustrada en la
figura 1;
la figura 3A es una vista desde arriba, con una
parte parcialmente retirada, de la llave ilustrada en la figura 1
cuando la llave se halla en posición de equilibrio mecánico;
la figura 3B es una vista de detalle en sección,
según la línea IIIB-IIIB, de la llave ilustrada en
la figura 3A cuando la llave se halla en posición de equilibrio
mecánico;
la figura 4A es una vista análoga a la figura 3A
que muestra la llave en posición de ruptura de equilibrio
mecánico;
la figura 4B es una vista análoga a la figura 4A
que muestra la llave en posición de ruptura de equilibrio
mecánico;
la figura 5 es un gráfico de una curva de medida
correspondiente al apriete en función del tiempo de la llave
ilustrada en los dibujos.
En las figuras 1 a 4B, se representa una llave
dinamométrica conforme a la invención, llave que presenta un eje
longitudinal X-X, orientado horizontalmente a
efectos de comodidad de la descripción. La llave 1 incorpora
esencialmente una cabeza de arrastre 5 en la parte delantera de la
llave, un conjunto de empuñadura 7 de agarre de la herramienta,
situado en la parte posterior de la herramienta, y un cuerpo
exterior tubular 3 de forma general cilíndrica, que define un
cuerpo hueco exterior por la parte intermedia. El cuerpo tubular 3
está formado por una funda exterior 3A y por un tubo interior 3B,
hallándose la funda 3A enmangada de forma ajustada sobre el tubo 3B
y recubriendo el tubo 3B en la parte delantera de este último.
La funda 3A, el tubo 3B y la cabeza 5 son
preferentemente piezas metálicas.
La llave que se representa es de tipo llave de
producción a disparo. Para este tipo de herramienta, no es
necesario reajustar con frecuencia el par de disparo. Se entiende
que la invención es de aplicación tanto a una llave llamada de
producción, en particular a disparo o de barra de flexión, como a
una llave dinamométrica regulable.
La cabeza de arrastre 5 es una pieza que
incorpora un bloque delantero 21 que sobresale por la parte
delantera del cuerpo 3, una zona intermedia de articulación 23 y un
brazo posterior 25 enmangado con juego en el tubo 3 y montado con
posibilidad de pivotamiento sobre el tubo 3B alrededor de un eje
Z-Z, materializado en un perno 27 y que se supone
vertical.
El perno 27 atraviesa diametralmente la zona de
articulación 23, la funda 3A y el tubo 3B, siendo solidario con
estos dos últimos.
El bloque 21 presenta, partiendo de su extremo
delantero, una fijación 29, en la que puede encajar y fijarse un
dispositivo de accionamiento (no representado). Este último es,
normalmente, una cabeza de trinquete reversible, dotada de un
cuadradillo de arrastre sobre el cual se adapta un casquillo de
atornillado.
El conjunto de empuñadura 7 esta montado de modo
fijo sobre el cuerpo tubular 3 y comprende un manguito exterior
101.
El manguito presenta en la parte distal o
delantera cuatro lumbreras 101A que, una vez efectuado el ensamble
de la llave, quedan dispuestas de cara a cuatro diodos
electroluminiscentes (LED) 78 uniformemente distribuidos
angularmente, cuya función se describirá posteriormente.
Adviértase que en las figuras, el plano de
sección X-Z está supuesto en vertical y que el eje
X-X está supuesto horizontal, a efectos de
comodidad de la descripción.
En la configuración de uso de la llave tal como
se representa en las figuras 1 y 2, los siguientes elementos quedan
dispuestos coaxialmente en el interior del tubo 3B, en equilibrio
mecánico, de la parte posterior a la delantera, hasta la extremidad
posterior del brazo 25:
- -
- un cilindro fileteado exteriormente 35, provisto de una forma de arrastre 37 orientada hacia la extremidad posterior del tubo 3B y cuyo fileteado exterior coopera con un fileteado interno formado sobre una sección posterior del tubo 3B. Con ello, el cilindro fileteado 35 se puede atornillar o desatornillar en el interior del tubo 3B a fin de ser desplazado axialmente, y forma así un mecanismo de tope posterior regulable axialmente y solidario con el tubo 3B;
- -
- una punta posterior 63 que comprende una cara proximal o posterior sobre la cual apoya una bola 64, a su vez en contacto con la cara terminal delantera del cilindro 35, y una cara distal sobre la que se extiende en saliente axial una espiga de centrado 63A;
\newpage
- -
- un muelle helicoidal tarado 61 que presenta una alta rigidez y cuyo extremo posterior se halla centrado sobre la espiga 63A y se apoya en la cara distal de la punta posterior 63;
- -
- una punta delantera 65, de material no magnético, con forma de sector cilíndrico se extiende aproximadamente 135º, presentando su extremo posterior una espiga 65A destinada a centrar el extremo delantero del muelle 61. La punta delantera 65 queda delimitada por una superficie aplanada 66 por la que emerge una parte en configuración de guía 65B de forma paralelepipédica que se extiende según el eje longitudinal X-X de la llave. La parte de guía 65B comprende dos caras laterales 65E paralelas entre sí y al plano X-Z. Siguiendo un eje diametral vertical se extiende un mandrinado ciego 65C que desemboca en la cara superior 65D de la parte de guía 65B. La punta delantera 65 puede deslizarse axialmente siendo guiada dentro del tubo 3B;
- -
- una barra imantada 65F va dispuesta dentro del mandrinado 65C y enrasa con la cara superior 65D de la parte en configuración de guía 65B de la punta 65;
- -
- un empujador 66, de forma general cilíndrica, presenta una cara posterior apoyada sobre la punta delantera 65. El empujador 66 puede deslizar axialmente siendo guiado dentro del tubo 3B, bajo el efecto de la solicitación del muelle 61, transmitida por la punta delantera 65;
- -
- un dado cúbico 67 se aplica, en una posición de reposo correspondiente al equilibrio de la cabeza 5, sobre los fondos de dos vaciados conjugados, formado uno en la cara posterior del brazo 25 y el otro en la cara anterior del empujador 66, siendo estas caras verticales y mutuamente enfrentadas.
\vskip1.000000\baselineskip
El conjunto formado por el empujador 66 y por el
dado 67 define un medio de apoyo axial sobre el brazo 25.
La posición axial del cilindro fileteado 35
determina la compresión del muelle 61 y, con ello, el esfuerzo
axial de apoyo del empujador 66 sobre el brazo 25, por mediación del
dado 67. Cuando sobre la empuñadura 7 se aplica una fuerza según la
flecha F de la figura 4A, una vez alcanzado el par de consigna
determinado por la compresión del muelle 61, el dado 67 se inclina
y el alargamiento de la dimensión axial del dado que se deriva hace
que el empujador 66 retroceda. El brazo 25, por pivotamiento
alrededor del perno 27, entra entonces en contacto con la
superficie interior del tubo 3B.
El contacto relativamente violento, como
consecuencia de la ruptura de equilibrio mecánico, provoca en el
operario una sensación física y le indica claramente que se ha
alcanzado el par de consigna.
Como se representa en las figuras 2, 3A, 3B, 4A
y 4B, unos medios de detección sin contacto 130 detectan el
desplazamiento axial del empujador 66 y/o del muelle 61.
Se trata en el ejemplo representado, en un
sensor de efecto Hall 131, posicionado en un plano paralelo al eje
X-X y perpendicular al eje Z-Z, y
solidario de un soporte de sensor 132. Una banda 133 enlaza el
sensor con un circuito eléctrico 134 dispuesto en el interior de la
empuñadura 7. De cara al elemento del que tiene que detectarse al
menos un desplazamiento, en el presente caso la punta 65, el tubo 3B
comprende una lumbrera 3C en la que queda posicionada mediante
engrapado una pieza plástica 135 de forma complementaria a la de la
lumbrera 3C y que se integra perfectamente en la sección del tubo
3B. La pieza plástica 135 forma un bastidor en el cual viene a
fijarse, por ejemplo mediante encolado, el conjunto formado por el
soporte de sensor 132 y por el sensor 131.
El soporte de sensor 132 presenta una sección
orientada hacia el exterior del tubo 3B con forma complementaria a
la del tubo 3B, y una sección orientada hacia el interior del tubo
3B que comprende dos aletas 132A cuyas respectivas caras internas
132B son aptas para deslizar sobre las caras 65E de la parte de guía
65B de la punta delantera 65.
Así, al posicionar fijamente el sensor de efecto
Hall 131 sobre el tubo 3B enfrentado a la cara superior de la barra
imantada 65F implantada en la punta delantera 65, en la posición de
reposo de la herramienta, resulta posible detectar sin contacto el
desplazamiento axial de la punta delantera 65 y, con ello, el
desplazamiento axial del empujador 66 y/o del muelle 61 ocasionado
por la inclinación del dado 67 cuando se alcanza el par de consigna
predeterminado por la compresión del muelle 61.
Un circuito eléctrico 134 en el interior de la
llave comprende medios electrónicos de adquisición de los cambios
de estado del sensor de efecto Hall 131 que permiten detectar, por
ejemplo, si ha tenido lugar o no la ruptura de equilibrio mecánico.
El circuito eléctrico 134 también comprende unos medios electrónicos
de disparo de envío de una información correspondiente, por
ejemplo, a la detección de ruptura de equilibrio.
La figura 3B presenta la posición relativa de la
barra imantada 65F respecto al sensor de efecto Hall 131 antes de
la ruptura de equilibrio mecánico. El imán 65F se halla, por lo
menos en parte, de cara al sensor 131. El sensor 131 se halla
entonces en un primer estado.
La figura 4B presenta la posición relativa de la
barra imantada 65F respecto al sensor 131 después de la ruptura de
equilibrio mecánico. La punta delantera 65 se ha desplazado
axialmente hacia atrás según un primer sentido indicado por la
flecha F'.
El imán 65F deja de estar de cara al sensor 131.
El sensor 131 se halla entonces en un segundo estado.
Este cambio de estado del sensor de efecto Hall
131, de su primer estado a su segundo estado, permite detectar de
manera fiable un primer desplazamiento significativo del empujador
66, correspondiente a la ruptura de equilibrio mecánico de la
cabeza 5 de la herramienta dinamométrica 1. El primer desplazamiento
gobierna un primer disparo de envío de información por los medios
de disparo de envío.
Asimismo, el rearme de la llave, es decir, el
retorno a la posición de equilibrio de la cabeza 5, puede ser
detectado por un segundo desplazamiento de igual dirección que el
primer desplazamiento, pero de sentido inverso, es decir, hacia
adelante. En efecto, el rearme de la llave origina un cambio de
estado del sensor, que pasa del segundo estado al primer estado.
Este segundo desplazamiento gobierna un segundo disparo de envío de
información por los medios de disparo de envío.
Se pueden utilizar, sin salir del ámbito de la
invención, unos medios de detección de desplazamiento de otro tipo
de los que se conocen, con o sin contacto. Se puede presentar
visualmente información procedente del equipo electrónico de la
llave anteriormente descrito, por mediación de un dispositivo de
presentación visual. La información relativa a la ruptura de
equilibrio mecánico se transmite al operario, en el ejemplo
representado, mediante iluminación de diodos electroluminiscentes
78 situados en el conjunto de empuñadura 7.
A continuación se describirá el funcionamiento
de una secuencia de apriete.
El gráfico de la figura 5 permite visualizar las
fases de cambio de estado del sensor de efecto Hall, para el caso
de una llave a disparo. La figura 5 representa una curva de medida
del par de apriete Ci en el tiempo t, característica de una llave
de ruptura de equilibrio mecánico a disparo. A partir de un primer
umbral CSO, la curva presenta tres picos 301, 303 y 307 sucesivos,
separados por dos formas en valle 305 y 309 contiguas a los picos
301 y 307. Cuando se alcanza el par de consigna predeterminado por
la compresión del muelle 61, la llave experimenta una ruptura de
equilibrio mecánico que define el disparo A. El pico 301 corresponde
al par aplicado justo antes de la ruptura de equilibrio. La forma
en valle 305 corresponde a la ruptura de equilibrio mecánico.
Una vez roto el equilibrio mecánico, el operario
no libera instantáneamente el esfuerzo ejercido sobre la llave. Se
aplica así al elemento de fijación, tras el disparo de la llave, un
sobrepar, es decir, un par suplementario al par de consigna
predeterminado. El pico 303 corresponde al sobrepar aplicado tras la
ruptura de equilibrio, es decir, el par máximo aplicado al elemento
de fijación una vez roto el equilibrio.
El operario, al haber identificado la ruptura de
equilibrio mecánico de la llave, libera el esfuerzo ejercido sobre
la llave. Los elementos mecánicos de la llave tienden a regresar
hacia su posición de reposo correspondiente al equilibrio mecánico
de la cabeza. El par alcanza un umbral en forma de valle 309 justo
antes del rearme B de la llave a su posición de reposo
correspondiente al equilibrio mecánico. El rearme de la llave
origina un choque representado por el pico 307.
A continuación, el par disminuye rápidamente
hasta un segundo umbral CS1.
La detección de ruptura de equilibrio mecánico
se realiza así mediante análisis del cambio de estado del sensor de
efecto Hall 131 en el momento del disparo y en el momento del
rearme.
La detección de la ruptura de equilibrio
mecánico es primordial para contabilizar, por ejemplo, el número de
ciclos efectuados por un operario de producción, y mejorar así la
trazabilidad. Asimismo permite medir de forma fiable el par máximo
aplicado realmente a cada órgano de fijación.
Gracias a la detección de movimiento llevada a
cabo según la invención, la ruptura de equilibrio se detecta de
modo fiable en cualquier caso, incluso si una cadena mecánica
relativamente elástica constituida por accesorios de la llave y/o
alargaderas hace poco perceptibles los choques de ruptura de
equilibrio y los picos 301 y 307.
La invención es de aplicación, de forma
especialmente adaptada, a una llave dinamométrica a disparo, según
se ha descrito anteriormente, pero también podría convenir para
otras herramientas dinamométricas, por ejemplo una llave con barra
de flexión o un destornillador dinamométrico.
Como es bien sabido, una llave con barra de
flexión es una llave cuyo cuerpo exterior se desplaza angularmente,
con relación a la cabeza, un ángulo relativamente acusado y visible,
cuando se alcanza un par aplicado predetermi-
nado.
nado.
La invención que acaba de describirse permite
mejorar la trazabilidad de los aprietes, dotando de fiabilidad la
detección de las rupturas de equilibrio mecánico, sin engorro
suplementario, para una herramienta dinamométrica.
\newpage
En la lista de documentos indicados por el
solicitante se ha recogido exclusivamente para información del
lector, y no es parte constituyente del documento de patente
europeo. Ha sido recopilada con el mayor cuidado; sin embargo, la
EPA no asume ninguna responsabilidad por posibles errores u
omisiones.
- \bullet WO 0214023 A1 [0002]
- \bullet FR 2842449 A [0004]
Claims (9)
1. Herramienta dinamométrica (1) destinada al
apriete de órganos de fijación, del tipo que comprende un cuerpo
exterior alargado (3) que se extiende según un eje longitudinal
(X-X) y en el cual la cabeza (5) de la herramienta
es móvil en rotación; un empujador (66) móvil axialmente en el
cuerpo exterior (3) y solicitado hacia la cabeza (5) por un muelle
tarado (61); un órgano de transmisión de esfuerzo (67) intercalado
entre la extremidad delantera del empujador (66) y el extremo
posterior de la cabeza (5), siendo este órgano (67) apto para
solicitar la cabeza (5) a equilibrio mecánico bajo la acción del
empujador (66) y para romper el equilibrio bajo la acción de un par
de atornillado superior a un umbral predeterminado; unos medios de
detección de la ruptura de equilibrio mecánico (130) mediante
detección del desplazamiento de una pieza constitutiva de la
herramienta; y unos medios de disparo de envío de una información
(134) correspondiente a la ruptura de equilibrio mecánico,
hallándose dichos medios de disparo en enlace con dichos medios de
detección, gobernando dicho desplazamiento el disparo de envío de
una información por dichos medios de disparo, estando adaptados
dichos medios de detección de la ruptura de equilibrio mecánico
(130) para detectar un desplazamiento significativo del empujador
(66) y hallándose dichos medios de detección (130) contenidos en su
totalidad en el interior del cuerpo exterior (3), y
cooperando dichos medios de detección (130) con
una punta (65), posicionada entre el empujador (66) y el muelle
tarado (61), caracterizada porque la punta está conjugada con
una parte de la sección transversal del cuerpo exterior (3),
hallándose dichos medios de detección dispuestos en el resto de esta
sección transversal.
2. Herramienta según la reivindicación 1,
caracterizada porque un soporte (132) de dichos medios de
detección (130) guía la punta (65).
3. Herramienta según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizada porque los medios de detección (130) comprenden
unos medios sin contacto.
4. Herramienta según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque los medios
de detección (130) comprenden un sensor de efecto Hall (131) que
coopera al menos con un elemento magnético (65F).
5. Herramienta según la reivindicación 4,
caracterizada porque el sensor (131) es solidario con el
cuerpo exterior (3) y porque el elemento magnético comprende una
barra imantada (65F), solidaria con dicha punta (65).
6. Herramienta según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque los medios de
detección (130) se encuentran en un primer estado mientras el
empujador (66) se halla en su posición de reposo correspondiente al
equilibrio mecánico de la cabeza (5) y en un segundo estado cuando
el empujador (66) se desplaza retrocediendo axialmente.
7. Herramienta según la reivindicación 4,
caracterizada porque los medios de detección (130) detectan
un desplazamiento correspondiente al cambio del primer estado hacia
el segundo estado.
8. Herramienta según la reivindicación 7,
caracterizada porque los medios de detección (130) detectan
además un segundo desplazamiento correspondiente al cambio del
segundo estado hacia el primer estado, gobernando este segundo
desplazamiento un segundo disparo de envío de información por dichos
medios de disparo.
9. Herramienta dinamométrica según una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada
porque la herramienta (10) o bien una llave a disparo, o una llave
con barra de flexión, o bien un destornillador.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0509785A FR2891176B1 (fr) | 2005-09-23 | 2005-09-23 | Cle dynamometrique. |
| FR0509785 | 2005-09-23 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2342322T3 true ES2342322T3 (es) | 2010-07-05 |
Family
ID=36121437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES06794272T Active ES2342322T3 (es) | 2005-09-23 | 2006-08-02 | Llave dinamometrica. |
Country Status (6)
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|---|---|
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| AT (1) | ATE461015T1 (es) |
| DE (1) | DE602006013000D1 (es) |
| ES (1) | ES2342322T3 (es) |
| FR (1) | FR2891176B1 (es) |
| WO (1) | WO2007034044A1 (es) |
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2006
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