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ES2644708T3 - Dispositivo tensor para estirar un perno roscado - Google Patents

Dispositivo tensor para estirar un perno roscado Download PDF

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ES2644708T3
ES2644708T3 ES14169565.0T ES14169565T ES2644708T3 ES 2644708 T3 ES2644708 T3 ES 2644708T3 ES 14169565 T ES14169565 T ES 14169565T ES 2644708 T3 ES2644708 T3 ES 2644708T3
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nut
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rotation
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Description

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DESCRIPCION
Dispositivo tensor para estirar un perno roscado
La invencion se refiere a un dispositivo tensor de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1, para estirar un perno roscado mediante traccion en su seccion final roscada, con un tubo de soporte que rodea la seccion final roscada y una tuerca roscada sobre la seccion final roscada, un cilindro dispuesto en prolongation del tubo de soporte con al menos un embolo que se puede mover dentro en direction longitudinal y que puede conectarse con una alimentation hidraulica, un casquillo intercambiable que se puede enroscar con la seccion final roscada y que esta configurado para poder ser arrastrado axialmente por el embolo axial, y una disposition de engranajes para reajustar la tuerca, siendo componentes de la disposicion de engranajes un elemento de arrastre que actua exteriormente sobre la tuerca y un arbol de transmision, cuyo eje de rotation esta dispuesto en un angulo mayor de 0° y menor de 180°, preferentemente en un angulo de 90°, respecto al eje central longitudinal del embolo.
Tales dispositivos tensores de pernos como se conocen, por ejemplo, de los documentos EP 1 784 283 B1 y WO 99/46089, sirven para apretar y, dado el caso, liberar uniones roscadas de gran carga entre un perno roscado y una tuerca. El dispositivo tensor tiene la funcion de aplicar por medio de un embolo accionado hidraulicamente en direccion longitudinal del perno durante un determinado tiempo una fuerza de pretensado sobre el perno roscado para as! crear la posibilidad de apretar o reapretar, o tambien liberar libre de momentos la tuerca roscada sobre el. Para girar la tuerca esta dispuesto lateralmente en la carcasa del dispositivo tensor un engranaje con una estructura de engrane para una herramienta de transmision externa. Tras colocar la herramienta de transmision externa, esta es girada alrededor de un eje de rotacion que esta dispuesto paralelamente al eje central longitudinal del embolo. En la practica, particularmente en el caso de pernos roscados dispuestos muy juntos, se producen a menudo situaciones en las que el espacio disponible para el dispositivo tensor incluido el engranaje fijado en el lateralmente no es suficiente o la estructura de engrane del engranaje esta situada tan desafortunadamente que no se puede colocar en el lugar ninguna herramienta de transmision adecuada, o solo se puede colocar con esfuerzo.
A situaciones similares se puede llegar con dispositivos tensores para estirar pernos roscados por medio de embolos accionados hidraulicamente como los que se conocen por los documentos US 2.885.919 o US 3.015.975. El reapriete de la tuerca se lleva a cabo en este caso por medio de un volante manual que esta dispuesto exteriormente en el dispositivo tensor para pernos y esta acoplado por medio de un engranaje de pinon conico con un elemento de arrastre que envuelve la tuerca. El eje de rotacion del volante manual esta dispuesto en un angulo de 90° respecto al eje central longitudinal del embolo hidraulico y corta este eje central longitudinal. La fuerza que se puede transferir a la tuerca esta limitada por la accesibilidad manual y el agarre el volante manual, lo que puede ser desventajoso en el caso de elevadas fuerzas de friction entre la tuerca y la rosca del perno roscado.
El objetivo de la invencion es, por tanto, crear un dispositivo tensor que permita un trabajo tambien en aquellas situaciones espacialmente estrechas en las que no se pueden utilizar dispositivos tensores convencionales.
Para conseguir este objetivo se propone un dispositivo tensor para estirar un perno roscado con las caracterlsticas de la reivindicacion 1.
En este dispositivo tensor, el arbol de transmision esta provisto de una estructura de engrane para una herramienta de transmision. Ademas, el eje de rotacion discurre tangencialmente y a una distancia respecto al eje central longitudinal del embolo. Una disposicion de este tipo ofrece la ventaja de poder utilizar el dispositivo tensor tambien en situaciones en las que no es posible una disposicion en la que el eje de rotacion der arbol de transmision corte el eje central longitudinal del embolo, o en las que solo es posible de manera de manera desventajosa.
Dado que el eje de rotacion del arbol de transmision de la disposicion de engranajes no esta dispuesto paralelamente, sino en un angulo respecto al eje central longitudinal del embolo, se puede ajustar la tuerca de la union roscada por medio del arbol de transmision dispuesto oblicua o transversalmente, por ejemplo, desde una position mas alejada. Con el uso de una herramienta de transmision externa, por ejemplo, una llave hexagonal, por tanto, se puede apretar o reapretar la tuerca en determinadas situaciones de montaje desde una posicion mas favorable, concretamente, menos estrecha, mejormente accesible o simplemente mas comoda.
Preferentemente, el arbol de transmision esta provisto en su extremo opuesto a la estructura de engrane de un primer elemento de engranaje, y el elemento de arrastre en su perlmetro, de un segundo elemento de engranaje, estando conectados entre si operativamente el primer y el segundo elemento de engranaje. A este respecto, “estar conectados operativamente” significa que los elementos de engranaje o bien interaccionan directamente entre si o la conexion operativa se realiza por medio de otros elementos interpuestos.
Preferentemente, el primer elemento de engranaje esta configurado como pinon conico de accionamiento. Un pinon conico permite de manera sencilla y segura que los ejes de rotacion de dos elementos de engranaje que interaccionan directamente esten dispuestos entre si en angulo, es decir, no paralelamente.
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Ademas, puede ser ventajoso si otro componente de la disposicion de engranajes es un tercer elemento de engranaje dispuesto entre el primer elemento de engranaje y el segundo elemento de engranaje que este conectado operativamente con ambos y de esta manera este dispuesto para la transmision al elemento de arrastre del giro del arbol de transmision provisto con la estructura de accionamiento.
A este respecto, se propone que el tercer elemento de engranaje este configurado como otro pinon conico que interactue con el pinon conico de accionamiento. Mediante el emparejamiento as! resultante de pinones conicos del primer y el tercer elemento de engranaje se obtiene una desviacion del eje de rotacion constructivamente sencilla.
Para la transmision del giro del arbol de transmision al elemento de arrastre, de acuerdo con otra configuracion, esta dispuesto entre el otro pinon conico y el segundo elemento de engranaje un cuarto elemento de engranaje que interacciona con este y esta configurado como otro pinon cillndrico. Este elemento de engranaje adicional puede estar configurado tan pequeno que interactue con el segundo elemento de engranaje a traves de una abertura de paso lateral prevista para ello en el tubo de soporte.
Ademas, se propone que el elemento de arrastre este provisto de un pollgono interior para encajar sobre la tuerca.
Ademas, se propone que la disposicion de engranajes este configurada para poder pivotar alrededor del eje de rotacion del elemento de arrastre y/o que la disposicion de engranajes este configurada para poder pivotar alrededor del eje de rotacion del cuarto elemento de engranajes. Ambas medidas permiten de manera individual o en conjunto una adaptacion individual del dispositivo tensor.
De acuerdo con otra configuracion, otro componente de la disposicion de engranajes es una caja de engranajes dispuesta alrededor del arbol de transmision y configurada en una o varias piezas, estando fijada de manera sencilla la caja de engranajes por fuera en el tubo de soporte.
Otros detalles y ventajas se extraen de la siguiente descripcion de los ejemplos de realizacion representados en el dibujo. Muestran:
la Figura 1 en una vista lateral en la que se reflejan cortadas zonas de la disposicion de engranajes y a lo largo del eje central longitudinal, un dispositivo tensor de perno roscado que trabaja hidraulicamente con una disposicion de engranajes fijada en el lateralmente para el ajuste de una tuerca, estando colocado el dispositivo tensor de perno roscado sobre un perno roscado asegurado por medio de una tuerca;
la Figura 2 la Figura 3a la Figura 3b la Figura 3c la Figura 4
una vista superior sobre el dispositivo tensor de perno roscado de la figura 1; un corte parcial a traves de la disposicion de engranajes; una vista frontal sobre la disposicion de engranajes; una vista superior sobre la disposicion de engranajes y
una representacion tecnica esquematica del mecanismo de engranaje para el accionamiento de la tuerca.
La figura 1 muestra un dispositivo tensor accionado hidraulicamente con una carcasa 1 rlgida que envuelve un cilindro hidraulico. En direccion longitudinal, la carcasa 1 encuentra su prolongacion rlgida hacia abajo en un tubo de soporte 2 que esta abierto en su lado inferior y se apoya sobre aquel soporte 5, en la mayorla de los casos una parte de la maquina, sobre el que tambien se apoya la tuerca 4 de una union roscada. El tubo de soporte 2 del dispositivo tensor deriva las fuerzas de reaccion de tension que actuan sobre la carcasa 1 al soporte fijo 5. El tubo de soporte 2 envuelve y deja espacio para la tuerca 4 sin obstaculizar un giro de la tuerca 4 dispuesta en el interior del tubo de soporte 2.
La tuerca 4 esta roscada sobre un perno roscado 3 de la union roscada y lo asegura. Como elemento que ejerce traccion temporal sobre el perno 3, se enrosca un casquillo intercambiable 10, provisto de una rosca interior 11, del dispositivo tensor para pernos sobre la seccion final A de la seccion de rosca del perno roscado 3 que sobresale por encima de la tuerca 4. Contra el casquillo intercambiable 10 se apoya desde abajo un embolo 7 reflejado en la figura 1 solo mediante llneas discontinuas. El embolo 7 esta guiado longitudinalmente en el espacio interior cillndrico del cilindro hidraulico y sellado respecto a este, y delimita de este modo el area de trabajo hidraulico del dispositivo. Si el area de trabajo hidraulico es sometida a fuerza de traccion por medio de una alimentacion hidraulica 6, se produce una presion hidraulica sobre el lado inferior del embolo 7. Este arrastra el casquillo intercambiable 10 apoyado en el embolo 7, por medio de lo cual el perno roscado 3 se estira algo en direccion longitudinal.
Por medio de la alimentacion hidraulica 6 que se encuentra lateralmente en la carcasa 1, se pueden conectar uno o tambien varios espacios de embolo o areas de trabajo dispuestos en el dispositivo tensor con alta presion
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conmutable.
Ademas, esta prevista una disposicion de engranajes 15 que trabaja a traves de una abertura en el tubo de soporte 2 con cuya ayuda se puede girar la tuerca 4 que se asienta sobre el perno roscado 3. Este giro solo es posible cuando el dispositivo tensor trabaja y, por tanto, la tuerca 4 no esta cargada por friccion elevada, particularmente respecto al soporte 5 y la rosca del perno 3.
La carcasa 1 puede formar un cilindro hidraulico 1, pero tambien varios dispuestos en fila consecutivamente. Cada cilindro hidraulico 1 envuelve a este respecto en cada caso un espacio de embolo y, por tanto, un area de trabajo hidraulico (no representado en las figuras). En cada espacio de embolo esta dispuesto de manera movil en direccion longitudinal L un embolo, sellado respecto a la pared interior de la respectiva parte de carcasa. Al activar la alimentacion hidraulica 6, se elevan mediante la entrada de presion hidraulica en el espacio o los espacios de embolo el embolo 7 o los embolos 7 dispuestos en su interior. El embolo 7 o, en el caso de un embolo de varias piezas, el embolo superior esta acoplado en movimiento de tal manera con el casquillo intercambiable 10 en direccion longitudinal L que, al levantarse el embolo, se produce un movimiento identico y arrastre del casquillo intercambiable 10 y, por tanto, un estiramiento exento de torsion del perno roscado 3.
El casquillo intercambiable 10 que se puede enroscar con la seccion final A de la rosca exterior del perno roscado 3 esta configurado de manera intercambiable, es decir, que se puede cambiar en caso necesario por un casquillo intercambiable 10 de otro tamano o geometrla, por el contrario, el embolo 7 de una o varias piezas no requiere ser cambiado por otro embolo.
Para tensar el perno roscado 3, se enrosca en primer lugar el casquillo intercambiable 10 con su rosca interior 11 sobre la seccion final roscada A del perno roscado. Mediante la subsiguiente entrada de presion hidraulica, se eleva el embolo 7 guiado en el cilindro 1 y apoyado desde abajo contra el casquillo intercambiable 10 arrastrando consigo el casquillo intercambiable 10, por medio de lo cual se produce el estiramiento longitudinal del perno roscado 3. Asociado a ello esta una perdida de friccion en el lado inferior der tuerca 4, de tal modo que ahora esta se puede girar, por ejemplo, reapretar, por medio de la disposicion de engranajes 15 sobre la rosca del perno 3.
La figura 2 permite reconocer que la disposicion de engranajes 15 esta fijada lateralmente en la carcasa 1 que sirve como cilindro hidraulico y/o en el tubo de soporte 2 de tal manera que el eje de rotacion L1 de un arbol de transmision 17, que es componente de la disposicion de engranajes 15, no discurre paralelamente al eje central longitudinal L del embolo. Como se puede reconocer en la figura 2 y la figura 4, el eje de rotacion L1 no corta el eje central longitudinal L. En lugar de ello, el eje de rotacion L1 discurre tangencialmente y a una distancia B respecto al eje central longitudinal L, es decir, entre los ejes L1 y L existe una distancia minima B. B es mayor de cero, dado que los ejes L1 y L no se cortan.
Las figuras 3a a 3c muestran tres vistas diferentes de la disposicion de engranajes 15. Para ajustar la tuerca 4 a traves de la abertura 2A en el tubo de soporte 2, la disposicion de engranajes 15 presenta en su conjunto cuatro elementos de engranaje 21, 22, 23, 24 que parcialmente encajan unos en otros, estan conectados operativamente, de los cuales en la figura 3a se pueden reconocer el primer elemento de engranaje 21 y el tercero 23, as! como en la figura 3c, el cuarto elemento de engranaje 24. Los elementos de engranaje 21, 23 estan dispuestos por completo dentro de una caja de engranajes 19 de la disposicion de engranajes; un elemento de engranaje 24, solo en parte; y un 22, completamente fuera.
El primer elemento de engranaje 21 esta dispuesto en el extremo del arbol de transmision 17 que apunta hacia el interior de la caja de engranajes 19 y esta configurado como pinon conico de accionamiento 21. El otro extremo del arbol de transmision 17 apunta hacia fuera de la caja de engranajes 19, en ese lugar el arbol de transmision 17 esta provisto de una estructura de engrane 18 configurada como un pollgono interior. En la estructura de engrane 18 se puede colocar una correspondiente herramienta externa, por ejemplo, una herramienta manual para girar de esta manera el arbol de transmision 17 en torno a su eje de rotacion L1. El arbol de transmision 17 esta alojado en la caja de engranajes 19.
El primer elemento de engranaje 21, configurado como pinon conico de accionamiento, encaja directamente con sus dientes con un tercer elemento de engranaje 23 configurado como otro pinon conico cuyo eje de rotacion esta inclinado en 90° respecto al eje de rotacion L1 de tal modo que esta dispuesto paralelamente al eje central longitudinal L del embolo. Mediante el emparejamiento de las dos ruedas dentadas de pinon conico 21 y 23 se obtiene un angulo Q en este caso de 90°. El otro pinon conico 23 esta dentado de tal manera que simultaneamente tambien se adecua para la interaccion con una rueda dentada cillndrica que rota paralelamente.
En la figura 3c y esquematicamente en la figura 4 se puede reconocer una rueda dentada cillndrica de este tipo como cuarto elemento de engranaje 24. El cuarto elemento de engranaje 24 sobresale en el lado opuesto a la estructura de engrane 18 de la caja de engranajes 19 parcialmente fuera de esta. Esta parte que sobresale del cuarto elemento de engranaje 24 configurado como rueda dentada cillndrica esta dimensionado de tal modo que, atravesando la abertura 2A en el tubo de soporte 2, se engrana directamente con el segundo elemento de engranaje 22 (figura 4). El segundo elemento de engranaje 22 esta configurado en el perlmetro de un elemento de arrastre 16
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(figura 1, figura 4) como engranaje cilindrico. El elemento de arrastre 16 se encuentra por completo dentro del tubo de soporte 2 y esta dispuesto por arrastre de forma alrededor de la tuerca 4 de tal modo que un giro del elemento de arrastre 16 provoca un giro identico de la tuerca 4. Para ello, el elemento de arrastre 16 tiene forma anular y esta provisto interiormente de un hexagono interior 27 que se corresponde con el hexagono exterior de la tuerca 3.
La figura 4 muestra esquematicamente toda la interaccion de la cadena cinematica formada por la disposicion de engranajes 15 para el ajuste de la tuerca 4. Para apretar la tuerca 4, por medio de la herramienta que se corresponde con la estructura de engrane 18 y se introduce en la estructura de engrane 18, por ejemplo, un trinquete con un cuadrado exterior, el arbol de transmision 17 es puesto en rotacion hacia la derecha. Con el arbol de transmision 17, rota de manera identica el pinon conico de accionamiento 21 dispuesto en este. En engranaje directo con el pinon conico de accionamiento 21, esta el otro pinon conico 23 que, por tanto, es puesto en rotacion en torno a un eje de rotacion inclinado en 90° respecto al eje de rotacion L1, estando orientado este eje de rotacion ya paralelamente respecto al eje de rotacion de la tuerca 4 y eje central longitudinal L del embolo. El otro pinon conico 23, por medio del cuarto elemento de engranaje 24, pone a rotar hacia la derecha al segundo elemento de engranaje 22 del elemento de arrastre 16 y, por tanto, por medio del hexagono interior 27, tambien la tuerca 4.
Lista de referencias
1
Carcasa / cilindro hidraulico
2
Tubo de soporte
3
Perno roscado
4
Tuerca
5
Soporte
6
Alimentacion hidraulica
7
Embolo
10
Casquillo intercambiable
11
Rosca interior
15
Disposicion de engranajes
16
Elemento de arrastre/ pollgono interior
17
Arbol de transmision
18
Estructura de engrane
19
Caja de engranajes
21
Primer elemento de engranaje
22
Segundo elemento de engranaje
23
Tercer elemento de engranaje
24
Cuarto elemento de engranaje
27
Hexagono interior
A
Seccion final roscada/ seccion final
B
Distancia
L
Eje central longitudinal
L1
Eje de rotacion
L2
Eje de rotacion
n
Angulo

Claims (10)

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    REIVINDICACIONES
    1. Dispositivo tensor para estirar un perno roscado por traccion en su seccion final roscada (A), con un tubo de soporte (2) que rodea la seccion final roscada (A) y una tuerca (4) roscada sobre la seccion final roscada (A), un cilindro dispuesto en prolongacion del tubo de soporte (2) con al menos un embolo (7) que se puede mover dentro en direccion longitudinal y que puede conectarse a una alimentacion hidraulica, un casquillo intercambiable (10) que se puede enroscar con la seccion final roscada (A) y que esta configurado para poder ser arrastrado axialmente por el embolo (7), y una disposicion de engranajes (15) para reajustar la tuerca (4), siendo componentes de la disposicion de engranajes (15) un elemento de arrastre (16) que actua exteriormente sobre la tuerca (4) y un arbol de transmision (17), cuyo eje de rotacion (L1) esta dispuesto en un angulo mayor de 0° y menor de 180°, preferentemente en un angulo de 90°, respecto al eje central longitudinal (L) del embolo (7), estando provisto el arbol de transmision (17) de una estructura de engrane (18) para una herramienta de transmision, caracterizado por que el eje de rotacion (L1) del arbol de transmision (17) discurre tangencialmente y a una distancia (B) respecto al eje central longitudinal (L) del embolo (7).
  2. 2. Dispositivo tensor de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que el arbol de transmision (17) en su extremo opuesto a la estructura de engrane (18) esta configurado como un primer elemento de engranaje (21) y por que el elemento de arrastre (16) esta configurado en su perlmetro como un segundo elemento de engranaje (22), estando conectados operativamente entre si el primer y el segundo elementos de engranaje (21, 22).
  3. 3. Dispositivo tensor de acuerdo con la reivindicacion 2, caracterizado por que el primer elemento de engranaje (21) esta configurado como pinon conico de accionamiento.
  4. 4. Dispositivo tensor de acuerdo con las reivindicaciones 2 o 3, caracterizado por que otro componente de la disposicion de engranajes (15) es un tercer elemento de engranaje (23) dispuesto entre el primer elemento de engranaje (21) y el segundo elemento de engranaje (22) y que esta conectado operativamente a ambos para la transmision de una rotacion del arbol de transmision (17) al elemento de arrastre (16).
  5. 5. Dispositivo tensor de acuerdo con la reivindicacion 4 en relacion con la reivindicacion 3, caracterizado por que el tercer elemento de engranaje (23) esta configurado como otro pinon conico que interacciona con el pinon conico de accionamiento (21).
  6. 6. Dispositivo tensor de acuerdo con la reivindicacion 5, caracterizado por que entre el otro pinon conico (23) y el segundo elemento de engranaje (22) esta dispuesto un cuarto elemento de engranaje (24) que interacciona con estos dos y que esta configurado como otro pinon cillndrico para la transmision de la rotacion del arbol de transmision (17) al elemento de arrastre (16).
  7. 7. Dispositivo tensor de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el elemento de arrastre (16) esta provisto de un pollgono interior (27) para encajar sobre la tuerca (4).
  8. 8. Dispositivo tensor de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la disposicion de engranajes (15) esta configurada para poder pivotar alrededor del eje central longitudinal (L) del embolo (7).
  9. 9. Dispositivo tensor de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 o 7, caracterizado por que la disposicion de engranajes (15) esta configurada para poder pivotar alrededor del eje de rotacion (L2) del cuarto elemento de engranaje (24).
  10. 10. Dispositivo tensor de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que otro componente de la disposicion de engranajes (15) es una caja de engranajes (19) que aloja el arbol de transmision (17) y que esta configurada en una o varias piezas, y por que la caja de engranajes (19) se apoya por fuera contra el tubo de soporte (2).
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