PT2328721E - Uma chave de binário para apertar um elemento de fixação possuindo um dispositivo de segurança - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "UMA CHAVE DE BINÁRIO PARA APERTAR UM ELEMENTO DE FIXAÇÃO POSSUINDO UM DISPOSITIVO DE SEGURANÇA" A presente invenção refere-se a ferramentas automáticas de binário. Mais particularmente, esta invenção refere-se a uma chave de binário para apertar um elemento de fixação que possui um dispositivo de segurança.

As ferramentas automáticas são conhecidas na arte. Uma destas ferramentas conhecida é uma ferramenta automática pneumática de binário. Outras ferramentas automáticas de binário são conhecidas por serem acionadas eletricamente, hidraulicamente, manualmente ou alimentadas de outro modo. Cada ferramenta automática de binário possui uma força de ação e uma força de reação igual e oposta. Em qualquer uma das ferramentas de binário tal como uma ferramenta pneumática de binário, um multiplicador de binário, uma ferramenta de binário elétrica ou hidráulica, a força de ação é igual à força de reação numa direção oposta. Como o aperto de parafusos se tem tornando numa arte mais precisa, é exigido um aperto exato dos parafusos ou pelo menos, homogéneo. No entanto, isto não pode ser obtido com chaves de martelo ou chaves de impacto.

Ferramentas automáticas de binário requerem um braço de reação para encostar contra um objeto estacionário adjacente, de modo a impedir a ferramenta de rodar em torno de um parafuso e para rodar a porca em vez disso. Nestas ferramentas automáticas de binário, o braço de reação encontra-se geralmente ligado em torno de um eixo, e é fornecido um mecanismo para fixar o braço de forma estável em relação ao alojamento da ferramenta durante a operação. Isto pode ser feito com estrias, hexágonos ou outras configurações. A razão pela qual as ferramentas automáticas de binário incluem um braço de reação deve-se ao facto das ferramentas serem incapazes de apertar ou desapertar elementos de fixação, por exemplo, uma porca, a menos que o alojamento da ferramenta seja impedido de rodar na direção oposta. Isto significa que a força de reação igual e oposta à força de rotação da porca tem de ser desviada para que uma ferramenta automática de binário funcione corretamente. São revelados vários exemplos de ferramentas automáticas de binário conhecidas que incluem um braço de reação para encostar contra num objeto estacionário na Patente U.S. N° 6,152,243, Patente U.S. N° 6,253,642 e Patente U.S. N° 6,715,881.

Nas ferramentas automáticas de binário conhecidas com um braço de reação existe um risco significativo de que durante a utilização pretendida, os dedos ou a mão do operador possam ficar presos entre o braço de reação e a área de encosto quando este não se encontrar a prestar atenção. 0 objeto estacionário ou a área de encosto contra a qual vai encostar o braço de reação necessário pode ser uma das porcas adjacentes, o alojamento da aplicação, um tubo que faz parte da flange, etc. 0 operador agarra a ferramenta com uma mão operacional que também desencadeia a operação da ferramenta de binário. A outra mão que não a mão operacional encontra-se livre e pode inadvertidamente mover-se para o braço de reação, ou para próximo do braço de reação sendo que a mão livre pode ser capturada quando o braço de reação se move contra um objeto fixo para encontrar a sua área de encosto enquanto o operador ativa os gatilhos da ferramenta de binário com a mão operacional. Este é um dos maiores perigos na utilização de ferramentas automáticas de binário, e isto acontece com frequência, uma vez que a força de reação aplicada pela ferramenta é na maioria dos casos muito maior do que o binário LBS/FT (libra/pé, Nm em unidades SI) como a porção do braço de reação que encosta é muitas vezes menor do que um quarto de um pé de distância a partir do eixo de rotação da ferramenta. Ferramentas deste tipo têm e vão amputar dedos.

As lesões à mão livre e aos seus dedos são conhecidas por serem graves. Estes acidentes ocorrem com frequência, e requerem atenção. Às vezes não é apenas o trabalho do operador que fica parado em resposta a esta lesão, mas toda a operação tem que parar. Qualquer pessoa próxima de uma lesão a um membro da força de trabalho, direciona normalmente a sua atenção para a lesão, e para o operador lesionado. Portanto, para além da lesão do operador, o custo da tarefa ou trabalho e a perda de produtividade é enorme. Por isso, estes acidentes de trabalho encontram-se normalmente sujeitos a requisitos de informação da OSHA. A DE 20 2006 011 224 Ul refere-se a uma ferramenta automática de binário com um motor de acionamento localizado num alojamento fornecido com uma primeira pega compreendendo um primeiro elemento de comutação. Além disso, a ferramenta automática de binário compreende um veio de saida que se projeta a partir da extremidade dianteira do alojamento e que se destina a receber uma chave de caixa. Além disso, a ferramenta automática de binário compreende uma perna de apoio montada no invólucro de uma maneira à prova de binário para suportar o invólucro contra um suporte estacionário. Uma segunda pega encontra-se fixa ao referido alojamento possuindo um segundo elemento de comutação, no qual o motor de acionamento é apenas operado quando os dois elementos de comutação se encontram ativados. A WO 2004/073005 Al descreve uma ferramenta automática que compreende um motor para acionar a ferramenta e pelo menos, um elemento de comutação que se encontra num circuito de sinal e é acoplado a um circuito de carga através de pelo menos um elemento de comutação de energia. O elemento de comutação pode ser acionado através de uma superfície de contacto elástica que se encontra integrada no alojamento da ferramenta automática e dois ou mais elementos de comutação podem ser utilizados opcionalmente para controlar o motor da ferramenta automática.

Por conseguinte, é um objetivo da presente invenção proporcionar uma ferramenta automática de binário que evite as desvantagens da técnica anterior.

De acordo com estes objetivos e com outros que se tornarão aparentes de seguida, a presente invenção reside, resumidamente, numa chave automática de binário para apertar e desapertar elementos de fixação, incluindo a chave automática de binário um dispositivo para efetuar a rotação do elemento de fixação possuindo um gatilho operado por uma mão de um operador para ativar a chave automática de binário, e um dispositivo de segurança operado pela outra mão do operador, e sendo configurado de tal modo que, em utilização, o dispositivo para efetuar a rotação é operável, compreendendo um braço de reação conectável e desconectável do alojamento da chave automática de binário configurado para encostar contra um objeto estacionário adjacente durante o funcionamento da chave automática de binário, de modo a impedi-la de rodar em torno do elemento de fixação durante o seu aperto ou desaperto, sendo o dispositivo de segurança configurado de tal modo que o braço de reação se encontra ligado não-rotativamente com o invólucro quando o dispositivo de segurança se encontra em utilização e pode desviar uma força de reação para o objeto estacionário adjacente, mas encontra-se desligado do alojamento, quando é utilizada apenas uma das mãos do operador e o gatilho é acionado e por conseguinte, quando desligado, não pode desviar uma força de reação para o objeto estacionário adjacente.

Ainda, uma outra característica da presente invenção reside, numa chave automática de binário para apertar e desapertar elementos de fixação, na qual o dispositivo de segurança inclui ainda uma pega de mão, de tal modo que quando a pega é operada pelo operador, o braço de reação é ligado não-rotativamente ao alojamento, mas quando é utilizada apenas uma das mãos do operador e o gatilho é acionado, o braço de reação é automaticamente desligado do aloj amento.

De acordo com uma outra característica da presente invenção, o dispositivo de segurança inclui um elemento de engate localizado substancialmente entre o braço de reação e o alojamento, alternável entre uma primeira posição na qual este liga não rotativamente o braço de reação com o alojamento e uma segunda posição na qual este desliga o braço de reação do alojamento. 0 dispositivo de segurança pode ainda incluir meios de mola dispostos de tal modo que, quando a pega é operada pelo operador, o elemento de engate é movido a partir da segunda posição para a primeira posição contra a força de uma mola, mas quando o operador liberta a pega, os meios de mola deslocam automaticamente o elemento de engate para trás, da primeira posição para a segunda posição.

As novas caracteristicas que são consideradas como caracteristica da presente invenção são apresentadas em particular nas reivindicações anexas. No entanto, a invenção em si, tanto quanto à sua construção como ao seu método de funcionamento, juntamente com os objetivos e vantagens adicionais, será mais bem compreendida a partir da seguinte descrição de formas de realização especificas, quando lidas em conjunto com os desenhos anexos. A Figura 1 é uma vista que mostra uma secção transversal de uma chave automática de binário de acordo com uma forma de realização da presente invenção. A Figura 2 é uma vista que mostra peças de um dispositivo de segurança da chave automática de binário inventiva incluindo uma haste de acionamento e uma manga; A Figura 3 é uma vista mostrando uma outra peça do dispositivo de segurança da chave automática de binário inventiva, em particular um deslocador de ligação; A Figura 4 é uma vista mostrando uma zona de engate de uma porção de um braço de reação com uma porção do alojamento da chave automática de binário inventiva, numa escala ampliada;

Uma chave automática de binário de mão de acordo com a presente invenção possui um alojamento que é identificado com o número de referência 1 e acomoda um motor 2, que pode ser formado como um motor hidráulico, pneumático, elétrico, etc. Um elemento de acionamento 3 é acionado em rotação pelo motor 2 e engata num elemento de fixação que deve ser apertado ou desapertado, de modo que, quando o motor 2 é acionado, o elemento de acionamento 3 roda e permite a rotação de um elemento de fixação correspondente. A chave automática de binário pode ser proporcionada com meios de intensificação de binário para aumentar a entrega de binário a partir do motor de acionamento 2 ao elemento de acionamento 3. Os meios de intensificação de binário podem ser formados por engrenagens planetárias que se encontram localizadas no invólucro 1 e não se encontram mostradas nos desenhos. A chave automática de binário possui ainda uma pega 4 para manter a chave automática de binário em posição com uma mão de um operador, com um gatilho 5 para ativar a ferramenta automática de binário com uma das mãos do operador. A pega 4 encontra-se por exemplo, ligada de um modo inamovível ao alojamento 1. Quando um operador segura na pega 4 e puxa o gatilho 5, o motor de acionamento 2 é ativado. A ferramenta automática de binário possui ainda um braço de reação para encostar contra um objeto estacionário adjacente, desviando a força de reação gerada durante a operação, para um objeto estacionário adjacente. 0 braço de reação possui uma porção distai 6 configurada para se encostar contra o objeto estacionário, de modo a impedir a ferramenta de rodar em torno de um elemento de fixação, e uma porção proximal 7 conectável e desconectável com o alojamento 1 da chave automática de binário, como será explicado a seguir. As porções 6 e 7 do braço de reação encontram-se ligadas entre si de modo a que sejam não-rotativas entre si em torno de um eixo de rotação A do elemento de acionamento 3. A chave automática de binário de mão de acordo com a presente invenção possui um binário de saida que excede o binário de saida de reação realizado pela mão de um operador. Noutras palavras, o operador não pode impedir o alojamento da ferramenta de rodar sob a ação de uma força de reação que é oposta a uma força de ação fornecida pelo elemento de acionamento 3, mas em vez disso para o funcionamento da chave automática de binário da invenção o braço de reação deve encontrar-se sempre funcional também. Deve encontrar-se ligado com o alojamento de modo não rotativo sobre um eixo A do alojamento 1 e do elemento de acionamento 3, e deve apoiar-se contra o objeto estacionário adjacente. A chave automática de binário é fornecida com um dispositivo de segurança que é operável pela outra mão do operador, e concebido de modo que, quando é operado pela outra mão do operador, a chave automática de binário encontra-se a funcionar para apertar ou desapertar o elemento de fixação, mas quando apenas é utilizada uma única mão do operador para manter a chave automática de binário em posição segurando a pega 4 e puxando o gatilho 5, a chave automática de binário não se encontra a funcionar para apertar ou desapertar o elemento de fixação.

De acordo com a presente invenção, que se encontra descrita neste pedido de patente, o dispositivo de segurança encontra-se configurado de modo a que quando este é operado pela outra mão de um operador, o braço de reação encontra-se ligado com o alojamento e pode encostar-se contra um objeto estacionário adjacente durante o funcionamento da chave automática de binário, de modo a impedir o invólucro da chave automática de binário de girar em torno do elemento de fixação durante o aperto ou o desaperto deste. 0 braço de reação encontra-se no entanto desligado do alojamento, quando o dispositivo de segurança não é operado pela outra mão do operador e, por conseguinte, neste último caso, o braço de reação não pode desviar uma força de reação para o objeto estacionário adjacente.

Como pode ser visto a partir das Figuras 1 e 4, a porção distai 7 do braço de reação encontra-se provida com estrias internas 8 axialmente mais longas, enquanto uma porção do invólucro 1 que se prolonga através do interior da porção distai 7 é fornecida com estrias externas 9 axialmente mais curtas, configuradas de modo a que as estrias 8 e 9 sejam espaçadas radialmente entre si. 0 dispositivo de segurança mencionado acima inclui um elemento de engate formado por exemplo como um anel 10, que é móvel numa direção axial e possui estrias externas 11 que por exemplo, engatam sempre com as estrias interiores 8 da porção distai 7 do braço de reação, e possui também estrias internas 12 que são por exemplo, engatáveis e desengatáveis com as estrias da porção 9 do alojamento 1. O número de referência 20 identifica rolamentos previstos nesta região.

Na posição mostrada na Figura 1, o anel 10 é deslocado axialmente para baixo de modo a que as suas estrias 12 não se encaixem com as estrias 9 do alojamento, e portanto, a porção 7 do braço de reação não se encontra ligada de forma não rotativa ao alojamento 1 em torno do eixo A. De modo a conectar o braço de reação com o alojamento de modo não rotativo em torno do eixo A, o anel 10 é deslocado axialmente para cima de modo a que não engate apenas as suas estrias 11 com as estrias 8 do braço de reação, mas as suas estrias 12 engatem também com as estrias 9 do alojamento. O braço de reação torna-se ligado com o invólucro de um modo não rotativo em torno do eixo A. Nesta posição quando a porção distai 6 ou o braço de reação se encostam contra um objeto estacionário adjacente durante a operação da chave automática de binário, a chave automática de binário pode funcionar uma vez que o binário de reação de saida, que não pode ser contrariado pela mão de um operador, é contrariado pelo braço de reação que encosta contra o objeto estacionário adjacente. A fim de deslocar o anel 10 axialmente para cima, para proporcionar um encaixe do braço de reação com o alojamento, o operador atua sobre uma perna de uma pega 13, de modo a que a sua outra perna, através de um elo de corrente 14, eleva uma haste de acionamento 15. A haste de acionamento 15 eleva uma manga 16, que por sua vez eleva uma ligação 17, que em seguida, eleva um deslocador 18 ligado com o anel 10, de modo a que finalmente, o anel 10 seja levantado. Como explicado acima, quando o anel 10 é deslocado para cima, proporciona a ligação do braço de reação com o alojamento, de modo a que o braço de reação fique ligado com o alojamento de um modo não rotativo em torno do eixo A.

Acredita-se portanto, que se encontre entendido que uma chave automática de binário pode funcionar apenas quando ambas as ações tomem lugar: um operador segure a pega 4 da ferramenta automática de binário em posição e puxe o gatilho 15 com uma mão e, ao mesmo tempo, o operador opere o dispositivo de segurança, atuando sobre a pega 13 com a outra mão, e por conseguinte, a sua outra mão não se pode encontrar na região do braço de reação.

Quando o operador não agir sobre a pega 13 com a sua outra mão, uma mola de retorno 19, que foi tencionada quando a pega 13 foi operada, relaxa. Esta desloca os elementos 16, 17 e 18 axialmente para baixo, e o anel 10 também é deslocado axialmente para baixo, de modo a que as suas estrias 12 sejam desengatadas das estrias 9 do alojamento, e o braço de reação não se encontre ligado ao alojamento de um modo não rotativo.

Deve ser entendido que cada um dos elementos acima descritos, ou dois ou mais juntos, possam também encontrar uma aplicação útil noutros tipos de construções diferentes dos tipos descritos acima.

Lisboa, 14 de Janeiro de 2016

Claims (5)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Uma chave automática de binário para apertar e desapertar elementos de fixação, incluindo a chave automática de binário: um dispositivo para efetuar a rotação do elemento de fixação possuindo um gatilho (5) operável por uma mão de um operador para ativar a chave automática de binário; e um dispositivo de segurança operável por uma outra mão do operador, e sendo configurado de tal modo que, em utilização, o dispositivo para efetuar a rotação é operável, caracterizado por um braço de reação conectável e desconectável com um alojamento (1) da chave automática de binário e configurado para se encostar contra um objeto estacionário adjacente durante o funcionamento da chave automática de binário, de modo a impedi-la de rodar em torno do elemento de fixação durante o seu aperto ou desaperto, sendo o dispositivo de segurança configurado de tal modo que o braço de reação se encontra ligado não-rotativamente com o alojamento (1) quando o dispositivo de segurança se encontra em utilização e pode desviar a força de reação para um objeto estacionário adjacente, mas encontra-se desligado do alojamento (1) quando apenas é utilizada uma das mãos do operador e o gatilho (5) é operado e portanto, quando desligado, não pode desviar a força de reação para um objeto estacionário adjacente.
2. 2. Uma chave automática de binário de acordo com a reivindicação 1, na qual o dispositivo de segurança inclui uma pega (13), de tal modo que quando a pega (13) é operada pelo operador, o braço de reação encontra-se ligado não-rotativamente com o alojamento (1), mas quando é utilizada apenas uma das mãos do operador e o gatilho (5) é operado, o braço de reação é automaticamente desligado do alojamento.
3. 3. Uma chave automática de binário de acordo com a reivindicação 2, na qual o dispositivo de segurança inclui um elemento de engate (10) situado substancialmente entre o braço de reação e o alojamento (1) e deslocável entre uma primeira posição na qual este liga não rotativamente o braço de reação com o alojamento (1) e uma segunda posição na qual este desconecta o braço de reação do alojamento (1).
4. 4. Uma chave automática de binário de acordo com a reivindicação 3, na qual o dispositivo de segurança inclui meios de mola (19) dispostos de tal modo que, quando a pega (13) é operada pelo operador, o elemento (10) é movido da segunda posição para a primeira posição, mas quando o operador liberta a pega (13), os meios de mola (19), deslocam automaticamente o elemento (10) de volta da primeira posição para a segunda posição.
5. 5. Uma chave automática de binário de acordo com a reivindicação 4, na qual o elemento de engate (10) possui substancialmente uma forma de anel e possui formações de engate (11, 12) que se encontram permanentemente engatadas com as formações de engate (8, 9) do alojamento (1) ou do braço de reação, e as formações de engate são engatáveis ou desengatáveis das formações de engate do alojamento (1) e do braço de reação na primeira posição e na segunda posição correspondentemente. Lisboa, 14 de Janeiro de 2016