ES2844226T3

ES2844226T3 - Procedimiento para el apriete o el reapriete documentados de una unión roscada

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Publication number: ES2844226T3
Application number: ES19183830T
Authority: ES
Inventors: Frank Hohmann; Jörg Hohmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-07-17
Filing date: 2019-07-02
Publication date: 2021-07-21
Anticipated expiration: 2039-07-02
Also published as: US10857636B2; JP7412911B2; DE102018117256A1; JP2020011376A; EP3597369B1; EP3597369A1; US20200023477A1; DK3597369T3

Abstract

Procedimiento para el apriete o el reapriete documentados de una unión roscada compuesta por un perno roscado (1) y una tuerca (2) atornillada sobre el mismo y apoyada en una superficie de brida (3), en el que se atornilla en el extremo roscado libre (1A) del perno roscado (1) un casquillo intercambiable (14) de un cilindro de sujeción (5) apoyado contra la superficie de brida (3), siendo el casquillo intercambiable (14) apretado hidráulicamente con extensión longitudinal del perno roscado (1) y, mientras tanto, la tuerca (2) es apretada mediante giro de un casquillo giratorio (10) unido de manera resistente al giro con la tuerca, permitiendo agentes de activación en un primer tipo de funcionamiento solo un accionamiento eléctrico del casquillo intercambiable (14) y, en un segundo tipo de funcionamiento, solo un accionamiento eléctrico del casquillo giratorio (10), identificándose, utilizando una unidad de control de procesos (44) provista de un módulo de documentación (45), a) la unión roscada por medio de un equipo de detección dispuesto en el cilindro de sujeción (5), y guardándose una característica de identidad que caracteriza la unión roscada individual en el módulo de documentación (45), b) detectándose, tras la colocación del cilindro de sujeción (5) sobre la unión roscada, una distancia (A) hasta la superficie de brida (3) por medio de un sensor de distancia (35) dispuesto en el cilindro de sujeción (5) y transmitiéndose a la unidad de control de procesos (44) una correspondiente primera señal de distancia (A1), c) de tal modo que, en el primer tipo de funcionamiento, se atornilla el casquillo intercambiable (14) en el extremo roscado libre (1A) y, por medio del sensor de distancia (35), se detecta nuevamente la distancia (A) hasta la superficie de brida (3), y transmitiéndose a la unidad de control de procesos (44) una correspondiente segunda señal de distancia (A2), d) determinando la unidad de control de procesos (44), a partir de la diferencia entre las señales de distancia (A1, A2), la magnitud del encaje de rosca entre el casquillo intercambiable (14) y el extremo libre roscado (1A) del perno roscado (1), y liberando la unidad de control de procesos (44) una conmutación al segundo tipo de funcionamiento solo en caso de que haya un encaje de rosca mínimo predefinido, e) siendo extendido longitudinalmente el perno roscado (1) tras la conmutación al segundo tipo de funcionamiento, y guardándose en el módulo de documentación (45) un valor de carga característico de la fuerza de tracción que actúa sobre el casquillo intercambiable (14) y/o la presión hidráulica aplicada y asignándose a la respectiva característica de identidad, f) siendo accionado el casquillo giratorio (10) durante la extensión longitudinal y guardándose el par de accionamiento y/o el ángulo de giro recorrido del casquillo giratorio (10) en el módulo de documentación (45) y asignándose a la respectiva característica de identidad.

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento para el apriete o el reapriete documentados de una unión roscada

La invención se refiere a un procedimiento para el apriete o reapriete documentado de una unión roscada compuesta por un perno roscado y una tuerca atornilla en él y apoyada en una superficie de brida según el preámbulo de la reivindicación 1.

En los procedimientos de este tipo conocidos por el documento DE 102004043 146 B3, sobre el extremo roscado libre del perno roscado, se atornilla un casquillo intercambiable. Esto se efectúa por medio de un accionamiento eléctrico integrado. El casquillo intercambiable es parte de un cilindro de sujeción apoyado contra la superficie de brida y accionado hidráulicamente, de tal modo que se puede apretar con una extensión longitudinal simultánea del perno roscado mediante fuerza hidráulica, mientras que la tuerca roscada es girada mediante giro de un casquillo giratorio unido de manera resistente al giro con la tuerca. El accionamiento eléctrico también se utiliza para este proceso de giro. En relación con este accionamiento, el documento DE 102004 043 146 B3 describe un motor de accionamiento eléctrico conjunto para el giro del casquillo intercambiable y para el giro del casquillo giratorio. A este respecto, mediante correspondiente conmutación de un mecanismo de activación conectado a un mando a distancia, solo se acciona el casquillo intercambiable en un primer tipo de funcionamiento y, en un segundo tipo de funcionamiento, solo el casquillo giratorio. También se describe un sensor de ángulo de rotación en el motor de accionamiento eléctrico que se utiliza para comprobar la longitud de rosca que se encuentra encajada y también permite extraer conclusiones con respecto a la elongación del perno roscado.

Dispositivos de sujeción de pernos que trabajan de manera similar se conocen, por ejemplo, por los documentos WO 2008/092768 A2 o WO 2010/054959 A1.

Al apretar o volver a apretar estas uniones roscadas, los parámetros de funcionamiento reales utilizados a este respecto y los datos generales relativos al respectivo caso de atornillado suelen documentarse insuficientemente. Estos datos pueden ser, por ejemplo, la marca, o el tipo de perno roscado o tuerca, o el par de apriete o de torsión de los pernos y/o tuercas. Pero la documentación completa puede ser de gran relevancia precisamente para las uniones roscadas si, por ejemplo, es necesario un control permanente de las uniones roscadas y se debe poder demostrar una unión roscada suficientemente fuerte por razones de seguridad, por ejemplo, en el caso de los contenedores fuertemente presurizados, en reactores o contenedores de almacenamiento con materiales químicos o nucleares peligrosos.

Por razones de seguridad, en tales cilindros de sujeción de tornillos debe vigilarse también que sea suficiente la longitud de solapamiento de las uniones roscadas del casquillo intercambiable con el extremo libre del perno roscado. Si el casquillo intercambiable encaja con el perno roscado una longitud demasiado corta, se puede producir una rotura. Por este motivo, ya se han propuesto medidas para detectar la longitud de rosca que se encuentra encajada y bloquear la generación de fuerza hidráulica en el cilindro de sujeción si no está asegurado un valor predeterminado de la longitud de rosca que se encuentra encajada.

La invención se basa en el objetivo de alcanzar, al apretar y volver a apretar uniones roscadas de alta resistencia por medio de cilindros de sujeción que trabajan axialmente, una elevada de seguridad de funcionamiento, así como permitir una documentación específica para el caso de roscado con poco esfuerzo por parte del usuario, siendo dicha documentación un requisito de la calidad y la reproductibilidad del proceso de roscado.

Este objetivo se consigue mediante un procedimiento con las características de la reivindicación 1 en el que, utilizándose una unidad de control de procesos provista de un módulo de documentación,

a) se identifica la unión roscada por medio de un equipo de detección dispuesto en el cilindro de sujeción, y se guarda una característica de identidad que caracteriza la unión roscada individual en el módulo de documentación,

b) tras la colocación del cilindro de sujeción sobre la unión roscada, se detecta una distancia hasta la superficie de brida por medio de un sensor de distancia dispuesto en el cilindro de sujeción y se transmite a la unidad de control de procesos una correspondiente primera señal de distancia,

c) de tal modo que, en el primer tipo de funcionamiento, se atornilla el casquillo intercambiable en el extremo roscado libre y, por medio del sensor de distancia, se detecta nuevamente la distancia hasta la superficie de brida, y se transmite a la unidad de control de procesos una correspondiente segunda señal de distancia, d) la unidad de control de procesos determina, a partir de la diferencia entre las señales de distancia, la magnitud del encaje de rosca entre el casquillo intercambiable y el extremo libre roscado del perno roscado, y la unidad de control de procesos libera una conmutación al segundo tipo de funcionamiento solo en caso de que haya un encaje de rosca mínimo predefinido,

e) el perno roscado es extendido longitudinalmente tras la conmutación al segundo tipo de funcionamiento, y en el módulo de documentación se guarda un valor de carga característico de la fuerza de tracción que actúa sobre el casquillo intercambiable y/o la presión hidráulica aplicada y se asigna a la respectiva característica de identidad,

f) el casquillo giratorio es accionado durante la extensión longitudinal y el par de accionamiento y/o el ángulo de giro recorrido del casquillo giratorio se guardan en el módulo de documentación y se asignan a la respectiva característica de identidad.

El desarrollo del procedimiento de acuerdo con la invención se efectúa, por tanto, en etapas de procedimiento esenciales bajo el control de una unidad electrónica de control de procesos. Preferentemente, esta está dispuesta espacialmente separada del cilindro de sujeción. La comunicación entre la unidad de control de procesos y los componentes del dispositivo de sujeción se efectúa por cable o de manera inalámbrica. Parte de la unidad de control de procesos es un módulo de documentación en el que se pueden guardar o almacenar datos específicos del caso de roscado para poder comprobar y reproducir el proceso de atornillado individual incluso después de la finalización del proceso de atornillado. La documentación permite, por ejemplo, comprobar los parámetros que son esenciales para el resultado del atornillado y que se establecieron durante el proceso de apriete o para demostrarlos más tarde. En el marco de la realización del procedimiento, la correspondiente unión roscada se identifica por medio de un equipo de detección dispuesto en el cilindro de sujeción. La identificación puede llevarse a cabo, por ejemplo, mediante detección o lectura óptica de una etiqueta RFID, un código QR o un código de barras presente en la superficie frontal libre del perno roscado.

Tras colocar el cilindro de sujeción sobre la unión roscada en una posición en la que la rosca interna del casquillo intercambiable entra en contacto con el extremo roscado del perno roscado, sin que la rosca se haya encajado aún, por medio de un sensor de distancia dispuesto en el cilindro de sujeción, se detecta una distancia hasta la superficie de brida. A la unidad de control de procesos se transmite una correspondiente señal de distancia como primera señal de distancia. Solo entonces, en el primer tipo de funcionamiento del cilindro de sujeción, se atornilla el casquillo intercambiable mediante el accionamiento eléctrico en el extremo roscado libre. Por medio del sensor de distancia, se detecta nuevamente la distancia hasta la superficie de brida, y se transmite a la unidad de control de procesos una correspondiente segunda señal de distancia. A partir de la diferencia de las dos señales de distancia, el procesador de la unidad de control calcula la longitud del encaje de rosca logrado mediante el atornillado entre el casquillo intercambiable y el extremo libre roscado del perno roscado.

Solo cuando el procesador calcula una longitud alcanzada del encaje de rosca que presenta al menos la magnitud de un encaje de rosca mínimo predeterminado y exigido por razones de seguridad, la unidad de control de procesos libera una conmutación al segundo tipo de funcionamiento o permite tal conmutación. Esta conmutación, que puede efectuarse automáticamente o, alternativamente, también de manera manual, es necesaria para la subsiguiente generación de presión hidráulica en el cilindro de sujeción.

Tras la conmutación efectiva al segundo tipo de funcionamiento, se inicia el verdadero proceso de sujeción, es decir, que el perno roscado es extendido o elongado en dirección longitudinal del perno como es habitual en los cilindros de sujeción de este tipo. Los parámetros de funcionamiento utilizados o establecidos a este respecto se almacenan en el módulo de documentación y, por lo tanto, se documentan con fines de prueba. Entre otras cosas, se guarda en el módulo de documentación un valor de carga característico de la fuerza de tracción que actúa sobre el casquillo intercambiable y/o la presión hidráulica aplicada y se asigna a la respectiva característica de identidad de la unión roscada y, por tanto, en un conjunto de datos común.

Durante el mantenimiento de la extensión longitudinal, además el casquillo giratorio es accionado por medio del accionamiento eléctrico, y el par de torsión aplicado a este respecto y/o el ángulo de rotación recorrido por el casquillo giratorio también se guarda en el módulo de documentación y se asigna a las respectivas características de identidad de la unión roscada.

Es ventajoso si, en el primer tipo de funcionamiento, se efectúa el atornillado del casquillo intercambiable en primer lugar con un número de revoluciones predefinido y/o un par de torsión predefinido y, a continuación, con un número de revoluciones reducido en comparación y/o un par de torsión reducido. preferentemente con número de revoluciones más y más reducido y/o par de torsión más y más reducido. De esta manera, se evitan elevados impulsos de fuerza no deseados al atornillar las últimas espiras del casquillo intercambiable, por medio de lo cual se eleva la vida útil del casquillo intercambiable y, en general, se protegen los componentes del cilindro de sujeción contra cargas de impulso demasiado elevadas.

La reducción del número de revoluciones o del par de torsión se controla mediante un correspondiente procesamiento y evaluación de datos en la unidad de control de procesos, controlándose el número de revoluciones o el par de torsión por medio de la unidad de control de procesos y, concretamente, en función de las señales de distancia registradas durante el atornillado del casquillo intercambiable y actualizadas continuamente que ofrece el sensor de distancia.

En la práctica, la calidad y la reproducibilidad del proceso de sujeción del tomillo también se ve influida por las condiciones del entorno como, por ejemplo, las superficies que no son realmente planas y lisas, o por la presencia de cuerpos extraños en la zona de las superficies de contacto y apoyo de la tuerca y del cilindro de sujeción.

Por lo tanto, es ventajoso para la calidad y la reproducibilidad del proceso de sujeción del tornillo llevar a cabo un ajuste de cero antes del verdadero proceso de sujeción para lograr a continuación valores de carga más precisos o para poder registrarlos para la documentación. Con este fin, con un diseño del procedimiento se propone que, tras la conmutación al segundo tipo de funcionamiento, las siguientes etapas de procedimiento se desarrollen automáticamente y controladas por la unidad de control de procesos como sigue a continuación:

- generación en primer lugar de una fuerza hidráulica preliminar que, por ejemplo, con 100 bares, solo ascienda al 2 % hasta el 12 % de la fuerza final perseguida en el subsiguiente procedimiento,

- accionamiento del casquillo giratorio hasta el apoyo de la tuerca en la superficie de brida, detectándose a este respecto la posición de giro resultante del casquillo giratorio y guardándose como un valor de partida del ángulo de giro,

- generación de la fuerza hidráulica final, por ejemplo, 1500 bares,

- nuevo accionamiento del casquillo giratorio hasta el nuevo apoyo de la tuerca en la superficie de brida, en este sentido detección del ángulo de giro recorrido por el casquillo giratorio con respecto al valor de partida del ángulo de giro. El ángulo de rotación así alcanzado también se almacena, como el resultado del proceso de sujeción del perno, en el módulo de documentación con otros datos del conjunto de datos específico del atornillado.

Junto con los datos de funcionamiento del respectivo atornillado, también pueden almacenarse en el módulo de documentación otros datos importantes para la posterior reproducibilidad y asignarse a la respectiva característica de identidad. Por ejemplo, la fecha en que se llevó a cabo el proceso de atornillado también puede figurar en el conjunto de datos.

El accionamiento del casquillo intercambiable y el accionamiento del casquillo giratorio se efectúan o bien mediante un único motor eléctrico, por tanto, común, o por medio de dos motores eléctricos independientes. Si el accionamiento eléctrico del casquillo intercambiable y el accionamiento eléctrico del casquillo giratorio se efectúa mediante un mismo y único motor eléctrico, debe estar presente un mecanismo de conmutación mecánico que, en el primer tipo de funcionamiento, adopte su primera posición de activación y, en el segundo tipo de funcionamiento, adopte su segunda posición de activación y, en el primer tipo de funcionamiento, procure el accionamiento del casquillo intercambiable y, en el segundo tipo de funcionamiento, el accionamiento del casquillo giratorio.

Alternativamente, el accionamiento eléctrico del casquillo intercambiable y el accionamiento eléctrico del casquillo giratorio pueden efectuarse por medio de dos motores eléctricos independientes. En este caso, la unidad de control de procesos está configurada desde el punto visto técnico de la señal, para activar solo o bien uno o bien el otro motor eléctrico en función del tipo de funcionamiento.

Preferentemente, el motor eléctrico, el mecanismo de conmutación y también el sensor de distancia no se encuentran directamente en la carcasa de metal, normalmente muy resistente a la presión, del cilindro de sujeción, sino que se agrupan constructivamente en un módulo enchufable que está unido de manera fija con el verdadero cilindro de sujeción. El módulo enchufable está colocado sobre el verdadero cilindro de sujeción y reúne en sí las funciones de la conmutación entre los dos tipos de funcionamiento, el del accionamiento rotatorio eléctrico del casquillo intercambiable y del casquillo giratorio, así como también la función del sensor de distancia, que detecta la distancia hasta el correspondiente apoyo. El módulo enchufable es apropiado también para un reequipamiento en cilindros de sujeción ya existentes.

Otros detalles y ventajas se desprenden de la siguiente descripción de un ejemplo de realización reproducido en el dibujo. En él, la figura 1 muestra parcialmente en sección y parcialmente en una vista lateral un dispositivo de sujeción de pernos, incluido un cilindro de sujeción hidráulico y los elementos periféricos representados muy esquemáticamente que se requieren para la realización del procedimiento de sujeción de pernos.

En el dibujo se muestra un cilindro de sujeción de pernos 5. Este sirve para apretar, sobre todo, reapretar y, dado el caso, también aflojar una unión roscada compuesta por un perno roscado 1, que constituye un elemento de rosca, y una tuerca roscada 2 atornillada en la rosca del elemento de rosca 1 y apoyada sobre una superficie de brida 3. Se representa el cilindro de sujeción 5 en su posición de funcionamiento antes de la aplicación de la presión hidráulica. En esta posición, ha descendido en tal medida que se apoya con su parte inferior 6 sobre la superficie de brida 3 preferentemente plana sobre la que también se apoya la tuerca 2 son su superficie de contacto 2A.

Con el cilindro de sujeción 5 puede aplicarse en la dirección longitudinal de perno una fuerza de tensión previa al perno roscado 1, por medio de lo cual el perno roscado 1 se extiende ligeramente en dirección longitudinal. Durante el mantenimiento de esta extensión, la tuerca roscada 2 es apretada o se aprieta de nuevo.

Un casquillo intercambiable 14 dispuesto de manera giratoria en una carcasa de cilindro 7 del cilindro de sujeción 5 está provisto en uno de sus extremos de una rosca interna 16. Con esta rosca, el casquillo intercambiable 14 es atornillado antes del comienzo del proceso de sujeción, mediante rotación del casquillo intercambiable 14, sobre la sección final de rosca libre 1A del elemento de rosca 1, que sobresale hacia arriba sobre la tuerca 2. Este atornillado del casquillo intercambiable 14 va acompañado de un correspondiente descenso de todo el cilindro de sujeción 5 hasta que la parte inferior 6 descansa sobre la superficie de brida 3, puesto que el casquillo intercambiable 14 no tiene un juego longitudinal o solo uno muy pequeño respecto a la carcasa de cilindro 7.

A continuación, el casquillo intercambiable 14 atornillado con el elemento de rosca 1 se somete a tensión hidráulicamente, por medio de lo cual se expande la unión roscada en dirección longitudinal. De este modo se libera la superficie de contacto 2A de la tuerca roscada 2, de tal modo que la tuerca roscada 2 entonces se puede girar con solo poca resistencia al giro y de esta manera se puede apretar o volver a apretar contra la base, es decir, contra la superficie de brida 3 o, dado el caso, contra una arandela.

El mecanismo de sujeción hidráulica se encuentra en la carcasa de cilindro 7 resistente a la presión. Esta se puede componer de varias secciones de cilindro de tipo modular. La prolongación rígida de la carcasa de cilindro 7 es un tubo de apoyo 8. Este es o bien, como se representa, parte propia de la carcasa de cilindro 7, o un componente independiente. El tubo de apoyo 8 está abierto hacia la unión roscada, rodea la tuerca roscada 2 y se apoya con la parte inferior 6 en la base o la superficie de brida A. La base 3 constituye, por tanto, durante el proceso de sujeción el contrasoporte. El proceso de sujeción se realiza mediante tracción del casquillo intercambiable 14 en la sección final de rosca 1A, atornillándose la tuerca 2 hacia abajo al volver a apretar, hasta que asiente con su superficie de contacto 2A nuevamente de manera firme contra la base 3.

El tubo de apoyo 8 está provisto hacia un lado de una abertura 9 de tal tamaño que se puede girar la tuerca 2 a través de la abertura 9 para volver a apretar la tuerca. Por supuesto, esto solo es posible si el dispositivo de sujeción trabaja hidráulicamente al mismo tiempo, no estando cargada por lo tanto la tuerca 2 por una fricción considerable. El giro de la tuerca roscada 2 se efectúa por medio de un casquillo rotatorio 10 que rodea la tuerca con arrastre de forma y que está instalado de manera giratoria en el tubo de apoyo 8. El casquillo rotatorio 10 es accionado por medio de una transmisión 11 que está dispuesta lateralmente en el tubo de apoyo 8 y trabaja a través de la abertura 9 de este.

La carcasa de cilindro 7 está provista exteriormente de una conexión hidráulica 20 por medio de la cual un espacio de trabajo hidráulico 18 está conectado en el interior de la herramienta, por medio de un conducto hidráulico 21 flexible, pero resistente a la presión, con una potente bomba hidráulica 22. La bomba hidráulica 22 está dispuesta independientemente del cilindro de sujeción de pernos 5 en un módulo de abastecimiento externo 55 que solo se muestra en el dibujo de manera muy esquemática.

A través de la conexión hidráulica 20 llega fluido hidráulico bajo alta presión al espacio de trabajo 18, por lo que se solicita con presión hidráulica un pistón 15 alojado en la carcasa de cilindro 7 de forma que es móvil en la dirección longitudinal. De esta manera, el pistón 15 es empujado hacia arriba. Esto tiene lugar en contra de la fuerza de un resorte 17 que solicita el pistón 15. El resorte 17 sirve como resorte de retroceso de pistón y solicita el pistón 15 con una fuerza que tiende a mantener el pistón 15 en su posición básica, en la que el espacio de trabajo hidráulico 18 tiene su volumen más pequeño.

El émbolo 15 rodea en forma anular el casquillo intercambiable 14. El pistón 15 está sellado exteriormente contra la carcasa de cilindro 7 y está provisto interiormente de un escalón perimetral que forma una superficie de arrastre en la que se apoya el casquillo intercambiable 14 con una sección ampliada radialmente 26. De esta manera, el casquillo intercambiable 14 puede ser arrastrado por el émbolo 15. Sin la carga de presión, el casquillo intercambiable 14 puede girar libremente con respecto al émbolo 15 y con respecto a la carcasa de cilindro 7.

Al igual que el pistón 15, el casquillo intercambiable 14 se encuentra de forma central en el eje longitudinal de la carcasa de cilindro 7 y está compuesto sucesivamente de una sección con la rosca interna 16, que se atornilla en la sección final de rosca 1A del perno roscado 1, de la sección ampliada radialmente 26 y de una sección de accionamiento 27. La sección de accionamiento 27 está provista de un cuadrado de accionamiento en la que encaja un árbol de un accionamiento eléctrico que funciona en función de las señales de control de una unidad de control de procesos para así girar el casquillo intercambiable 14 en torno a su eje longitudinal y atornillarlo o bien antes del proceso de sujeción, descendiendo simultáneamente la carcasa de cilindro 7 a la sección final de rosca 1A, o tras el proceso de sujeción, aflojarlo elevando simultáneamente la carcasa de cilindro 7 de nuevo de la sección final de rosca 1A.

Como muy pronto cuando está asegurado que el casquillo intercambiable 14 está atornillado con un encaje de rosca suficientemente largo sobre la sección final de rosca 1A, se puede iniciar el proceso de sujeción hidráulica. Para garantizar esto el dispositivo de sujeción de pernos dispone, entre otras cosas, de un sensor de distancia 35. Este está configurado de tal modo y está fijado de tal modo en el propio cilindro de sujeción 5 o en un módulo enchufable 40 de manera rígida, que detecta la distancia A hasta la base firme 3.

Si el cilindro de sujeción 5 está posicionado en el eje de la correspondiente unión roscada de tal modo que el extremo de la rosca interior 16 entra en contacto o casi en contacto con el extremo de la sección final de rosca 1A, sin que se haya producido aún un atornillado, el sensor de distancia 35 detecta la distancia A, presente en esta situación, hasta la superficie de brida 3. A la unidad de control de procesos 44 se transmite por medio del sensor 35 una correspondiente primera señal de distancia A1.

A continuación, aún en el primer tipo de funcionamiento del dispositivo de sujeción de pernos, se atornilla el casquillo intercambiable 14 accionado eléctricamente en el extremo de rosca 1A. Cuando esto ya ha sucedido, por medio del sensor de distancia 35 se detecta de nuevo la distancia A hasta la superficie de brida 3, y se transmite a la unidad de control de procesos 44 una segunda señal de distancia A2 correspondientemente menor. La unidad de control de procesos 44 calcula a partir de la diferencia A1 menos A2 de las señales de distancia la longitud del encaje de rosca entre la rosca interna 16 del casquillo intercambiable 14 y el extremo libre roscado 1A del perno roscado.

Solo cuando la unidad de control de procesos 44, a partir de la diferencia de las señales de distancia A1, A2, calcula la presencia de un encaje de rosca mínimo predefinido internamente en la unidad de control, activa una conmutación efectiva del primero tipo de funcionamiento al segundo tipo de funcionamiento. La activación es mostrada al usuario de tal modo que puede efectuar la conmutación manualmente, preferentemente mediante accionamiento de un interruptor manual 47 que se encuentra en el módulo enchufable 40 que se puede unir de manera firme con el cilindro de sujeción 5.

El atornillado accionado por motor del casquillo intercambiable 14 se efectúa bajo el control y en función de señales de control de la unidad de control de procesos 44.

En el segundo tipo de funcionamiento y solo en este, la bomba hidráulica 22 está activada para acumular presión hidráulica en espacio de trabajo 18 del cilindro de sujeción a través del conducto hidráulico 21 sobre la base de las correspondientes señales de control hidráulico de la unidad de control de procesos 44. Además, en el segundo tipo de funcionamiento, el accionamiento eléctrico o los accionamientos eléctricos está o están activados en el módulo enchufable 40 de tal modo que el accionamiento giratorio del casquillo intercambiable 14 se bloquea y solo está activado el accionamiento giratorio del casquillo giratorio 10.

Para el verdadero proceso de sujeción, el cilindro de sujeción de pernos 5 trabaja ciertamente hidráulicamente. Para un funcionamiento semiautomático del cilindro de sujeción, sin embargo, está presente adicionalmente un accionamiento eléctrico 30 o alternativamente están presentes dos accionamientos eléctricos. También el accionamiento 30 o, alternativamente, los dos accionamientos trabajan en función de señales de control de la unidad de control de procesos.

Si hay dos accionamientos eléctricos, el primer motor de accionamiento acciona solo el casquillo intercambiable 14 dispuesto de manera giratoria en el cilindro de sujeción de pernos. El segundo motor de accionamiento en este caso solo acciona el casquillo giratorio 10 para girar la tuerca roscada 2. Por razones de seguridad, en la unidad de control 44 está implementado técnicamente en el circuito que correspondientemente al tipo de funcionamiento dispuesto solo esté liberada la activación o bien de un motor eléctrico o bien solo del otro motor eléctrico.

La misma lógica de cambio se consigue con un mecanismo de conmutación mecánico cuando se utiliza un motor de accionamiento común 30 que se conmuta por medio del usuario usando el interruptor manual 47. El mecanismo de conmutación se encuentra en la trayectoria de accionamiento que conduce desde el árbol de salida del motor de accionamiento 30, por un lado, al casquillo intercambiable 14 y, por otro lado, al casquillo giratorio 10. El mecanismo de conmutación libera en el primer tipo de funcionamiento solo la trayectoria de accionamiento que va al casquillo intercambiable 14 y, en el segundo tipo de funcionamiento, solo la trayectoria de accionamiento que va al casquillo giratorio 10. La respectiva otra trayectoria de accionamiento permanece bloqueada o pasiva por razones de seguridad.

El mecanismo de conmutación, así como el motor eléctrico 30, se encuentran en el módulo enchufable 40, que está montado en el verdadero cilindro de sujeción 5, construido resistente a la presión. Preferentemente también está dispuesto en el módulo enchufable 40 el sensor de distancia 35 que detecta la distancia A hasta la superficie de apoyo o superficie de brida 3.

Dentro del módulo enchufable 40, hay trayectorias de accionamiento que conducen desde el motor eléctrico 30 a través del mecanismo de conmutación al casquillo intercambiable 14 del cilindro de sujeción y al casquillo giratorio 10 del cilindro de sujeción. El acoplamiento giratorio con el casquillo intercambiable 14 y con el casquillo giratorio 10 se efectúa en cada caso por medio de uniones poligonales 51, de tal modo que el módulo enchufable 40 se puede colocar sin mayor esfuerzo sobre el verdadero cilindro de sujeción 5.

Parte del módulo enchufable 40 es también el mencionado conmutador 47 que se puede accionar manualmente y con el que el usuario puede conmutar entre el primer y el segundo tipo de funcionamiento. Preferentemente, en el conmutador 47 se encuentra un componente de activación o un sensor que comunica a la unidad de control de procesos 44 la posición del conmutador 47.

Dado que la carcasa del módulo enchufable 40 está fijada de manera rígida en la carcasa de cilindro 7, para el sensor de distancia 35 se garantiza que los valores de distancia A registrados por él son representativos de las respectivas posiciones de altura del cilindro de sujeción 5.

Sin embargo, se podría posicionar el sensor de distancia 35 también en otro lugar si esta posición es una posición rígida con respecto a la carcasa de cilindro 7 del cilindro de sujeción 5. Por ejemplo, es posible disponer el sensor de distancia 35 directamente en el tubo de apoyo 8 de la carcasa de cilindro 7, lo que permitiría medir la distancia lo más cerca posible de la superficie de contacto 2A de la tuerca roscada 2.

Un ramal de señales 54 une el módulo enchufable 40 con el módulo de abastecimiento 55 dispuesto externamente en el que están agrupados la bomba hidráulica 22 junto con su control hidráulico, la unidad de control de procesos 44 y, como parte de la unidad de control de procesos, el módulo de documentación 45 para los datos de proceso. El ramal de señales 54 puede asumir adicionalmente el abastecimiento del motor eléctrico 30 o de los motores eléctricos con tensión de funcionamiento.

Si el ramal de señales 54 sirve para la transmisión de señales, esta puede realizarse también de manera inalámbrica, estando presentes en el módulo enchufable 40, por un lado, y en el módulo externo 55, por otro lado, correspondientes equipos de emisión y recepción.

Lista de referencias

1 Perno roscado

1A Sección final de rosca

2 Tuerca roscada, tuerca

2A Superficie de contacto tuerca roscada

3 Superficie de la brida, apoyo

5 Cilindro de sujeción

6 Parte inferior

7 Carcasa de cilindro

8 Tubo de apoyo

9 Abertura

10 Casquillo giratorio

11 Transmisión

14 Casquillo intercambiable

15 Pistón

16 Rosca interior

17 Resorte

18 Espacio de trabajo hidráulico

20 Conexión hidráulica

21 Conducto hidráulico

22 Bomba hidráulica

26 Sección ampliada radialmente

27 Sección de accionamiento

30 Accionamiento, motor eléctrico

35 Sensor de distancia

40 Módulo enchufable

44 Unidad de control de procesos

45 Módulo de documentación

47 Interruptor manual, conmutador

51 Conexión cuadrada

54 Ramal de señales

55 Módulo externo

A Distancia

Claims

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para el apriete o el reapriete documentados de una unión roscada compuesta por un perno roscado (1) y una tuerca (2) atornillada sobre el mismo y apoyada en una superficie de brida (3), en el que se atornilla en el extremo roscado libre (1A) del perno roscado (1) un casquillo intercambiable (14) de un cilindro de sujeción (5) apoyado contra la superficie de brida (3), siendo el casquillo intercambiable (14) apretado hidráulicamente con extensión longitudinal del perno roscado (1) y, mientras tanto, la tuerca (2) es apretada mediante giro de un casquillo giratorio (10) unido de manera resistente al giro con la tuerca, permitiendo agentes de activación en un primer tipo de funcionamiento solo un accionamiento eléctrico del casquillo intercambiable (14) y, en un segundo tipo de funcionamiento, solo un accionamiento eléctrico del casquillo giratorio (10), identificándose, utilizando una unidad de control de procesos (44) provista de un módulo de documentación (45),

a) la unión roscada por medio de un equipo de detección dispuesto en el cilindro de sujeción (5), y guardándose una característica de identidad que caracteriza la unión roscada individual en el módulo de documentación (45), b) detectándose, tras la colocación del cilindro de sujeción (5) sobre la unión roscada, una distancia (A) hasta la superficie de brida (3) por medio de un sensor de distancia (35) dispuesto en el cilindro de sujeción (5) y transmitiéndose a la unidad de control de procesos (44) una correspondiente primera señal de distancia (A1), c) de tal modo que, en el primer tipo de funcionamiento, se atornilla el casquillo intercambiable (14) en el extremo roscado libre (1A) y, por medio del sensor de distancia (35), se detecta nuevamente la distancia (A) hasta la superficie de brida (3), y transmitiéndose a la unidad de control de procesos (44) una correspondiente segunda señal de distancia (A2),

d) determinando la unidad de control de procesos (44), a partir de la diferencia entre las señales de distancia (A1, A2), la magnitud del encaje de rosca entre el casquillo intercambiable (14) y el extremo libre roscado (1A) del perno roscado (1), y liberando la unidad de control de procesos (44) una conmutación al segundo tipo de funcionamiento solo en caso de que haya un encaje de rosca mínimo predefinido,

e) siendo extendido longitudinalmente el perno roscado (1) tras la conmutación al segundo tipo de funcionamiento, y guardándose en el módulo de documentación (45) un valor de carga característico de la fuerza de tracción que actúa sobre el casquillo intercambiable (14) y/o la presión hidráulica aplicada y asignándose a la respectiva característica de identidad,

f) siendo accionado el casquillo giratorio (10) durante la extensión longitudinal y guardándose el par de accionamiento y/o el ángulo de giro recorrido del casquillo giratorio (10) en el módulo de documentación (45) y asignándose a la respectiva característica de identidad.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que la identificación de la unión roscada se lleva a cabo mediante de la detección de una etiqueta RFID, un código QR o un código de barras presente preferentemente en el perno roscado (1).

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que también se registra la fecha y se asigna a la respectiva característica de identidad.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado por que, en el primer tipo de funcionamiento, se efectúa el atornillado del casquillo intercambiable (14) en primer lugar con un número de revoluciones predefinido y/o un par de torsión predefinido y, a continuación, con un número de revoluciones reducido y/o un par de torsión reducido.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado por que la magnitud del número de revoluciones reducido o del par de torsión reducido se controla por medio de la unidad de control de procesos (44) en función de las señales de distancia (A) del sensor de distancia (35).

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que, tras la conmutación al segundo tipo de funcionamiento, las siguientes etapas de procedimiento se desarrollan automáticamente y son controladas por la unidad de control de procesos (44) del siguiente modo:

- generación en primer lugar de una fuerza hidráulica preliminar que solo asciende al 2 % hasta el 12 % de la fuerza final perseguida en el subsiguiente procedimiento,

- accionamiento del casquillo giratorio (10) hasta el apoyo de la tuerca (2) en la superficie de brida (3), detectándose a este respecto la posición de giro resultante del casquillo giratorio (10) y guardándose como valor de partida del ángulo de giro,

- generación de la fuerza hidráulica final,

- nuevo accionamiento del casquillo giratorio (10) hasta el nuevo apoyo de la tuerca (2) en la superficie de brida (3), y detección del ángulo de giro recorrido por el casquillo giratorio (10) con respecto al valor de partida del ángulo de giro.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que el accionamiento eléctrico del casquillo intercambiable (14) y el accionamiento eléctrico del casquillo giratorio (10) se efectúan por medio de un único y mismo motor eléctrico (30) por medio de un mecanismo de conmutación que, en el primer tipo de funcionamiento, adopta su primera posición de activación y, en el segundo tipo de funcionamiento, adopta su segunda posición de activación.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que el accionamiento eléctrico del casquillo intercambiable (14) y el accionamiento eléctrico del casquillo giratorio (10) se efectúan por medio de dos motores eléctricos independientes, estando configurada la unidad de control de procesos para activar solo o bien uno o bien el otro motor eléctrico en función del tipo de funcionamiento.