ES2546432T3 - Aparato para ajustar elementos de sujeción roscados - Google Patents

Aparato para ajustar elementos de sujeción roscados Download PDF

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ES2546432T3 ES12708429.1T ES12708429T ES2546432T3 ES 2546432 T3 ES2546432 T3 ES 2546432T3 ES 12708429 T ES12708429 T ES 12708429T ES 2546432 T3 ES2546432 T3 ES 2546432T3
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Abstract

Un aparato para su uso con un ensamblaje (300) de herramienta en operaciones de apretado o aflojamiento de elementos (230) de sujeción roscados alrededor de un eje incluyendo: un acople de abrazadera (110) inferior; un acople de abrazadera (120) superior; un acople de adaptador (130) de reacción que incluye un dispositivo transmisor de fuerza para negar substancialmente las fuerzas giratorias de reacción del ensamblaje (300) de herramienta durante las operaciones; y un acople (140) de resorte formado entre el acople de abrazadera (120) superior y el acople de adaptador (130) de reacción donde el acople (110) de abrazadera inferior puede conectarse de manera no giratoria alrededor del eje; el acople de abrazadera (120) superior puede conectarse de manera giratoria sobre el eje y el acople de abrazadera (110) inferior; el acople de adaptador (130) de reacción puede conectarse de manera no giratoria y ubicable verticalmente desde el acople de abrazadera (120) superior mediante el acople (140) de resorte; y el ensamblaje (300) de herramienta puede conectarse de manera no giratoria al acople de adaptador (130) de reacción y puede conectarse giratoriamente a los elementos (230) de sujeción.

Description

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DESCRIPCIÓN
Aparato para ajustar elementos de sujeción roscados
En recientes solicitudes de patente divulgadas se han dado a conocer dispositivos de reacción y adaptadores innovadores, aplicados a campos como por ejemplo minería subterránea, excavaciones y obras de tunelización. Existe la necesidad de dispositivos de reacción innovadores para aplicaciones de atornillado con pernos de cabezal hueco invertido (SHCS), en particular el cierre conjunto para válvula de bloqueo principal (MSV) en cabezales de sellado de presión. Los métodos actuales requieren de equipamiento pesado y voluminoso para sostener la brida y las herramientas eléctricas de torsión hasta la junta que debe ser cerrada y apretar o aflojar los elementos de sujeción roscados. Otros métodos consisten en colgar de estructuras adyacentes el equipamiento necesario, usando brazos articulados u otros elementos de soporte. A menudo se necesitan varios operarios para realizar una tarea de apretamiento o aflojamiento, lo que puede llevar varias horas de trabajo exigente. Las lesiones en el operario son igualmente frecuentes.
La US 5,791,619 se refiere a una herramienta con brazo de suspensión con un alojamiento caracterizado por un nicho axialmente amplio abierto en un extremo. El nicho axialmente amplio recibe una biela axialmente amplia a través de su extremo abierto para un movimiento axial deslizable con relación al nicho. La biela axialmente amplia es estriada y está cerrada por un cojinete estriado insertado en la biela axialmente amplia en el extremo abierto del nicho axialmente amplio del alojamiento.
La invención descrita en la US 2,737,065 se refiere a accesorios para herramientas, y en particular, a un accesorio en donde un taladro eléctrico manual convencional puede ser usado como una taladradora hidráulica portátil o estática.
La EP 1 428 972 A2 describe un aparato compuesto por un taladro y un conjunto de bielas que pueden desplazarse axialmente y posicionarse a lo largo de la parte inferior de un edificio mediante un dispositivo de conducción. El aparato además incluye un soporte para el taladro y está provisto de un extremo y un miembro de apoyo elástico, incluyendo preferiblemente un muelle en espiral. Sometido a fuerza el miembro de apoyo es presionado contra el techo del edificio mediante el movimiento del conjunto de bielas.
Lo que se necesitan son mecanismos de reacción que superen las deficiencias del arte previo. Por lo tanto, la presente invención ha sido concebida para abordar estos problemas.
Se describe un aparato para el uso con una herramienta de acople en operaciones de apretamiento o aflojamiento de elementos de sujeción roscados alrededor de un eje, y en un ejemplo se incluye: un acople de abrazadera inferior; un acople de abrazadera superior, un acople de adaptador de reacción; y un acople de resorte formado entre el acople de abrazadera superior y el acople de adaptador de reacción. Como ventaja, un operario puede apretar o aflojar todos los elementos de sujeción sin tener que cambiar la configuración inicial del aparato. El acople de abrazadera inferior elimina la necesidad de operarios adicionales y de equipo pesado y voluminoso que sostenga el aparato cerca de los elementos de sujeción. La abrazadera superior permite al operario rotar el aparato con facilidad. El acople de resorte estabiliza y facilita el ajuste en altura vertical del aparato. El adaptador de reacción anula substancialmente las fuerzas giratorias de reacción de la herramienta de acople durante las operaciones. Los botones de accionamiento proveen un alineamiento fácil y un montaje rápido y seguro de la herramienta de acople sobre los elementos de sujeción. Las operaciones de atornillado sobre un eje son completadas de manera rápida y económica y sin riesgo de daños para el operario.
Para una comprensión completa de la naturaleza y ventajas de la presente invención, debe hacerse referencia a la siguiente descripción detallada leída conjuntamente con los dibujos adjuntos.
FIG 1. es una vista en perspectiva ascendente del objeto de la presente invención.
FIG 2. es una vista lateral de la Fig. 1.
FIG 3. es una segunda vista lateral de la Fig. 1.
Fig. 4. es una vista ampliada de la Fig. 2.
y la FIG 5. es una vista en perspectiva descendente de la Fig. 1.
Refiriéndonos a la FIG. 1, a modo de ejemplo, se muestra un primer aspecto de la invención. Se proporciona un aparato 100 para apretamiento y aflojamiento sin reacciones y manos libres de elementos 230 de sujeción roscados
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en la ubicación 200, un cierre 201 conjunto SHCS invertido en un cabezal 202 de sellado de presión MSV. La ubicación 200 incluye un vástago 210 tubular, una brida 220 y elementos 230 de sujeción, o SHCS.
El aparato 100 incluye un acople 110 de abrazadera inferior, un acople 120 de abrazadera superior, un acople 130 de adaptador de reacción y un acople 140 de resorte formado entre el acople 120 de abrazadera superior y el acople 130 de adaptador de reacción.
Un acople 110de abrazadera inferior, como por ejemplo una abrazadera fija, incluye un cuerpo 111 hueco anular que tiene una sección 112 primera y una sección 113 segunda. Las secciones primera y segunda 112 y 113 están conectadas en un lateral por una bisagra (no mostrada) y conectadas en el otro lateral por un mecanismo 114de cierre, como por ejemplo un tornillo de fijación. El acople de abrazadera 110 inferior está conectado de manera no giratoria a y puede tener un dispositivo de interferencia contra el vástago 210 tubular que previene el movimiento vertical y rotatorio tras la instalación. Soporta el peso del resto del aparato 100 y el ensamblaje 300 de herramienta que incluye los instrumentos 310 y 320 y otros componentes auxiliares incluyendo los conectores 311 y 321 hexagonales y botones 312 y 322 impulsores. El acople 110 de abrazadera inferior es usado para disponer el aparato 100 y el ensamblaje 300 de herramienta en una altura predeterminada Hnecesaria para conectar los
100
conectores 311 y 321 hexagonales macho en los cabezales de los elementos 230 de sujeción. Nótese que el acople 110 de abrazadera inferior tiene una altura H110. El acople 110 de abrazadera convierte al aparato en manos libres después de la instalación.
El acople 120 de abrazadera superior, como por ejemplo una abrazadera ajustable, incluye un cuerpo 121 hueco anular que tiene una sección 123 primera y una sección 122 segunda. La sección 123 primera incluye una plataforma 124. Las secciones 123 y 122 primera y segunda están conectadas de similar manera a como están las secciones 112 y 113 primera y segunda del acople 110 de abrazadera inferior. Como se muestra en la Fig.3, la bisagra 126 conecta la primera y segunda secciones 123 y 122. El acople 120 de abrazadera superior está conectado rotativamente al vástago 210 tubular reforzando un mecanismo de cierre (no mostrado en las figuras), como por ejemplo un tornillo de fijación. Este cierre da lugar a una leve tolerancia que permite al acople 120 de abrazadera superior rotar alrededor del eje 210 del vástago tubular.
El acople de abrazadera superior es igualmente rotatorio alrededor del acople 110de abrazadera inferior. El acople 120de abrazadera superior es usado para fijar el aparato 100 y el ensamblaje 300 de herramienta en una altura predeterminada necesaria para conectar los conectores 311 y 321 hexagonales en los cabezales de los elementos 230 de sujeción. Nótese que el cuerpo 121 hueco anular tiene una altura H121. Nótese que la plataforma 124 puede configurarse con cualquier forma adecuada y con cualquier dimensión adecuada, en este caso está configurada como un trapezoide.
Los acoples de adaptador de reacción son descritos y definidos a fondo en la solicitud de patente internacional de propiedad común PCT/US10/032139, con fecha de depósito 23 de Abril de 2010 titulada “Apparatus for Tightening or Loosening Fasteners"” (la Solicitud ‘139), copia entera de la cual está aquí incorporada por referencia. Dichos acoples de adaptador de reacción se utilizan en el comercio bajo el nombre comercial del Solicitante TWIN
TORQUE®. El acople 130 de adaptador de reacción, de un tipo similar a los descritos en la Solicitud ‘139, conectan las herramientas 310 y 320 de tal forma que las fuerzas de reacción creadas durante la operación son absorbidas y se cancelan recíprocamente. La torsión aplicada a los elementos 230 de sujeción y por lo tanto las fuerzas de reacción, son substancialmente iguales y opuestas. Nótese que varios cambios, combinaciones, alteraciones y variaciones de aspectos de la Solicitud ‘139 pueden ser usados conjuntamente con la presente invención.
Hay un acople 140 de resorte formado entre y conectando la plataforma 124 del acople 120 de abrazadera superior y el acople de adaptador de reacción 130. El acople 140 de resorte incluye tres muelles helicoidales con núcleos telescópicos que permiten al acople de adaptador 130 de reacción y por lo tanto a las herramientas 310 y 320 y a otros componentes auxiliares incluyendo los conectores 311 y 321 hexagonales y botones 312 y 322 impulsores moverse arriba y abajo. El acople 140 de resorte mantiene una presión constante sobre el acople de adaptador 130 de reacción y por lo tanto el ensamblaje 300 de herramienta mantiene la interacción de los conectores 311 y 321 hexagonales macho y los SHCS 230 en la ubicación 200. Además el acople 140 de resorte permite a los conectores 311 y 321 hexagonales macho ser extraídos de los SHCS 230 tras el aflojamiento. Un operario es capaz de extraer los conectores 311 y 321 hexagonales macho de un conjunto de SHCS 230 y girar y reemplazar los conectores sobre otro conjunto de SHCS 230. De esta manera el operario puede ajustar todos los SHCS 230 en la ubicación 200 sin tener que cambiar la configuración inicial.
La Fig. 2 muestra varias alturas asociadas con el aparato 100. H100 indica la distancia entre un lado inferior del acople de abrazadera 110 inferior y un lado inferior de la brida 220. H110 indica la altura del acople de abrazadera 110 inferior. H120 indica la altura del acople de abrazadera 120 superior. H130 indica la distancia entre un lado inferior del acople 130 de reacción y el lado inferior de la brida 220. H140 indica la altura variable del acople 140 de resorte. Nótese que H200 y H210 son distancias arbitrarias dependientes de las características a lo largo del vástago 210
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tubular.
Durante la instalación del aparato 100 y el ensamblaje 300 de herramienta sobre la localización 200, el operario instala el acople de abrazadera 110 inferior en la altura predeterminada H100 desde la brida 220. El operario instala posteriormente el acople de abrazadera 120 superior. El acople 140 de resorte es instalado entre la plataforma 124
5 del acople de abrazadera 120 superior y el acople 130 de adaptador de reacción. Las herramientas 310 y 320 son conectadas al acople 130 de adaptador de reacción y los conectores 311 y 312 hexagonales macho son instalados en el eje de transmisión de las herramientas. El operario procede a la inversa en este proceso de instalación para desinstalar el aparato 100 y el ensamblaje 300 de herramienta de la ubicación 200.
Durante el manejo del aparato 100 el operario dirige los conectores 311 y 321 hexagonales macho con los
10 conectores hexagonales hembra de dos de los SHCS 230 usando los botones 312 y 322 impulsores. Los botones 312 y 311 impulsores permiten al operario girar y posicionar el acople de adaptador 130 de reacción sin extraer las herramientas 310 y 320. Estas llaves, una vez alineadas y posicionadas, mantendrán su conexión los dos SHCS 230 seleccionados. El operario posteriormente aprieta o afloja como desee los dos SHCS 230 elegidos. El operario desconecta los conectores 311 y 321 hexagonales macho de los dos SHCS 230 seleccionados aplicando presión al
15 acople 140 de resorte luego gira el acople de abrazadera 120 superior y posteriormente todos los demás componentes conectados para ajustar otros dos SHCS 230 en la brida 220. El operario repite este proceso hasta que todos los SHCS 230 están apretados o aflojamientos.
El aparato 100 se detalla en esta descripción para su uso con dispositivos de atornillado invertido SHCS, particularmente en cierre conjunto para válvula de bloqueo principal (MSV) en cabezales de sellado de presión. El
20 aparato 100 y sus modificaciones puede ser usado con muchas otros dispositivos de atornillado.
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Claims (9)

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    REIVINDICACIONES
    1.
    Un aparato para su uso con un ensamblaje (300) de herramienta en operaciones de apretado o aflojamiento de elementos (230) de sujeción roscados alrededor de un eje incluyendo: un acople de abrazadera (110) inferior; un acople de abrazadera (120) superior; un acople de adaptador (130) de reacción que incluye un dispositivo transmisor de fuerza para negar substancialmente las fuerzas giratorias de reacción del ensamblaje (300) de herramienta durante las operaciones; y un acople (140) de resorte formado entre el acople de abrazadera (120) superior y el acople de adaptador (130) de reacción donde el acople (110) de abrazadera inferior puede conectarse de manera no giratoria alrededor del eje; el acople de abrazadera (120) superior puede conectarse de manera giratoria sobre el eje y el acople de abrazadera (110) inferior; el acople de adaptador (130) de reacción puede conectarse de manera no giratoria y ubicable verticalmente desde el acople de abrazadera (120) superior mediante el acople (140) de resorte; y el ensamblaje (300) de herramienta puede conectarse de manera no giratoria al acople de adaptador (130) de reacción y puede conectarse giratoriamente a los elementos (230) de sujeción.
  2. 2.
    Un aparato conforme a la reivindicación 1 donde el acople de abrazadera (110) inferior, incluye un cuerpo (111) hueco anular que tiene una sección (112) primera y una sección (113) segunda que están conectadas por un primer mecanismo de cierre y un segundo mecanismo de cierre
  3. 3.
    Un aparato conforme a cualquier reivindicación precedente donde el acople de abrazadera (120) superior incluye un cuerpo (121) hueco anular con una sección (123) primera, una sección (122) segunda y una plataforma (124) de la sección (123) primera que están conectadas por un primer mecanismo de cierre y un segundo mecanismo de cierre.
  4. 4.
    Un aparato conforme a cualquier reivindicación precedente donde el acople (110) de abrazadera inferior, el acople (120) de abrazadera superior, el acople (130) de adaptador de reacción, el acople (140) de resorte y el ensamblaje (300) de herramienta pueden conectarse por separado, individualmente e independientemente los unos de los otros.
  5. 5.
    Un aparato conforme a cualquier reivindicación precedente donde el acople de adaptador (130) de reacción incluye:
    un primer elemento transmisor de fuerza que pueda conectarse de manera giratoria sobre, que pueda conectarse de manera extensible y retractable a lo largo de, o que pueda conectarse giratoriamente sobre y que pueda conectarse de manera extensible y retractable a lo largo de un primer eje de fuerza giratoria del ensamblaje (300) de herramienta;
    un segundo elemento transmisor de fuerza que pueda conectarse de manera giratoria sobre, que pueda conectarse de manera extensible y retractable a lo largo de, o que pueda conectarse giratoriamente sobre y que pueda conectarse de manera extensible y retractable a lo largo de un segundo eje de fuerza giratoria del ensamblaje (300) de herramienta;
    y donde el primer y segundo elementos, al ser conectados, niegan substancialmente las fuerzas giratorias de reacción del ensamblaje (300) de herramienta durante las operaciones.
  6. 6. Un aparato para llevar a cabo operaciones de apretado o aflojamiento para elementos (230) de sujeción roscados sobre un eje, que incluye:
    un aparato para usar en dichas operaciones conforme a una de las reivindicaciones previas
    un ensamblaje (300) de herramienta que puede conectarse de manera no giratoria al acople de adaptador (130) de reacción y que puede conectarse de manera giratoria a los elementos (230) de sujeción.
  7. 7. Un aparato conforme a la reivindicación 6 donde el ensamblaje (300) de herramienta incluye:
    un primer elemento receptor y un segundo elemento receptor, soportado de forma giratoria en el ensamblaje (300) de herramienta, para recibir un primer perno y un segundo elemento de sujeción (230);
    un primer dispositivo y un segundo dispositivo para el posicionamiento de los respectivos elementos receptores para conectar de forma no giratoria los respectivos elementos (230) de sujeción; y
    un primer dispositivo y un segundo dispositivo para llevar a cabo la rotación de los respectivos elementos receptores para apretar o aflojar los respectivos elementos (230) de sujeción.
    5
  8. 8.
    Un aparato conforme a la reivindicación 6 ó 7 que incluye un dispositivo de control del ensamblaje (300) de herramienta para mantener una diferencia entre los parámetros de operación de los respectivos elementos (230) de sujeción dentro de un valor predeterminado.
  9. 9.
    Un aparato conforme a una de las reivindicaciones 6 a 8 donde el ensamblaje (300) de herramienta es manejada neumáticamente, eléctricamente, hidráulicamente o manualmente.
    6
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