ES2375090T3

ES2375090T3 - Aparato de sujeción indicador de carga.

Info

Publication number: ES2375090T3
Application number: ES09015749T
Authority: ES
Inventors: Stanley Ceney
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-08-19
Filing date: 1998-08-17
Publication date: 2012-02-24
Anticipated expiration: 2018-08-17
Also published as: KR20010023077A; ID29459A; JP2001515218A; ES2338726T3; NO330778B1; BR9812129A; EA200000217A1; CN1267362A; KR100411354B1; NO20000824L; CN1146721C; EP2175147B1; EA001307B1; EP1003978B1; JP2008058321A; DK2175147T3; JP2003329525A; EP1003978A1; AU8911598A; WO1999009327A1

Abstract

Un aparato que comprende: un elemento de sujeción (1) que incluye una cabeza (3) de perno, que tiene una cara de referencia (11) , y un vastago (4), un taladro (7) que se extiende dentro del elemento de sujeción (1) a traves de la cabeza (3) del perno y dentro del vastago (4), una barra (8) dispuesta en el taladro (7) y asegurada al elemento de sujeción (1) y que tiene una cara extrema (8A) situada próxima a la cara de referencia (11) , y una separación que cambia, que se forma entre la cara extrema (8A) del elemento (8) y la cara de referencia (11) de la cabeza (3) del perno, en respuesta a la carga aplicada al elemento de sujeción (1) ; que se caracteriza porque el aparato comprende, ademas un condensador de reactancia soportado por una cabeza sensora portatil (13, 17A, 33A) soportada de manera retirable sobre la cabeza (3) del perno en un circuito para detectar el cambio en la separación que produce una variación en la reactancia del condensador del circuito sin entrar en contacto con la cara extrema (8A) o la cara de referencia (11) .

Description

Aparato de sujeci6n indicador de carga.

Campo del Invento

Este invento se refiere a sistemas de sujeci6n indicadores de la carga que estan adaptados para indicar las cargas a las cuales estan sometidos y, mas concretamente, a un dispositivo electr6nico sin contacto, tal como un condensador de reactancia, el cual mide el cambio en el espacio de separaci6n o la forma que se produce cuando se deforma un sistema de sujeci6n.

Antecedentes

Es deseable que los sistemas de sujeci6n aplicados sean apretados con precisi6n a los niveles de carga designados, con objeto de asegurar la integridad estructural de la uni6n fijada con pernos. Es bien sabido que, indicando la deformaci6n, se proporciona una representaci6n verdadera de la carga inducida en los sistemas de sujeci6n. Las llaves de par de torsi6n son corrientemente usadas para apretar los elementos de sujeci6n hasta niveles de par de torsi6n predeterminado, pero estan sujetas a un rozamiento no predecible, de modo que la deformaci6n producida puede ser bastante inexacta. En otras palabras, el control del par de torsi6n no conducira a una medida precisa de la carga de un sistema de sujeci6n.

Dispositivos Anteriores para Medir la Extension del Elemento de Sujecion del Tipo de Contacto

Con algunos dispositivos de medici6n, por ejemplo con transductores lineales, es necesario que hagan contacto fisico para que sean funcionales. Estos metodos de contacto son de por si dificiles de usar en el campo. Las mediciones de la deformaci6n son extremadamente pequefas y cualquier contaminaci6n de la superficie (por corrosi6n, suciedad, abrasivos naturales, dafos en servicio, etc.) conduce a errores significativos. En consecuencia, un objeto del presente invento es medir la deformaci6n usando para ello un dispositivo y un metodo sin contacto.

Dispositivos y Metodos Anteriores para Medir la Extension de un Elemento de Sujecion del Tipo sin Contacto

En los anteriores dispositivos y metodos para medir sin contacto la extensi6n de un elemento de sujeci6n bajo deformaci6n se han utilizado componentes dentro de cada elemento de sujeci6n individual, tipicamente un perno o un esparrago. Estos metodos anteriores plantean una serie de problemas significativos asociados a los mismos.

Un problema con los dispositivos para medir sin contacto anteriores es el de que es prohibitivamente caro instrumentar cada elemento de sujeci6n individual con componentes electricos. Ademas, la instrumentaci6n integrada compromete la integridad del elemento de sujeci6n y no es adecuada para los ambientes asperos de muchas aplicaciones. En consecuencia, un objeto del presente invento es proporcionar un elemento de sujeci6n indicador de la carga adecuado para su coste, en el cual el propio elemento de sujeci6n no tenga partes electricas.

Otro problema que plantean los dispositivos para medir sin contacto es el de que tipicamente requieren una complicada modificaci6n del elemento de sujeci6n, lo que hace que sea dificil el proceso de fabricaci6n. En consecuencia, un objeto del presente invento es medir la extensi6n de un elemento de sujeci6n usando un dispositivo y un metodo sencillos, que solamente requieran una ligera modificaci6n del sistema de sujeci6n, el cual se incorpora facil y c6modamente durante el proceso de fabricaci6n.

En el documento US RE 30.183 se presenta un transductor de microdesplazamientos con un circuito sintonizado por radiofrecuencia. Un bucle de inductancia - capacitancia define un circuito resonante y esta dispuesto en un miembro sometido a esfuerzo. Las deformaciones que se producen por el esfuerzo varian la inductancia o la capacitancia del circuito, y su frecuencia de resonancia. Un medidor de inmersi6n se utiliza para detectar la frecuencia de resonancia y de esta manera proporciona un indicador de lectura del esfuerzo en el miembro.

El documento US 5.392.654 presenta un conjunto sensor de la carga en un perno para consolidar roca, para uso para determinar la carga en una tuerca enroscada sobre un perno incrustado en la cara de una roca. El conjunto comprende una pluralidad de arandelas elasticas dispuestas para estar montadas en el perno entre la tuerca y la placa de techo. Un sensor comprende una bobina de inducci6n adaptada para ser colocada, en uso, alrededor de las arandelas. El sensor incluye un indicador acoplado a la bobina de inducci6n, con lo que, en uso, las arandelas elasticas definen un espacio de separaci6n que varia dependiendo de la carga sobre el perno. La bobina de inducci6n proporciona una indicaci6n electrica de la variaci6n del espacio de separaci6n y el indicador proporciona una indicaci6n de la carga sobre el perno.

Un dispositivo adicional para medir sin contacto la fuerza de precarga esta descrito en el documento DE 44 10 722 A1. Un sensor para medir la fuerza de precarga de tornillos comprende una bobina a traves de la cual circula una corriente alterna y que esta orientada hacia la superficie del tornillo. La superficie esta fabricada de un material conductor electricamente. El sensor tiene un borde exterior, con el cual se mantiene en el borde de la cabeza del

tornillo. Y, de esta manera, se proporciona una distancia constante de manera que la bobina mide solamente la desviaci6n de la cabeza de la bobina, que se produce por la fuerza de precarga.

Para indicar cuando la tensi6n en un perno alcanza un valor predeterminado, el documento US 5.291.789 describe proporcionar un contacto electrico que se sujeta en una posici6n adyacente a una superficie orientada axialmente del perno y en una posici6n fija en relaci6n con una parte remota del perno. El apriete del perno reduce la holgura entre el contacto y la superficie del perno. Cuando la holgura se ha eliminado, se enciende una bombilla.

Sumario del Invento

A continuaci6n se hace un breve sumario del invento, el cual consigue los anteriores y otros objetos y proporciona los beneficios y ventajas indicados en lo que antecede, y los que se indicaran despues, de acuerdo con la estructura, la funci6n y los resultados del presente invento, tal como se ha realizado y como se describe aqui en lineas generales. El invento del solicitante incluye el aparato aqui descrito, con el cual se consiguen los objetos y beneficios del presente invento.

De acuerdo con el presente invento, se proporciona un sistema de sujeci6n indicador de la carga que comprende un cuerpo al cual se aplica una deformaci6n cuando esta en uso el elemento de sujeci6n, unos medios de detecci6n de la carga que tienen partes dispuestas para movimiento relativo en respuesta al cambio en la longitud o en la forma del cuerpo o en una arandela de disefo asociada bajo una deformaci6n aplicada, y un dispositivo de medici6n de la separaci6n sin contacto, separado, tal como un dispositivo electr6nico que incluye un condensador de reactancia (designado aqui en lo que sigue colectivamente y/o por separado como "un dispositivo para medir la separaci6n sin contacto") el cual, cuando esta asegurado adyacente al elemento de sujeci6n, registra el citado movimiento relativo de las partes m6viles por un metodo sin contacto.

El sistema de sujeci6n puede adoptar la forma de un perno o un esparrago, una tuerca y arandelas, o bien puede adoptar otras formas. En la forma de un perno, el cuerpo del elemento de sujeci6n comprende una cabeza y un vastago, el cual puede ser de forma sustancialmente estandar. Analogamente, en la forma de un esparrago, el cuerpo comprende un vastago que puede ser de forma sustancialmente estandar. En una u otra de dichas formas, una arandela puede incorporar los medios para indicar que las partes m6viles son detectadas por un dispositivo de medici6n de la separaci6n sin contacto, separado, del tipo descrito en lo que antecede. En el caso de un perno o un esparrago, el elemento de detecci6n de la carga responde a un cambio de longitud del vastago bajo la deformaci6n aplicada. En el caso de la arandela, el elemento de detecci6n de la carga detecta el cambio de forma en la forma de la arandela bajo la deformaci6n aplicada. Convenientemente, el dispositivo para medir la separaci6n puede ser asegurado a la cabeza del perno, al extremo de la rosca, al extremo del esparrago, o a la arandela, en donde pueda ser facilmente asegurado cuando el sistema de sujeci6n este en uso.

El elemento de detecci6n de la carga indica los cambios en la longitud del cuerpo del elemento de sujeci6n, o los cambios en la forma de la arandela, o los cambios en la forma de la cabeza de perno mientas esta siendo asegurado el sistema de sujeci6n y cuando ha sido asegurado el sistema de sujeci6n. Por consiguiente, mientras esta siendo asegurado el sistema de sujeci6n, las cargas aplicadas seran registradas por el dispositivo para medir la separaci6n sin contacto, el cual indicara cuando el sistema de sujeci6n alcanza una carga de trabajo requerida. El dispositivo para medir la separaci6n sin contacto puede ser unido al sistema de sujeci6n y obtenerse una medici6n que puede ser presentada en un monitor 24 de un ordenador o en otra unidad de presentaci6n. Esta medici6n puede ser usada durante el proceso de apriete. La medici6n puede usarse despues del apriete inicial para inspeccionar cualquier cambio en la condici6n de la deformaci6n inicial.

Las cargas reales en el sistema de sujeci6n pueden venir indicadas en el monitor 24 y se puede usar una salida electrica para controlar la potencia de los utiles de apriete (no representado) o para indicar mediante un aviso que se ha alcanzado la carga deseada en el sistema de sujeci6n.

Los medios de detecci6n de la carga pueden estar dispuestos para registrar las cargas aplicadas hasta las cargas de prueba del material del sistema de sujeci6n, (la carga de prueba es la carga maxima que puede ser mantenida antes de que se produzca un cambio permanente en las dimensiones originales). La creaci6n de una separaci6n que cambie al cambiar la deformaci6n puede conseguirse de varios modos. En la presente realizaci6n, los medios para crear esa separaci6n que cambia comprenden un elemento de detecci6n de la carga dispuesto en la direcci6n en la cual se aplica la deformaci6n al cuerpo cuando esta en uso el sistema de sujeci6n, y tiene una parte de anclaje. La parte de anclaje va anclada rigidamente al cuerpo en una parte del cuerpo en la cual hay movimiento cuando se aplica para uso el elemento de sujeci6n.

Un espacio de separaci6n entre el dispositivo para medir la separaci6n sin contacto y el elemento se ensancha, o se reduce, dependiendo de que el elemento de sujeci6n este siendo asegurado o pierda deformaci6n. El dispositivo para medir la separaci6n sin contacto reacciona midiendo el espacio de separaci6n y registra en un monitor 24 la carga aplicada. Preferiblemente, el elemento de detecci6n de la carga puede estar hecho del mismo material, o al menos tener el mismo coeficiente de dilataci6n termica, que el del material del cuerpo. De este modo, los cambios de temperatura a la cual puede ser usado el sistema de sujeci6n no afectaran al funcionamiento del elemento de detecci6n de la carga.

En una realizaci6n preferida, el elemento de detecci6n de la carga puede ser una barra de diametro macizo, proporcionando un extremo la parte de anclaje, con el otro extremo libre para moverse con relaci6n al elemento de sujeci6n. Parte al menos del elemento de detecci6n de la carga puede estar situada en un paso o taladro ciego en el cuerpo. Cuando los medios para detectar la carga comprenden un elemento, como se ha descrito en lo que antecede, este puede ser proporcionado mediante una pieza de inserci6n acoplada dentro de la parte extrema ciega del taladro o paso. El anclaje puede anclarse a la base del taladro o paso. El taladro o paso puede tener una parte de base mas pequefa, en la cual este anclada la parte de anclaje. Convenientemente, el dispositivo para medir la separaci6n sin contacto esta situado en, o cerca de, el extremo libre de tal taladro o paso. Puede hacerse un anclaje directo del elemento al cuerpo, por ejemplo, por soldadura, enroscando o pegando con adhesivo, o bien se puede anclar el elemento a la base, la cual va convenientemente fijada al cuerpo. La base del taladro o paso puede adoptar la forma de un taladro para acoplamiento de apriete, dentro del cual se mete a presi6n el elemento para proporcionar un anclaje seguro.

El elemento de detecci6n de la carga puede estar dispuesto para operar en un margen dado de cambios de longitud del cuerpo bajo la deformaci6n aplicada. Esta sera usualmente producida por alargamiento del cuerpo desde la condici6n de descargado hasta la carga de prueba del material. Cuando se aplica la carga para deformar el cuerpo, el elemento de detecci6n de la carga se mueve dentro del cuerpo separandose de la referencia cero (la referencia significa la parte fija en la cara de la cabeza superior del elemento de sujeci6n que no se mueve). El dispositivo para medir la separaci6n sin contacto se fija al cuerpo y mide la diferencia entre el punto de referencia (punto o forma de referencia) en el cuerpo y el elemento de detecci6n de la carga, y se calibra el dispositivo para medir la separaci6n sin contacto, para indicar la carga.

Para un alargamiento dado bajo la carga de prueba se puede calcular una longitud original requerida de:

Longitud Original E x A x Extension

Carga

donde:

E = M6dulo de Young para el material del cuerpo

A = Area de la secci6n transversal del cuerpo

Para las diferentes areas de la secci6n transversal y/o cargas de prueba, variara la longitud original requerida. Para una gama de tamafos del elemento de sujeci6n, se pueden proporcionar elementos de detecci6n de la carga de prueba de diferentes longitudes, como se requiera. Sin embargo, es generalmente mas facil y mas econ6mico para la producci6n proporcionar medios de elemento de detecci6n de la carga para los elementos de sujeci6n, de acuerdo con el invento, con elementos de detecci6n de la carga de una longitud estandar y compensar las diferencias mediante el dispositivo para medir la separaci6n sin contacto.

Para el presente invento es posible dar una indicaci6n muy exacta de las cargas aplicadas al sistema de sujeci6n. La indicaci6n del dispositivo para medir la separaci6n sin contacto de las cargas aplicadas permite a una persona ver facilmente cual es la carga aplicada al sistema de sujeci6n. Esto puede hacerse desde una presentaci6n de monitor operado por pilas portatil, el cual puede ser manual y estar conectado a la unidad para medir la separaci6n sin contacto mediante una conexi6n umbilical.

El sistema de sujeci6n puede ser fabricado sin que sea sustancialmente mas caro que un elemento de sujeci6n convencional de un tipo similar. Por ejemplo, los taladros pueden ser perforados durante el proceso de fabricaci6n original. Ademas, un elemento de sujeci6n convencional puede ser facilmente adaptado para que incluya los medios de detecci6n de la carga de acuerdo con el presente invento.

En otra forma, la detecci6n de la carga puede tambien ser dispuesta para que registre las cargas aplicadas hasta la carga de prueba para el material, mediante una arandela indicadora de la carga. La arandela esta disefada para desviarse bajo la deformaci6n del sistema de sujeci6n, y el dispositivo para medir la separaci6n sin contacto mide la desviaci6n frente a una parte estatica de la arandela/perno. Los dispositivos para medir la separaci6n sin contacto se calibran para indicar la carga en el sistema de sujeci6n como se ha explicado en lo que antecede.

En otra forma, la detecci6n de la carga puede disponerse para que registre las cargas aplicadas hasta la carga de prueba del material, midiendo para ello la desviaci6n de una cabeza de perno disefada especialmente, cuando el perno este sometido a deformaci6n, efectuandose la medici6n de dos partes que se mueven cada una con relaci6n a la otra cuando el perno esta sometido a deformaci6n. El dispositivo para medir la separaci6n sin contacto se calibra para indicar la carga en el sistema de sujeci6n, como se ha explicado en lo que antecede.

Un metodo usado para calcular un cambio en el espacio de separaci6n puede ser la medici6n mediante reactancia, la cual es

Reactancia capacitiva = 1 2nFC y capacitancia = G 2nFDA

Desplazamiento = cambio en la separaci6n Donde F = Frecuencia (hertzios) C = capacitancia (faradios) D = constante dielectrica (aire = 1) A = area (en pulgadas cuadradas (1 pulgada = 2,54 cm) G = separaci6n (en pulgadas) A continuaci6n se relacionan algunas de las ventajas del presente invento:

1.: Un dispositivo para medir la separaci6n sin contacto que comprende todos los componentes electr6nicos necesarios mide el cambio en el espacio de separaci6n o la forma producido cuando se deforma un sistema de sujeci6n, sin entrar fisicamente en contacto con las partes m6viles que esten siendo medidas.

2.: La medici6n sin contacto reduce al minimo el error por contaminaci6n o por el ambiente.

3.: La distancia que se mide se determina a partir del valor medio de toda la superficie que este siendo medida, que no es el caso para los metodos con contacto.

4.: El aparato es adecuado para su coste, ya que el coste del elemento de sujeci6n no cambiara significativamente, si es que llega a cambiar, ya que solamente es preciso realizar ligeras modificaciones en el elemento de sujeci6n para implementar el invento.

5.: El elemento de sujeci6n no tiene partes electricas.

6.: Las modificaciones de disefo en el sistema de sujeci6n seran incorporadas durante el proceso de fabricaci6n.

7.: El sistema de sujeci6n es adecuado para aplicaciones incluso en las condiciones mas rigurosas.

8.: El desplazamiento es directamente proporcional a la reactancia y proporcionara un grafico lineal.

9.: La indicaci6n de la carga del sistema de sujeci6n es sumamente precisa y repetible.

10.: El sistema es portatil y puede ser usado en el campo para verificar facilmente y leer facilmente las cargas aplicadas.

Breve Descripcion de los Dibujos

La Fig. 1 es una vista en alzado, parcialmente en corte, en la que se muestran las modificaciones en un elemento de sujeci6n y el elemento de medici6n incorporado en el mismo para medir la separaci6n. Tambien se ha representado la cabeza de condensador de reactancia portatil con un condensador de reactancia del tipo de anillo y un condensador de reactancia del tipo cilindrico. El condensador de reactancia del tipo de anillo mide la separaci6n entre la cara del condensador de reactancia del tipo de anillo y la parte fija del elemento de sujeci6n. El condensador de reactancia del tipo cilindrico mide la separaci6n entre la cara de la reactancia de tipo cilindrico y el extremo libre superior del elemento de medici6n. El dispositivo de medici6n de la separaci6n sin contacto calcula la diferencia entre el extremo libre del elemento de medici6n y el plano de referencia (referencia). El dispositivo para medir la separaci6n sin contacto calcula la diferencia entre las dos mediciones, y el resultado se calibra con precisi6n, para indicar la carga de fijaci6n generada por el elemento de sujeci6n cuando esta en uso.

La Fig. 2 es una vista similar a la de la Fig. 1, en la que se muestra el elemento de sujeci6n descrito en la Fig. 1 sin la cabeza portatil.

La Fig. 3 es una vista similar a la de la Fig. 1, en la que se muestra una opci6n alternativa para medir la separaci6n, usando para ello solamente un condensador de reactancia del tipo cilindrico. La cabeza portatil va asegurada a la parte fija de la cara de referencia del elemento de sujeci6n. El condensador de reactancia del tipo cilindrico mide la separaci6n entre la cara de la reactancia de tipo cilindrico y el extremo libre superior de la superficie del elemento de medici6n. El dispositivo de medici6n de la separaci6n sin contacto calcula la medida diferente de la separaci6n, y esta calibrado para indicar la carga de fijaci6n inducida por el elemento de sujeci6n cuando esta en uso.

La Fig. 4 es una vista similar a la de la Fig. 1, en la que se muestra una arandela disefada especialmente que se desvia cuando el sistema de sujeci6n esta sometido a deformaci6n y un dispositivo para medir la separaci6n sin contacto para medir la separaci6n. El dispositivo para medir la separaci6n sin contacto de condensador de reactancia, cuando se asegura a la uni6n fijada con el perno, mide la separaci6n entre la cara del condensador de reactancia y la parte que este siendo medida en la arandela.

La Fig. 5 es una vista similar a la de la Fig. 1, en la que se muestra una arandela disefada especialmente que deforma la cabeza del elemento de sujeci6n, de modo que se pueden medir dos partes diferentes de la cabeza, cada una con relaci6n a la otra, mediante el dispositivo de medici6n de la separaci6n sin contacto de condensador de reactancia, cuando el elemento de sujeci6n esta sometido a deformaci6n.

La Fig. 6 es una vista similar a la de la Fig. 1, en la que se muestra una forma del presente invento con un dispositivo de medici6n de la separaci6n del tipo de laser o de procesado de imagenes, acoplado para su uso.

La Fig. 7 es una vista similar a la de la Fig. 1, en la que se muestra una cabeza de elemento de sujeci6n que esta modificada para desviarse bajo carga cuando se somete al elemento de sujeci6n a una fuerza de tracci6n.

La Fig. 8 es una vista similar a la de la Fig. 1, en la que se muestra otra modificaci6n que tiene una arandela especialmente disefada que se desvia y desvia tambien a la cabeza del elemento de sujeci6n bajo carga, cuando se somete al elemento de sujeci6n a una fuerza de tracci6n.

La Fig. 9 es una vista similar a la de la Fig. 1, en la que se muestra otra modificaci6n en la cual la arandela disefada especialmente de la Fig. 9 se desvia bajo carga cuando se somete al elemento de sujeci6n a una fuerza de tracci6n, y se mide el cambio en la separaci6n desde el lado del sistema.

Descripcion Detallada de la Realizacion Preferida

Con referencia ahora a los dibujos en detalle, como en las Figs. 1, 2, se ha ilustrado en ellas un ejemplo de un elemento de sujeci6n con indicaci6n de la carga en la uni6n 25 fijada con perno en la cual, con objeto de medir el cambio en la separaci6n entre las caras de los condensadores de reactancia 15, 16 y el vastago 4, se proporciona un sistema 1 de sujeci6n con perno que tiene un cuerpo metalico 2 hecho de acero, por ejemplo, el cual incluye una cabeza hexagonal 3 y un vastago 4, teniendo el vastago 4 una parte 5 roscada exteriormente espaciada de la cabeza 3 por una parte cilindrica lisa 6, las arandelas 26, 27, una tuerca 28, y un condensador de reactancia 15A el cual, en el ejemplo de la Fig. 1, incluye el condensador 15 de reactancia cilindrica y el condensador 16 de reactancia de anillo, para medir el cambio en la separaci6n.

En el cuerpo 2 esta perforado coaxialmente con su eje geometrico de rotaci6n un taladro ciego 7 que se extiende desde la parte superior de la cabeza 3, a traves de la cabeza 3 y dentro del vastago 4 en aproximadamente una cuarta parte de la longitud de la parte cilindrica lisa 6. El extremo interior cerrado del taladro 7 es un escariado mas pequefo 9 de estrecha tolerancia, el cual sirve como ancla para medir el elemento 8.

En el taladro 7 estan soportados unos medios de detecci6n de la carga, los cuales comprenden el elemento de medici6n 8, hecho del mismo material que el del cuerpo 2. El elemento 8 esta anclado en el taladro 7 en el escariado

9. El anclaje podria ser, por ejemplo, metido a presi6n en el taladro 7, o bien puede ser asegurado en el mismo por cualquiera de entre varios tipos de fijaci6n.

La superficie superior de la cabeza 3 esta mecanizada para formar una espiga 10 de localizaci6n, la cara de referencia superior 11 y una cara inferior 12. El extremo libre 8A del elemento 8 esta rectificado enrasado con la cabeza 3 de la cara de referencia superior 11. El elemento 8 responde a las cargas aplicadas al vastago 4 por la tuerca 28 cuando esta en uso el elemento de sujeci6n. La respuesta esta relacionada con la extensi6n del vastago 4 bajo las cargas aplicadas.

Es apropiado que el elemento 8 detecte las cargas aplicadas e indique dichas cargas hasta la carga de prueba para el material del cuerpo 2. Por lo tanto, el elemento 8 esta dispuesto para responder a la extensi6n del vastago 4 hasta la extensi6n producida por la carga de prueba. Para conseguir esto, se coloca el elemento 8 en el taladro 7 del cuerpo, de tal modo que el anclaje en el escariado 9 mueva al elemento 8 a o fuera del cuerpo 2, dependiendo de la carga que sea inducida en el vastago 4. Por lo tanto, el extremo libre 8A del elemento 8 se mueve con relaci6n a la superficie de referencia superior 11 de la cabeza 3, dependiendo de que el vastago 4 este siendo cargado o descargado. Cuando el vastago 4 este libre de carga, el elemento 8 y la superficie 11 de referencia superior de la cabeza estan enrasados, lo cual indica que no hay carga en el vastago 4. Puesto que el material del vastago 4 obedece a la Ley de Hooke, se puede calibrar la separaci6n creada entre el extremo libre 8A del elemento 8 y la superficie 11 de referencia superior de la cabeza 3, para indicar la carga mediante el dispositivo 13 de medici6n de la cabeza portatil, hasta la carga de prueba de los materiales del vastago 4. Con tal de que no se rebase la carga de prueba, la indicaci6n de carga sera siempre repetible.

La cabeza portatil 13 lleva los condensadores de reactancia 15, 16 y esta construida para localizarla con precisi6n sobre la espiga 10 de localizaci6n de la cabeza 3. La cabeza portatil 13 esta asegurada a la cabeza 3 por un iman 14 montado en la parte inferior de la cabeza portatil 13, o bien la cabeza portatil 13 puede ser asegurada a la cabeza

3 por otros medios conocidos. El condensador 16 de reactancia del tipo de anillo mide la separaci6n entre la cara 11B del condensador 16 y la superficie 11 de referencia superior de la cabeza 3. El condensador 15 de reactancia del tipo cilindrico mide la separaci6n entre la superficie 11A del condensador 15 y el extremo libre 8A del elemento 8. Los citados espacios de separaci6n entre las citadas superficies y los dos condensadores 15, 16 se comparan mediante el dispositivo de medici6n de la separaci6n sin contacto y la electr6nica asociada, la cual incluye condensadores de reactancia 15, 16, el amplificador de capacitancia 22, el acondicionador de sefal 23, y la presentaci6n 24, y que son calibrados para indicar la carga a la que este sometido el vastago 4 durante su uso.

El condensador 16 de reactancia del tipo anillo de la Fig. 1 esta sustituido en la Fig. 3 por un disco metalico s6lido 17, el cual va montado en la cabeza portatil 17A y que apoya a tope en la cara de referencia superior 11 de la cabeza 3.

El condensador de reactancia 15 sigue funcionando del mismo modo que se ha descrito para la Fig. 1. Todos los demas detalles son como los que se han descrito para la Fig. 1. El condensador de reactancia 15 compara la diferencia entre la superficie de referencia 11 y el movimiento del elemento 8 cuando el sistema este en uso.

Como se ha ilustrado en la Fig. 4, el sistema de sujeci6n 1 desvia la arandela 18 cuando esta en uso. El condensador de reactancia 31 mide la separaci6n entre la cara 32 del condensador 31 y la superficie 20 de la arandela 18. El sistema opera como se ha descrito para la Fig. 1.

En la Fig. 5 se ha ilustrado la arandela 21 especialmente disefada que desvia la cabeza 3 del perno y los condensadores de reactancia de anillo 16A, 16B, montados en la cabeza portatil 33A y situados encima de la cabeza 3 del perno, mediante la clavija 33 de localizaci6n, y compara las dos partes de la cabeza 3, cada una con relaci6n a la otra, para indicar la carga. Por lo demas, el sistema es como se ha descrito para la Fig. 1.

Como se ve en la Fig. 6, en la cual se ha ilustrado una primera realizaci6n del presente invento, la cabeza portatil 34A lleva la camara o el laser 34, que esta conectado al procesador de imagenes 35, el cual esta conectado a la lectora de salida 36. La cabeza portatil 34A esta construida para ser localizada con precisi6n sobre la espiga 10 de localizaci6n de la cabeza 3. La cabeza portatil 34A va asegurada a la cabeza 3 por un iman 14 montado en la parte inferior de la cabeza portatil 34A, o bien la cabeza portatil 34A puede ser asegurada a la cabeza 3 por otros medios conocidos. El sistema de camara o de laser 34, 35 mide la separaci6n entre la cara extrema libre 8A del elemento 8 y la superficie de referencia superior 11 de la cabeza 3. Las separaciones entre la superficie de referencia 11 y el extremo libre 8A del elemento 8 se comparan mediante el sistema de camara o de laser 34, 35, y se calibra para indicar la carga a la que esta sometido el vastago 4 durante su uso. La camara 34 puede ser sustituida por un laser 34 y acoplada a un procesador 35 y a una lectora de salida 36 o a un ordenador (no representado).

Como se ve en la Fig. 7 se ha representado una opci6n alternativa para medir la desviaci6n de la cabeza 40 del elemento de sujeci6n cuando el sistema esta bajo carga. La cabeza 40 especialmente disefada esta conformada con una estria anular 41, una espiga 10 que tiene una cara exterior anular 42 que rodea a un rebajo 43 que tiene un suelo 44 y la pared cilindrica 45, y el monitor portatil 34A con la camara o el laser 34 detecta el cambio en la forma de la cabeza cuando esta sometida a carga. La electr6nica se calibra para reconocer la escala de la carga desde cero hasta la carga de prueba del material, e indica la carga inducida en el elemento de sujeci6n.

La Fig. 8 es la misma que se ha descrito como la Fig. 7, pero una arandela especial 21 hace que la cabeza 46 especialmente disefada, que tiene el rebajo 43 con el suelo 44 y la pared 45 y la cara c6ncava hacia fuera 47, desvie.

La Fig. 9 es la misma que se ha descrito como la Fig. 7, pero la arandela especial 22 cambia de forma debido a la carga del sistema de sujeci6n hasta la carga de prueba del material, que es detectada por ya sea la camara o ya sea el laser 34, como se ha ilustrado.

La descripci6n hecha en lo que antecede de una realizaci6n preferida, y el mejor modo del invento conocido por el solicitante a la hora de presentar la solicitud, se han presentado con fines de ilustraci6n y de descripci6n. No se ha pretendido ser exhaustivo, ni limitar el invento a la forma precisa expuesta, y evidentemente son posibles muchas modificaciones y variaciones a la luz de lo que se ha dado a conocer en lo que antecede. La realizaci6n fue elegida y descrita con objeto de explicar mejor los principios del invento y su aplicaci6n practica, para hacer posible con ello que otros expertos en la tecnica utilicen del mejor modo el invento en varias realizaciones y con diversas modificaciones que sean las adecuadas para el uso particular que se contemple. Se pretende que el alcance del invento quede definido por las reivindicaciones que aqui se acompafan.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un aparato que comprende:

un elemento de sujeci6n (1) que incluye una cabeza (3) de perno, que tiene una cara de referencia (11), y un vastago (4), un taladro (7) que se extiende dentro del elemento de sujeci6n (1) a traves de la cabeza (3) del perno y

5 dentro del vastago (4), una barra (8) dispuesta en el taladro (7) y asegurada al elemento de sujeci6n (1) y que tiene una cara extrema (8A) situada pr6xima a la cara de referencia (11), y una separaci6n que cambia, que se forma entre la cara extrema (8A) del elemento (8) y la cara de referencia (11) de la cabeza (3) del perno, en respuesta a la carga aplicada al elemento de sujeci6n (1); que se caracteriza porque el aparato comprende, ademas

un condensador de reactancia soportado por una cabeza sensora portatil (13, 17A, 33A) soportada de manera

10 retirable sobre la cabeza (3) del perno en un circuito para detectar el cambio en la separaci6n que produce una variaci6n en la reactancia del condensador del circuito sin entrar en contacto con la cara extrema (8A) o la cara de referencia (11).
2. Un aparato segun la reivindicaci6n 1, en el que el condensador de reactancia en el circuito esta formado por dos condensadores de reactancia (15 y 16).