ES2384926B1

ES2384926B1 - METHOD AND DEVICE FOR SEPARATION OF FIXING ELEMENTS.

Info

Publication number: ES2384926B1
Application number: ES201001582A
Authority: ES
Inventors: Joseba Erdoiza Lejarreta
Original assignee: Gamesa Innovation and Technology SL
Current assignee: Siemens Gamesa Renewable Energy Innovation and Technology SL
Priority date: 2010-12-16
Filing date: 2010-12-16
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2030-12-16
Also published as: ES2384926A1; WO2012080537A1

Abstract

El método de la invención rompe o debilita los elementos de fijación sobre-tensionando en una o varias veces hasta la separación de la tuerca (5) respecto del tornillo o vástago (7) o hasta la separación de la cabeza del tornillo (5) de su propio vástago (7). El dispositivo se aplica en paralelo a las superficies que se encuentran unidas y está formado por un actuador (4), preferentemente hidráulico, que mueve una de las cuñas (3) dentro de un bastidor (2) donde se dispone la otra cuña fija (1). Las cuñas son intercambiables, sus ángulos son función de la dureza del tornillo y para segundo uso y sucesivo se utilizan cuñas sin punta o retranqueadas (8) o se hará uso de otros métodos para terminar de romper el tornillo o perno en cuestión.The method of the invention breaks or weakens the fasteners by over-tensioning once or several times until the nut (5) separates from the screw or rod (7) or until the screw head (5) is removed its own stem (7). The device is applied in parallel to the surfaces that are joined and is formed by an actuator (4), preferably hydraulic, that moves one of the wedges (3) into a frame (2) where the other fixed wedge is arranged ( one). The wedges are interchangeable, their angles are a function of the hardness of the screw and for second and subsequent use, tipless or recessed wedges (8) are used or other methods will be used to finish breaking the screw or bolt in question.

Description

METODO y DISPOSITIVO PARA LA SEPARACION DE ELEMENTOS DE FIJACiÓN

METHOD AND DEVICE FOR SEPARATION OF FIXING ELEMENTS

El interés del método de la invención se basa en romper o debilitar el elemento de fijación sobre-tensionándolo de forma que se facilite su separación del lugar de aplicación donde se encuentra ubicado. El dispositivo utilizado para alcanzar el objeto de la invención se utiliza The interest of the method of the invention is based on breaking or weakening the fixing element by over-tensioning it so as to facilitate its separation from the place of application where it is located. The device used to achieve the object of the invention is used.

10 principalmente en la reparación y mantenimiento de los aerogeneradores y más específicamente en uniones atornilladas. 10 mainly in the repair and maintenance of wind turbines and more specifically in bolted joints.

Antecedentes de la invención Background of the invention

15 El desensamblaje de elementos de fijación de gran tamaño donde no existe la posibilidad de liberar el perno o tornillo aflojando de forma convencional la tuerca o correspondiente cabeza de tornillo, se centra en cortar, abrir o romper el elemento de fijación, y son técnicas bien conocidas en el estado del arte. 15 The disassembly of large fixing elements where there is no possibility of releasing the bolt or screw by loosening the nut or corresponding screw head in a conventional way, focuses on cutting, opening or breaking the fixing element, and they are well technical known in the state of the art.

20 Las patentes US 4704793, CN 2281243 y CN 2470061 proponen diferentes soluciones para la apertura de tuercas o elementos de fijación mediante uno o dos extremos de aplicación que presionan sobre la tuerca 20 US 4704793, CN 2281243 and CN 2470061 propose different solutions for opening nuts or fasteners by one or two application ends that press on the nut

o elemento de fijación hasta que lo rompen. Los sistemas auxiliares or fixing element until broken. Auxiliary systems

25 utilizados, tanto mecánicos e hidráulicos, son sistemas comunes para el movimiento de dichos extremos de aplicación. 25 used, both mechanical and hydraulic, are common systems for the movement of said application ends.

Otras patentes como DE 3809640, US 4031619 y GB 1079339 describen herramientas de corte. Estos dispositivos de corte cizallan el 3 o tornillo hasta conseguir cortarlo. Pero a pesar de utilizar cuñas afiladas no existe similitud entre estas patentes y el método objeto de la invención porque en la nueva invención no se corta si no que se sobre-tensiona axialmente el material utilizando las cuñas para alzar la cabeza del elemento de fijación buscando la plastificación o el límite de rotura del Other patents such as DE 3809640, US 4031619 and GB 1079339 describe cutting tools. These cutting devices shear the 3rd screw until it can be cut. But despite using sharp wedges there is no similarity between these patents and the method object of the invention because in the new invention it is not cut but the material is axially over-tensioned using the wedges to raise the head of the fixing element looking the plasticization or the breaking limit of the

35 tornillo en vez de cizallándolo. 35 screw instead of shearing.

La patente US 2010236079 tiene el diseño más cercano al US patent 2010236079 has the closest design to the

dispositivo objeto de la invención. Utiliza dos cuñas afiladas si bien su device object of the invention. It uses two sharp wedges although its

uso es para cortar y no para alzar el elemento de fijación. Otra importante use is for cutting and not for lifting the fixing element. Another important

diferencia es que las cuñas de la patente americana no se mueven o se difference is that the wedges of the American patent do not move or are

5 5: desplazan en sentido horizontal a la superficie de aplicación. Aunque move horizontally to the application surface. Though

también sea necesaria la aplicación de un mecanismo adicional para the application of an additional mechanism for

mover y unir ambas cuñas. Y finalmente el propósito de la patente US Move and join both wedges. And finally the purpose of the US patent

2010236079 es totalmente diferente, esta herramienta es una herramienta 2010236079 is totally different, this tool is a tool

de corte específica para cortar pezuñas de caballos. specific cut to cut horse hooves.

10 10

Una característica común a las patentes anteriormente mencionadas A characteristic common to the aforementioned patents

es que los tornillos están directamente roscados sobre las piezas a unir y is that the screws are directly threaded on the pieces to be joined and

cortar la cabeza de este tipo de fijación implica alto riesgo de daño de la cutting off the head of this type of fixation implies a high risk of damage to the

superficie que alberga los citados elementos de fijación. En algunos casos surface that houses the mentioned fixing elements. In some cases

15 fifteen: este corte de los elemento de unión puede revestir gran dificultad, por This cutting of the connecting element can be very difficult,

ejemplo durante el ensamblaje de la herramienta, o debido a la falta de example during tool assembly, or due to lack of

espacio de actuación. Más aún, cuando se adoptan soluciones performance space Moreover, when solutions are adopted

improvisadas se suelen generar ineficiencia y retrasos lo cual implica un improvised usually generate inefficiency and delays which implies a

importante aumento de los costes de mantenimiento y reparación. significant increase in maintenance and repair costs.

20 twenty

La presente invención atiende la demanda de dispositivos capaces The present invention addresses the demand for capable devices

de separar los elementos de fijación evitando las desventajas presentadas of separating the fixing elements avoiding the disadvantages presented

por las patentes anteriormente mencionadas ampliando las ofertas de los by the aforementioned patents expanding the offers of

dispositivos para la rotura de los citados elementos de fijación. Devices for breaking said fasteners.

25 25

Descripción de la invención Description of the invention

Es un objetivo de la presente invención la aplicación del dispositivo It is an objective of the present invention the application of the device

para casos donde los elementos de unión están agarrotados y presentan for cases where the joining elements are seized and present

3 o 3rd: dificultad para soltarse. Esto ocurre por ejemplo con los tornillos viejos, difficulty letting go This happens for example with old screws,

uniones oxidadas, desalineaciones, uniones gripadas, etc. Estas oxidized joints, misalignments, seized joints, etc. These

situaciones pueden generar retrasos de tiempo en el mantenimiento o situations may cause maintenance time delays or

montaje que el presente método propuesto puede ayudar a reducir. assembly that the present proposed method can help reduce.

3 5 3 5: Es otro objeto de la invención la versatilidad de la parte actuadora Another object of the invention is the versatility of the actuator part.

del dispositivo que lleva a cabo la separación de elementos de fijación, ya que dicho dispositivo pueden funcionar con distintos accionamientos: hidráulico, neumático, mecánico, electromagnético, etc. of the device that carries out the separation of fixing elements, since said device can work with different drives: hydraulic, pneumatic, mechanical, electromagnetic, etc.

5 1 o 5 1 o: Es otro objeto, que con el método utilizado y con el dispositivo de la invención, se pueda elongar cualquier tipo de elemento de fijación independientemente de su dureza y deformación a rotura. Para ello, las cuñas utilizadas son intercambiables con otras cuñas de distintas inclinaciones o cuñas con la punta cortada o retranqueada. Las cuñas de menor inclinación se usan para tornillos de más dureza o calidad. Y viceversa. It is another object, that with the method used and with the device of the invention, any type of fixing element can be elongated regardless of its hardness and breakage deformation. For this, the wedges used are interchangeable with other wedges of different inclinations or wedges with the tip cut or set back. The less inclined wedges are used for bolts of higher hardness or quality. And vice versa.

15 fifteen: De todo ello, se desprenden las principales ventajas que son el tiempo ahorrado en la separación, el menor coste comparando con las herramientas de corte y los beneficios de un dispositivo más ergonómico para utilizarse en situaciones difíciles. From all this, the main advantages that are the time saved in the separation, the lower cost compared with the cutting tools and the benefits of a more ergonomic device to be used in difficult situations.

Breve descripción de los dibujos Brief description of the drawings

2 o 2nd: La figura 1 muestra una vista en planta de la herramienta objeto de la invención. Figure 1 shows a plan view of the tool object of the invention.

25 25: La figura 2 representa una sección según la línea MM' mostrando el interior del dispositivo aplicado sobre un elemento de fijación. La figura 3 es una gráfica cuyo eje de abcisas es la deformación unitaria y el eje de ordenadas es la tensión. Figure 2 represents a section along the line MM 'showing the inside of the device applied on a fixing element. Figure 3 is a graph whose axis of abscissa is the unit deformation and the axis of ordinates is the tension.

30 30: Las figuras 4 y 5 son distintas aplicaciones sobre distintos tipos de tuerca. Figures 4 and 5 are different applications on different types of nut.

La figura 6 muestra una cuña con la punta cortada. Figure 6 shows a wedge with the tip cut off.

35 35: Realización preferente de la invención Preferred Embodiment of the Invention

El dispositivo de las figuras 1 y 2 está diseñado con unos elementos The device of figures 1 and 2 is designed with elements

auxiliares o cuñas. Estas cuñas pueden ser varias, aunque por simplicidad auxiliaries or wedges. These wedges can be several, although for simplicity

la realización preferente se hace con dos. Una cuña (1) unida al bastidor the preferred embodiment is done with two. A wedge (1) attached to the frame

(2) y otra cuña (3) en contacto con el actuador seleccionado (4). (2) and another wedge (3) in contact with the selected actuator (4).

S S

La cuña (3) está forzada a desplazarse hacia delante, empujada por The wedge (3) is forced to move forward, pushed by

un actuador (4), y su línea de actuación se posiciona a ras del plano an actuator (4), and its line of action is positioned flush with the plane

inferior de la cabeza del elemento de fijación (5), entre la arandela (6) y la lower head of the fixing element (5), between the washer (6) and the

pieza fijada (en el caso de existir dicha arandela entre la pieza fijada y el fixed part (in the case of said washer between the fixed part and the

1 o 1st: elemento de fijación). Además, se puede usar una base con el espesor de fixing element). In addition, a base with the thickness of

la arandela y que circunde la misma para dar una base a la herramienta y the washer and that surrounds it to give a base to the tool and

así mejorar la ergonomía. thus improve ergonomics.

La otra cuña (1) está solidaria al marco (2) de la herramienta y recibe The other wedge (1) is integral to the frame (2) of the tool and receives

1s 1s: la reacción de la fuerza transmitida por la cuña opuesta (3). Esto facilita el the reaction of the force transmitted by the opposite wedge (3). This facilitates the

control del proceso. process control

En caso de elegir un actuador hidráulico, los puertos A y B son para In case of choosing a hydraulic actuator, ports A and B are for

la entrada y salida del aceite que activa el actuador (4) transmitiendo su the oil inlet and outlet that activates the actuator (4) transmitting its

2 o 2nd: movimiento a la cuña móvil (3). movement to the mobile wedge (3).

El resultado de la fuerza de acción es un desplazamiento hacia The result of the force of action is a shift towards

arriba de la cabeza del elemento de fijación. En la realización actual el above the head of the fixing element. In the current embodiment the

desplazamiento de la tuerca (5) respecto al perno o de la cabeza del displacement of the nut (5) with respect to the bolt or the head of the

2 s 2 s: tornillo (7) respecto a su vástago. Por medio de este desplazamiento se screw (7) with respect to its stem. Through this displacement you

logra un debilitamiento en el tornillo (5) porque se sobrepasa los límites de it achieves a weakening in the screw (5) because it exceeds the limits of

elasticidad y entra en la zona plástica representada en la curva tensión-elasticity and enters the plastic zone represented in the tension curve-

deformación de la figura 3. Cuando se alcanza la deformación plástica se deformation of figure 3. When the plastic deformation is reached,

crea una elongación permanente y la cabeza del tornillo o tuerca (5) no creates a permanent elongation and the head of the screw or nut (5) does not

3 o 3rd: vuelve a estar en contacto con la superficie de fijación. Esto viene is in contact with the fixing surface again. This is coming

representado en la gráfica que relaciona la deformación unitaria (eje de represented in the graph that relates the unit strain (axis of

abcisas) con la tensión (eje de ordenadas). Los tres ejemplos que se abscissa) with tension (ordinate axis). The three examples that

muestran corresponden a tres tornillos con diferente dureza. El primero show correspond to three screws with different hardness. First

soporta una deformación mayor para una calidad de tornillo de 8.8, en el withstands a greater deformation for a screw quality of 8.8, in the

3 s 3 s: segundo ejemplo la deformación es menor y su dureza está catalogada en second example the deformation is less and its hardness is cataloged in

10.9 y en el tercer caso la deformación a rotura es muy pequeña y se 10.9 and in the third case the deformation at break is very small and

alcanza con grandes cotas de tensión (dureza de 12.9). it reaches with high levels of tension (hardness of 12.9).

Las cuñas (1 y 3) pueden diseñarse para cada caso de forma que The wedges (1 and 3) can be designed for each case so that

5 5: maximice su efecto dependiendo del tipo de elemento de fijación que se maximize its effect depending on the type of fixing element

vaya a tratar, disponiendo de diferentes inclinaciones y retranqueos para will try, having different inclinations and setbacks for

optimizar su actuación en cada caso. Con un menor ángulo de inclinación optimize your performance in each case. With a smaller angle of inclination

se tiene una mayor fuerza con la misma potencia aplicada al actuador y it has a greater force with the same power applied to the actuator and

con un mayor ángulo (menor inclinación) se obtiene un mayor with a greater angle (less inclination) you get a greater

10 10: desplazamiento hacia arriba. Si se relaciona el ángulo de la cuña respecto upward shift If the wedge angle is related to

a la dureza de los distintos tornillos se obtiene una relación como la to the hardness of the different screws a relation like the

representada en la citada figura 3. represented in the cited figure 3.

Tal y como se muestra en las figuras 4 y 5, las cuñas (1 y 3) actúan As shown in Figures 4 and 5, the wedges (1 and 3) act

15 fifteen: sobre la cabeza del tornillo o tuerca (5), tenga este elemento un hueco on the head of the screw or nut (5), this element has a hole

perimetral (8) en la base del tornillo (figura 4) o tenga solamente el perimeter (8) at the base of the screw (figure 4) or have only the

redondeo propio de su acabado superficial (figura 5). De forma que las rounding of its surface finish (figure 5). So that the

puntas de la cuña pueden deslizar inicialmente y comenzar con la Wedge tips can slide initially and start with the

deformación del tornillo (7). deformation of the screw (7).

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Dependiendo del elemento de fijación a tratar, en la mayoría de los Depending on the fixing element to be treated, in most of the

casos, es posible separar por una parte la cabeza del tornillo o tuerca (5) y cases, it is possible to separate the head of the screw or nut (5) on one hand and

por la otra su vástago o tornillo (7). on the other its stem or screw (7).

2 5 2 5: Si no fuera posible separarlo completamente, el elemento de unión If it is not possible to separate it completely, the connecting element

sufrirá un debilitamiento debido a la deformación plástica conseguida. It will suffer a weakening due to the plastic deformation achieved.

Esta elongación inicial será utilizada para (si no se ha roto la unión) This initial elongation will be used for (if the joint has not been broken)

separar la cabeza del tornillo (tuerca) en una segunda acción con llaves de separate the head of the screw (nut) in a second action with wrenches

par hidráulico, con otra cuña de mayor inclinación, con una radial, etc. hydraulic torque, with another wedge of greater inclination, with a radial, etc.

3 o 3rd: Combinar las cuñas y una llave de par (p.ej. hidráulico) mejora la rotura al Combining the wedges and a torque wrench (eg hydraulic) improves breakage by

dar dos direcciones de tensiones. Give two directions of tensions.

Pueden aplicarse diferentes métodos en función del estado de Different methods can be applied depending on the state of

deformación del tornillo: screw deformation:

3 5 3 5: usando el mismo método pero con diferentes geometrías de cuñas, using the same method but with different wedge geometries,

hasta alcanzar la elongación que consiga el límite de rotura rotura por giro, separando la cabeza del tornillo mediante la torsión del mismo con la aplicación de otros actuadores con la combinación de otras herramientas de corte until reaching the elongation that achieves the limit of breakage breakage by turning, separating the head of the screw by twisting it with the application of other actuators with the combination of other cutting tools

Estas formas de actuación secundarias pueden aplicarse a la misma herramienta de la invención o combinarse con otras herramientas ya conocidas que ayuden a debilitar y separar el elemento de fijación. These secondary forms of action can be applied to the same tool of the invention or combined with other known tools that help to weaken and separate the fixing element.

Tal y como se muestra en la figura 6 la cuña cortada (8) se utiliza para segundas y sucesivas aplicaciones. Una vez que el vástago se ha deformado (9) una distancia determinada se utiliza otra cuña retranqueada para continuar el proceso de elongación hasta rotura. As shown in Figure 6, the cut wedge (8) is used for second and subsequent applications. Once the rod has deformed (9) a certain distance, another wedge set back is used to continue the elongation process until breakage.

La forma y geometría del dispositivo de la invención se adaptará según las condiciones de utilización, así como la geometría y propiedades de las cuñas se diseñarán según las necesidades, sin que el alcance de presente invención se vea alterado.
The shape and geometry of the device of the invention will be adapted according to the conditions of use, as well as the geometry and properties of the wedges will be designed according to the needs, without the scope of the present invention being altered.

Claims

1.-Method for the separation of fasteners that have a rod screwed to the parts they want to be fixed and a head of 5 screw or nut protruding from the pieces to be joined, characterized in that the tearing of the fastener is carried out by an upward movement of the head of the fixing element (5)
produced by the performance of a wedge-shaped part (3) displaced by a force exerted by an actuator (4), which creates an elongation

10 progressive of the screw rod (7) with respect to the head of the screw (5) until plasticizing or reaching the breaking limit by separating both parts.

2. Method for the separation of fasteners according to claim one, characterized in that if separation is not achieved

15 in a first performance, the wedges are exchanged with different angle of inclination or setback and consecutive actions are carried out until they are broken.

3.-Method for separating fasteners according to the

2nd claim, characterized in that if separation is not achieved in a first action, the wedge action is combined with the application of other actuators to finish breaking or cutting the screw and nut.

2 5 4.-Device for the separation of fasteners that have a rod screwed to the parts they want to fix and a screw or nut head protruding from the pieces to be joined, characterized by having two wedge-shaped pieces that they face each other inside the frame of a tool, of which a wedge (1)

3 o is fixed and the other wedge (3) is mobile and driven by an actuator formed by an actuator (4), its displacement being parallel to the operating surface of the tool.

5. Device for separating fasteners according to claim 5, characterized in that both wedge-shaped pieces are

intercambiables y además tienen un sistema de sujeción. interchangeable and also have a clamping system.

s s: 6.Dispositivo para la separación de elementos de fijación según reivindicación 4, caracterizada porque el ángulo de las cuñas tienen una relación directa con la dureza de los distintos tornillos, seleccionándose las distintas cuñas utilizadas en función de la dureza del tornillo. 6. Device for separating fasteners according to claim 4, characterized in that the angle of the wedges has a direct relationship with the hardness of the different screws, selecting the different wedges used depending on the hardness of the screw.

1 o 1st: 7.Dispositivo para la separación de elementos de fijación según reivindicación 4, caracterizado porque la cuña (8) utilizada en las sucesivas actuaciones tiene la punta cortada o retranqueada. 7. Device for separating fasteners according to claim 4, characterized in that the wedge (8) used in successive performances has the tip cut or set back.

15 fifteen: 8.Dispositivo para la separación de elementos de fijación según reivindicación 4, caracterizado porque el actuador (4) es preferentemente hidráulico. 8. Device for separating fasteners according to claim 4, characterized in that the actuator (4) is preferably hydraulic.