ES2586812T3

ES2586812T3 - Sistema de sujeción estructural basado en par de torsión-ángulo

Info

Publication number: ES2586812T3
Application number: ES12713481.5T
Authority: ES
Inventors: Chad M. Larson
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-03-22
Filing date: 2012-03-20
Publication date: 2016-10-19
Anticipated expiration: 2032-03-20
Also published as: WO2012129212A1; EP2688713A1; MX344102B; EP2688713B1; MX2013010628A; CL2013002675A1; CA2828676C; CA2828676A1

Abstract

Un sistema de sujeción que comprende: un elemento de sujeción (100) que comprende un perno (110) y una tuerca (112), teniendo el perno una cabeza (114) y un vástago (116) que se extiende axialmente desde la cabeza (114), teniendo el vástago (116) al menos una parte roscada (118) y al menos una parte estriada (120), definiendo la parte estriada un extremo del perno (110), estando la parte roscada (118) entre la cabeza (114) y la parte estriada (120), teniendo la tuerca una superficie interior y una superficie exterior (122), estando la superficie interior en acoplamiento roscado con la al menos una parte roscada (118) del perno; y una herramienta (200) que comprende un primer casquillo (202) y un segundo casquillo (204), en el que el primer casquillo (202) puede acoplarse con la superficie exterior (122) de la tuerca (112) y el segundo casquillo (204) puede acoplarse con la parte estriada (120) del elemento de sujeción, caracterizado por que la herramienta (200) está adaptada para proporcionar tanto un par de torsión de ajuste deseado como un tensado final al elemento de sujeción (100), en el que la herramienta está adaptada para hacer rotar el primer casquillo (202) en relación con el segundo casquillo (204) un ángulo de vuelta de tuerca deseado para proporcionar el tensado final al elemento de sujeción (100).

Description

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DESCRIPCION

Sistema de sujecion estructural basado en par de torsion-angulo Antecedentes de la invencion

La presente invencion se refiere, en general, a unos sistemas de sujecion para unos conjuntos de dos o mas componentes, pero especfficamente utiles en las estructuras comerciales, las estructuras de servicios publicos, los puentes de acero, los carriles, el transporte, los equipos pesados, la industria pesada, la construccion, la agricultura y las aplicaciones estructurales de sujecion de acero generales.

Las aplicaciones estructurales, tales como los puentes y los edificios, suelen usar soldaduras, pernos y otros medios para unir al menos dos componentes entre si. Cuando se usa el empernado, el proceso puede ser bastante laborioso. El proceso de prueba, ajuste, empernado e inspeccion de las conexiones requiere por lo general al menos dos trabajadores, a veces en los lados opuestos de la estructura o la conexion. A menudo se requiere un trabajador adicional para la inspeccion y el funcionamiento del equipo suplementario. El uso de mas de un trabajador requiere mas equipo de seguridad, gestion y supervision del proyecto, y tanto costes laborales directos como indirectos.

Los requisitos de instalacion de los elementos de sujecion para estas aplicaciones se detallan en una serie de normas, normas OEM, normas de construccion DOT y otras especificaciones de la industria bien conocidas, tales como las publicadas por el Consejo de investigacion de conexiones estructurales (RCSC).

La industria ha establecido al menos una norma dimensional para los elementos de sujecion usados en tales aplicaciones (ASME B18.2.6-2010). Tambien existen otras normas similares de diferentes cuerpos de consenso en los diferentes mercados. Actualmente, la industria usa una serie de elementos de sujecion diferentes, incluyendo los siguientes:

(a) unos elementos de sujecion de cabeza hexagonal y de cabeza de brida, que se producen comunmente para

ASTM A325/A325M, A490/A490M, ASTM A449, ASTM A354, y otras normas tales como DIN, ISO, JIS, JSS o

SAE;

(b) unos elementos de sujecion de pasador y collarfn, que se producen para diversos consensos y normas

propietarias; y

(c) unos elementos de sujecion de tipo desenroscables a mano, que se producen para ASTM F1852 y F2280,

JSS S10T, y otras especificaciones de desenrosca a mano.

Los problemas comunes de la industria, entre un numero de tipos de conexion estan relacionados con el establecimiento de dos importantes criterios de instalacion. Estos dos criterios son el tensado de ajuste y el tensado final (a menudo denominado como la carga de fijacion). El tensado de ajuste adecuado de una conexion dada, antes del tensado completo, garantizara que todas las capas conectadas estan en contacto firme y continuo, y que la aplicacion del par de torsion o tension adicional a los elementos de sujecion adyacentes no disminuira la tension en los elementos de sujecion ya instalados. La tension de ajuste deberfa ser suficiente para poner las capas en contacto continuo, o tan cerca del contacto continuo como sea posible, pero preferentemente hecho por debajo del lfmite elastico del elemento de sujecion. En las conexiones que requieren el tensado completo, la tension de instalacion final puede lograrse a traves de una serie de metodos. Sin un buen control del funcionamiento de ajuste muchos elementos de sujecion se sobretensionan o en algunos casos las capas de conexion no se ponen en contacto firme y continuo. En muchos casos, los lubricantes son tan eficaces y se realizan tan pocas pruebas en los ensamblajes emparejados de campo, que la tension de ajuste excede erroneamente la tension de instalacion final requerida. La aplicacion de una rotacion adicional a los elementos altamente tensionados aumenta el riesgo de fallos crfticos de los elementos de sujecion esforzados por encima de la resistencia a la traccion lfmite. Puede dar como resultado una estriccion y un agrietamiento severos.

La tension de instalacion final es la tension que excede la tension de diseno minima para cumplir con el requisito de una aplicacion especffica, una especificacion o una norma. En las conexiones que usan los sistemas de sujecion sujetos a un tensado final usando el par de torsion, hay una serie de problemas bien documentados en cuanto a la repetibilidad y la variabilidad de los metodos de instalacion basados en el par de torsion, incluyendo la variabilidad en el par de torsion aplicado, los cambios en las condiciones ambientales, el paso del tiempo, la repetibilidad del equipo, el mantenimiento de equipos, y una serie de otros problemas potenciales. En las conexiones que utilizan los sistemas de sujecion sujetos al tensado final usando una compresion o un angulo, hay una serie de problemas bien documentados en relacion con el establecimiento de un estado de ajuste adecuado.

Los elementos de sujecion de cabeza hexagonal son bien conocidos en la tecnica y pueden instalarse usando llaves de impacto de aire convencionales (neumaticas) y otras llaves, incluyendo las llaves operadas a mano, operadas electricamente e hidraulicas. Estos elementos de sujecion se instalan normalmente usando, o tecnicas de instalacion basadas en el par de torsion, basadas en la compresion o basadas en el grado. La tecnologfa de herramientas existente no puede realizar adecuada o economicamente tanto el tensado de ajuste como las tareas finales de tensado con una sola herramienta o en una sola operacion, de un solo lado de la conexion. A menudo, la instalacion

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final de estos elementos de sujecion requiere el uso de un brazo de reaccion para aplicar la fuerza contra un elemento de sujecion o miembro de conexion, y el brazo de reaccion puede ser engorroso de usar y puede crear problemas de espacio libre y de seguridad para los instaladores. Los elementos de sujecion de cabeza hexagonal pueden tener unos requisitos de uso de arandela complicados, en funcion de la geometrfa del agujero, los materiales de conexion, y el metodo de instalacion. La instalacion de cualquier elemento de sujecion de cabeza hexagonal puede requerir al menos dos instaladores para garantizar la rotacion de tuerca de ajuste en relacion con el perno. En algunas instalaciones, el perno puede desplazarse o “rodar” en el agujero durante la instalacion. Por esta razon muchas especificaciones de instalacion requieren un marcado coincidente de pernos y tuercas. Esta operacion es a menudo inexacta, sujeta a los conocimientos del operador o del inspector, e incluso puede replicarse despues de la instalacion en los elementos de sujecion que no se han tensado.

Los elementos de sujecion de pasador y collarfn (tambien conocidos como sistemas de seguridad de pasador y collarfn) funcionan con un principio de traccion directa. Unos ejemplos de los elementos de sujecion de pasador y collarfn pueden encontrarse al menos en las patentes de Estados Unidos numeros 2.531.048; 3.057.246; 3.915.053; 4.943.196; 5.049.016; y 5.562.379. Los elementos de sujecion de pasador y collarfn tienen un pasador con una primera parte con una primera pluralidad de anillos anulares (a diferencia de las roscas helicoidales en el perno del elemento de sujecion desenroscable a mano), una segunda parte con una segunda pluralidad de anillos anulares, y una parte de cuello entre la primera parte y la segunda parte. La primera parte del pasador esta conectada a una cabeza del elemento de sujecion, y la segunda parte del pasador define un extremo del elemento de sujecion. Un collarfn esta dispuesto alrededor del pasador para el acoplamiento con la primera parte. El collarfn se deforma con un trabajo en frfo alrededor del pasador y la primera pluralidad de anillos anulares. El pasador se desprende de la parte de cuello cuando se excede la capacidad de traccion de la parte de cuello. Estos elementos de sujecion no son extrafbles y el utillaje necesario para instalar estos elementos de sujecion es caro y engorroso. Si bien estos elementos de sujecion tienen una capacidad demostrada para fracturarse en el cuello, proporcionando una alta seguridad de cargas de traccion directas, tienen un problema con ajustar adecuadamente las conexiones, especfficamente las que implican grandes capas. En un cierto punto de deformacion en los anillos anulares, las cargas de traccion comienzan a aplicarse contra los anillos en el pasador, no directamente a la superficie de apoyo de la cabeza en el lado opuesto de la conexion. Estos elementos de sujecion no son capaces de realizar, unas operaciones de ajustes secuenciales eficientes.

Los elementos de sujecion desenroscables a mano dependen del par de torsion basado en la instalacion. Unos ejemplos de los elementos de sujecion desenroscables a mano y el utillaje relacionado se describen en las especificaciones convencionales de la industria ASTM F1852 y F2280, y JSS S10T, y al menos en el documento GB 834787 A; las patentes de Estados Unidos numeros 2.928.302; 4.637.764; 4.659.267; 4.836.063; y 5.108.238. Estos pernos se conocen por otros nombres, incluyendo pernos TC, pernos de tension-Tru, pernos de control de tension, pernos de control de par de torsion, pernos Tor-Shear y pernos LeJeune, entre otros. Los elementos de sujecion desenroscables a mano tienen un perno con un vastago roscado y una tuerca en acoplamiento roscado con el vastago roscado. El perno comprende ademas una cabeza en un extremo del vastago, y un extremo estriado en el otro extremo del vastago. Es importante destacar que hay una ranura de cizallamiento entre el extremo estriado y el vastago roscado, provocando una concentracion de esfuerzo en esa zona. Una llave manual o una llave electrica, que tiene un casquillo interior acoplado con la parte estriada y un casquillo exterior acoplado con una superficie exterior de la tuerca. La llave aplica una fuerza de torsion sobre el perno y la tuerca. Cuando la carga de torsion en la tuerca excede la capacidad de cizalladura de la ranura de cizallamiento, el extremo estriado se retira del extremo del perno. En tales conjuntos de sujecion, las tensiones de sujecion estan relacionadas con los coeficientes calculados de friccion, no con la carga real de traccion o de fijacion. Como tal, este sistema de sujecion es altamente dependiente del acoplamiento de friccion y la eficacia del elemento de sujecion (en otras palabras, la capacidad del elemento de sujecion para lograr y mantener una carga de fijacion deseada) puede variar con la temperatura, la lubricacion, la erosion, y otros factores ambientales.

Serfa deseable tener un sistema de sujecion que sea capaz de alcanzar un estado de apriete de ajuste fiable, calibrado y conocido, con la capacidad de alcanzar una carga de fijacion final deseada, mientras que es rentable, facil de implementar, libre de error o influencia del operador, y capaz de facilitar la instalacion desde un unico lado, por un unico instalador, sin reaccion del par de torsion.

Breve resumen de la invencion

La presente invencion usa un elemento de sujecion capaz de una instalacion de operador unico de lado unico, con una herramienta de instalacion capaz de ajustar unos conjuntos de sujecion y unas capas de conexion usando un par de torsion y realizando un tensado de sujecion final usando unos grados.

El elemento de sujecion comprende un perno que tiene una cabeza y un vastago que se extiende axialmente desde la cabeza; y una tuerca. El vastago tiene al menos una parte roscada y una parte estriada. La parte estriada define un extremo del perno. La parte roscada esta localizada en una posicion deseada y la longitud entre la cabeza y la parte estriada. La superficie interior de la tuerca esta en acoplamiento roscado con la parte roscada del perno. A diferencia de los elementos de sujecion de la tecnica anterior, no hay ninguna ranura entre la parte roscada y la parte estriada.

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La herramienta para instalar el elemento de sujecion comprende un primer casquillo y un segundo casquillo, en la que el primer casquillo esta acoplado con la superficie exterior de la tuerca y el segundo casquillo esta acoplado con la parte estriada en el elemento de sujecion, en el que la herramienta proporciona al menos un par de torsion al elemento de sujecion. En al menos una realizacion, el par de torsion es un par de torsion de ajuste. La herramienta tambien puede realizar una tension de sujecion final, girando la tuerca un numero conocido de grados. La tension de sujecion final puede hacerse por separado, sin la aplicacion de un par de torsion, o puede hacerse posteriormente con la aplicacion del par de torsion. De acuerdo con la invencion, la herramienta aplica tanto el par de torsion necesario como el angulo de vuelta de tuerca deseado. En al menos una realizacion, la herramienta tambien permite la retirada del elemento de sujecion de su posicion instalada.

Breve descripcion de varias vistas del/de los dibujo(s)

Este sistema permite una instalacion de operador unico de lado unico, usando un utillaje de instalacion ligero, no de impacto y ergonomico.

La figura 1 muestra una realizacion de un elemento de sujecion de la presente invencion, que comprende un perno 110 y una tuerca 112. El perno 110 tiene una cabeza 1l4 y un vastago cilfndrico 116 que se extiende axialmente desde el mismo. En al menos la realizacion mostrada, el vastago cilfndrico tiene una parte roscada 118 y una parte estriada 120. La parte estriada 120 define un extremo del perno 110, y la parte roscada 118 esta colocada en una localizacion deseada entre la parte estriada 120 y la cabeza 114. La tuerca 112 puede ser cualquier tuerca adecuada para la aplicacion deseada, incluyendo una tuerca hexagonal convencional, una tuerca hexagonal pesada, una tuerca de brida hexagonal, una tuerca de seguridad y otras. La tuerca 112 tiene una superficie exterior 122 y una superficie interior (no mostrada). La superficie interior esta roscada para acoplarse con la parte roscada 118 del perno 110. En al menos una realizacion, puede usarse al menos una arandela debajo de la tuerca o de la cabeza o de las dos para cumplir con la aplicacion especffica o los requisitos de especificacion.

Es importante destacar que, como se muestra en la figura 2, la conexion (mostrada en general como 126) entre la parte roscada 118 y la parte estriada 120 no tiene una ranura, muesca o hendidura. En la tecnica anterior, hay una ranura, muesca, o hendidura entre la parte roscada y la parte estriada, especfficamente en los elementos de sujecion desenroscables a mano. Esta ranura o muesca crea una debilidad relativa en el vastago cilfndrico, en la que se producira el esfuerzo maximo. Cuando la carga de torsion en la tuerca excede la capacidad de cizalladura de la ranura, la parte estriada se desprende del resto del vastago cilfndrico.

En este caso, la conexion entre la parte roscada 118 y la parte estriada no tiene la ranura, muesca o hendidura. Esto elimina la alta concentracion de esfuerzo y la cizalladura intencional en esa region encontrada en los elementos de sujecion desenroscables a mano. En diversas realizaciones, el diametro de la parte estriada puede ser mayor, menor o igual que el diametro menor de la parte roscada. En al menos una realizacion, el diametro de la parte estriada esta en relacion con el diametro menor de la parte roscada. En una realizacion, el diametro tambien puede ahusarse gradualmente entre la parte roscada 118 y la parte estriada 120. La parte roscada tiene normalmente un diametro mayor medido en los picos de las roscas, un diametro menor medido en los valles de las roscas, y un diametro de paso en funcion del paso o el angulo de la rosca. El diametro mayor es mayor que el diametro de paso, que es mayor que el diametro menor. La transicion desde la parte roscada a la parte estriada puede variar en funcion de la aplicacion. La parte roscada puede tener cualquier dimension deseada. La parte roscada puede terminar en la proximidad o a cualquier distancia deseada de la cabeza 114 a lo largo del vastago 116. En al menos una realizacion, puede haber multiples partes roscadas que estan separadas a lo largo de la longitud del vastago. En al menos una realizacion, la parte de cabeza 114 puede reemplazarse con una tuerca hexagonal pesada, una tuerca de brida u otra tuerca especffica de la aplicacion.

En la presente invencion, la conexion entre la parte roscada 118 y la parte estriada 120 es o directamente (como se muestra en la figura 1) o gradualmente ahusada, y por lo tanto no se desprende cuando se ha cumplido una carga de torsion deseada, sino que tendra la resistencia de torsion para soportar las fuerzas aplicadas durante la instalacion basada en un par de torsion y en un angulo. Por lo tanto, la parte estriada permanece despues de la instalacion, lo que puede usarse en el futuro para desinstalar el elemento de sujecion o para aplicar una mayor tension al elemento de sujecion.

En al menos una realizacion, el perno 110 tiene una cabeza redonda de estilo de remache, como se muestra en la figura 1. En algunas realizaciones, el elemento de sujecion tiene una cabeza de estilo hexagonal u otra cabeza en forma adecuada. En al menos una realizacion, el elemento de sujecion cumple con los requisitos de dimensionado de ASTM A325/F1852/A490/F2280. En al menos una realizacion, el elemento de sujecion cumple con las dimensiones nominales necesarias para el diametro del vastago, la longitud del vastago, y la longitud de rosca de la parte roscada en funcion de la aplicacion del elemento de sujecion.

En al menos la realizacion mostrada, la parte estriada 120 tiene doce puntos 130 dispuestos radialmente alrededor de la circunferencia del vastago. En otras realizaciones, la parte estriada 120 puede tener cualquier numero de puntos.

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En al menos una realizacion, el elemento de sujecion comprende acero. En al menos una realizacion, el elemento de sujecion se fabrica para al menos los requisitos mfnimos de ASTM A325/F1852/A490/F2280 en terminos de propiedades ffsicas, qufmicas y mecanicas. En al menos una realizacion, el elemento de sujecion tiene una resistencia a la traccion de al menos 827 MPa (120 ksi). En al menos una realizacion, el elemento de sujecion tiene una resistencia a la traccion entre 827 MPa (120 ksi) y 1034 MPa (150 ksi). En al menos una realizacion, el elemento de sujecion tiene una resistencia a la traccion de al menos 1034 MPa (150 ksi).

El elemento de sujecion de la presente invencion requiere menos gasto durante la fabricacion con un proceso de fabricacion casi libre de chatarra, tal como el conformado en frfo. El elemento de sujecion tiene el aspecto de los elementos de sujecion desenroscables a mano (o de control de torsion) de la tecnica anterior. Sin embargo, la presente invencion es mas tolerante a la dureza, menos dependiente de la variabilidad de la lubricacion, menos dependiente de la dureza de la superficie de arandela, y menos dependiente de la rugosidad de la superficie de la arandela. Una serie de revestimientos pueden usarse sobre el elemento de sujecion con un rendimiento mejorado respecto del elemento de sujecion de la tecnica anterior. Cuando los pernos estan recubiertos no hay necesidad de retocar o recubrir el extremo expuesto del perno, ya que no se desprende, como con la tecnica anterior. Ademas, el presente elemento de sujecion no requiere ningun medio para capturar la parte o punta estriada que se ha desprendido, haciendo del mismo un producto seguro, especfficamente en entornos de trabajo a gran altura o suspendidos.

El elemento de sujecion de la presente invencion se instala usando una herramienta tal como la llave 200 mostrada en la figura 3. La llave 200 tiene un casquillo exterior 202 y un casquillo interior 204. El casquillo exterior 202 se acopla con la superficie exterior 122 de la tuerca 112, y el casquillo interior 204 se acopla con la parte estriada 120 del perno 110. El casquillo interior 204 rota en sentido contrario en relacion con el casquillo exterior para instalar el elemento de sujecion. En al menos una realizacion, puede usarse la misma llave para las pruebas, la instalacion y la retirada del elemento de sujecion 100. Las herramientas de la tecnica anterior para los elementos de sujecion desenroscables a mano son solamente de una sola direccion (tensado).

En al menos una realizacion, la rotacion del casquillo exterior 202 en relacion con la rotacion del casquillo interior 204 permite el control del par de torsion de ajuste para mantener el elemento de sujecion en el intervalo elastico de la curva de esfuerzo durante el procedimiento de apriete. Un “par de torsion de ajuste” es una expresion de la tecnica que describe la cantidad de par de torsion necesario para hacer que las piezas de trabajo se unan al elemento de sujecion (tal como todas las capas de una conexion de acero) en un contacto firme y continuo o tan casi continuo como sea posible. Esto es necesario para hacer...

... la herramienta aplica un par de torsion a la tuerca y confirma que se ha alcanzado un par de torsion deseado (lo que significa que la conexion y el elemento de sujecion estan ajustados). Esta operacion de ajuste puede necesitar hacerse en varias operaciones secuenciales. Una vez que la herramienta confirma que se ha alcanzado un par de torsion deseado, la herramienta conmuta automaticamente o puede conmutarse al modo de tensado final, en el que la herramienta hace rotar la tuerca de un numero especificado de grados en funcion de la aplicacion. Esto es importante porque cuando el tensado final se realiza en un perno, los pernos circundantes pueden perder una pequena cantidad de tension debido a la compresion adicional de la junta. Al tener una herramienta que aplica tanto un par de torsion como una rotacion de vuelta de tuerca, todos los elementos de sujecion pueden cargarse uniforme, precisa y fiablemente, a diferencia de la tecnica anterior. Como se muestra en la figura 3, se proporciona un conmutador 206 de manera que un operador puede seleccionar el modo de par de torsion de ajuste o el de tensado final.

La herramienta 200 puede tener una configuracion de angulo seleccionable 208 entre aproximadamente 10 grados y 480 grados, o si se requiere una mayor. En una realizacion, la herramienta 200 tiene una configuracion de angulo de entre aproximadamente 60 grados y 480 grados, o si se requiere una mayor. En al menos una realizacion, la configuracion de angulo se proporciona en incrementos de 1 grado. En una realizacion, la configuracion de angulo se proporciona en incrementos de 10 grados. En una realizacion, la configuracion de angulo se proporciona en incrementos de 30 grados. En una realizacion, la configuracion de angulo se proporciona en incrementos de 60 grados.

En al menos una realizacion, el casquillo exterior y el casquillo interior rotan en direcciones opuestas a la misma velocidad. En otras realizaciones, el casquillo exterior y el casquillo interior pueden rotar a diferentes velocidades. Es preferible que el casquillo exterior y el casquillo interior giren a la misma velocidad para el beneficio ergonomico del operador. La herramienta se sentira “libre de par de torsion” para el operador, y el operador no tendra que mantenerla en su lugar para evitar que la herramienta “camine” o rote en una direccion o en la otra.

El casquillo interior rota en la segunda direccion (por ejemplo en sentido antihorario) en contra del casquillo exterior como un medio de absorcion del par de torsion en el tren de transmision de la herramienta, en lugar de por el operador o el brazo de reaccion. Si en cambio, el casquillo interior esta parado, el par de torsion aplicado a la tuerca hana que la herramienta desee rotar alrededor del elemento de sujecion o “caminar”, y el par de torsion se transferirfa al operador. Suponiendo una igualdad de friccion, el perno puede desear girar mientras que la tuerca permanece estacionaria. La rotacion sigue el camino de menor resistencia, por lo tanto, la tuerca, estando normalmente lubricada, gira en el sentido horario y el perno permanece estacionario. Incluso si el perno gira

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ligeramente, que esta muy bien, lo que se requiere es la rotacion de la tuerca en relacion con el perno, que las instalaciones basadas en un brazo de reaccion no garantizan. El numero de grados de giro contra el angulo de helice de la rosca proporciona una tension del perno calculada, bien documentada e investigada.

La llave usada con este elemento de sujecion tiene un nivel mucho mas bajo de ruido o vibracion en comparacion con las llaves de impacto convencionales. En una realizacion, puede usarse la misma herramienta para diversos diametros. En una realizacion, la llave puede usarse para la vuelta de tuerca, el DTI, o el tensado de llave calibrada. En una realizacion, puede establecerse el intervalo de par de torsion y el intervalo de grado para el elemento de sujecion a instalarse. La llave puede usarse en un modo de solo par de torsion para las conexiones que requieren solamente los pernos apretados de ajuste. La llave puede ser analogica o digital, o ambas. En algunas realizaciones, la llave puede almacenar datos que pueden transmitirse a un ordenador, o de manera inalambrica o a traves de una tarjeta de datos para la monitorizacion y el registro de los requisitos de garantfa de calidad de instalacion y el mantenimiento de registros. En algunas realizaciones, la llave tiene un indicador visual que confirma el tensado final. El indicador visual puede ser soluble en agua o un marcado no soluble en agua. El indicador visual tambien puede ser audible o visual, tal como una luz que indica que se ha alcanzado la rotacion completa necesaria. En algunas realizaciones, un usuario puede introducir el diametro y la longitud del perno, y la herramienta establecera automaticamente el par de torsion y la rotacion adecuados. En algunas realizaciones, el usuario puede introducir el par de torsion y/o el numero de grados necesarios para el tensado final. En algunas realizaciones, como se ha descrito anteriormente, el usuario puede seleccionar de manera incremental los grados deseados de giro para el tensado final basandose en la longitud del perno.

La llave 200 puede accionarse por electricidad, accionarse neumaticamente o accionarse hidraulicamente. En al menos una realizacion, la llave es capaz de usarse en ambientes libres de chispa.

En al menos una realizacion, se aplica un lubricante a al menos uno de los componentes roscados. El esfuerzo resultante del par de torsion aplicado por la herramienta en una localizacion entre la parte estriada y la parte roscada es una funcion de un coeficiente del par de torsion del lubricante, y el esfuerzo resultante esta por debajo del esfuerzo final del vastago en la localizacion del diametro menor.

Aunque la presente invencion describe una parte estriada, pueden usarse otros medios alternativos de retener el vastago del perno en el extremo del vastago.

De acuerdo con la invencion, un sistema de sujecion comprende un elemento de sujecion que comprende un perno y una tuerca, teniendo el perno una cabeza y un vastago que se extiende axialmente desde la cabeza, teniendo el vastago al menos una parte roscada y al menos una parte estriada, definiendo la parte estriada un extremo del perno, la parte roscada entre la cabeza y la parte estriada, teniendo la tuerca una superficie interior y una superficie exterior, estando la superficie interior en acoplamiento roscado con al menos una parte roscada del perno; y una herramienta que comprende un primer casquillo y un segundo casquillo, en la que el primer casquillo esta acoplado con la superficie exterior de la tuerca y el segundo casquillo esta acoplado con la parte estriada del elemento de sujecion, en el que la herramienta proporciona un par de torsion de ajuste deseado y un tensado final al elemento de sujecion. Cuando tanto el par de torsion de ajuste deseado y el tensado final se aplican al elemento de sujecion, la parte estriada permanece conectada a la parte roscada. El primer casquillo rota en una primera direccion y el segundo casquillo rota en una segunda direccion opuesta a la primera direccion para proporcionar al menos uno de entre el par de torsion de ajuste deseado y el tensado final. En una realizacion, el primer casquillo y el segundo casquillo rotan a la misma velocidad. La herramienta usa un tensado de vuelta de tuerca (angulo) para proporcionar el tensado final al elemento de sujecion. En al menos una realizacion, la herramienta comprende una interfaz en la que un usuario puede seleccionar un angulo deseado para el tensado de vuelta de tuerca en la herramienta. En al menos una realizacion, la herramienta comprende una interfaz en la que un usuario puede seleccionar el par de torsion de ajuste deseado. En una realizacion, la herramienta comprende un indicador visual de tensado final. En una realizacion, la parte estriada tiene un diametro y la parte roscada tiene un diametro menor a lo largo de la longitud de la parte roscada, en la que el diametro de la parte estriada esta en relacion con el diametro menor de la parte roscada. En algunas realizaciones, el elemento de sujecion comprende ademas al menos una arandela entre el perno y la tuerca. En algunas realizaciones, el sistema comprende ademas un lubricante, en el que el esfuerzo resultante del par de torsion aplicado por la herramienta en una localizacion entre la parte estriada y la parte roscada es una funcion de un coeficiente del par de torsion del lubricante, en el que el esfuerzo resultante esta por debajo del esfuerzo final del vastago en la localizacion.

Un metodo para apretar un elemento de sujecion, que comprende una tuerca y un perno, con una unica herramienta con un primer casquillo y un segundo casquillo que comprende acoplar el primer casquillo con una superficie exterior de la tuerca; acoplar el segundo casquillo con la parte estriada en el elemento de sujecion; rotar el primer casquillo en relacion con el segundo casquillo para aplicar un par de torsion de ajuste deseado; rotar el primer casquillo en relacion con el segundo casquillo para aplicar un tensado final; en el que la parte estriada permanece conectada a una parte roscada del elemento de sujecion. En algunas realizaciones, el metodo comprende ademas: seleccionar en la herramienta al menos uno de entre el par de torsion de ajuste deseado o el angulo para el tensado final. En al menos una realizacion, el primer casquillo se hace rotar en una primera direccion y el segundo casquillo se hace rotar en una segunda direccion opuesta a la primera direccion.

Puede proporcionarse un elemento de sujecion para su uso con una unica herramienta que proporciona tanto un par de torsion de ajuste deseado como un par de torsion de tensado final. El elemento de sujecion comprende: un perno que tiene una cabeza y un vastago que se extiende axialmente desde la cabeza, teniendo el vastago al menos una parte roscada y al menos una parte estriada, definiendo la parte estriada un extremo del perno, al menos una parte 5 roscada entre la cabeza y la parte estriada; y una tuerca que tiene una superficie interior y una superficie exterior, estando la superficie interior en acoplamiento roscado con la parte roscada del perno, en el que el perno tiene una resistencia a la torsion en una union entre la parte roscada y la parte estriada que excede tanto el par de torsion de ajuste deseado como el par de torsion de tensado final. La parte estriada puede tener un diametro y la parte roscada un diametro menor a lo largo de la longitud de la parte roscada, en el que el diametro de la parte estriada esta en 10 relacion con el diametro menor de la parte roscada. El elemento de sujecion puede comprender al menos una arandela entre el perno y la tuerca.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

1. Un sistema de sujecion que comprende:

un elemento de sujecion (100) que comprende un perno (110) y una tuerca (112), teniendo el perno una cabeza (114) y un vastago (116) que se extiende axialmente desde la cabeza (114), teniendo el vastago (116) al menos una parte roscada (118) y al menos una parte estriada (120), definiendo la parte estriada un extremo del perno (110), estando la parte roscada (118) entre la cabeza (114) y la parte estriada (120), teniendo la tuerca una superficie interior y una superficie exterior (122), estando la superficie interior en acoplamiento roscado con la al menos una parte roscada (118) del perno; y

una herramienta (200) que comprende un primer casquillo (202) y un segundo casquillo (204), en el que el primer casquillo (202) puede acoplarse con la superficie exterior (122) de la tuerca (112) y el segundo casquillo (204) puede acoplarse con la parte estriada (120) del elemento de sujecion, caracterizado por que la herramienta (200) esta adaptada para proporcionar tanto un par de torsion de ajuste deseado como un tensado final al elemento de sujecion (100), en el que la herramienta esta adaptada para hacer rotar el primer casquillo (202) en relacion con el segundo casquillo (204) un angulo de vuelta de tuerca deseado para proporcionar el tensado final al elemento de sujecion (100).
2. El sistema de sujecion de la reivindicacion 1, en el que el primer casquillo (202) rota en una primera direccion y el segundo casquillo (204) rota en una segunda direccion opuesta a la primera direccion.
3. El sistema de sujecion de la reivindicacion 2, en el que el primer casquillo (202) y el segundo casquillo (204) rotan a la misma velocidad.
4. El sistema de sujecion de la reivindicacion 1, en el que la herramienta comprende una interfaz en la que un usuario puede seleccionar un angulo de vuelta de tuerca deseado y/o el par de torsion de ajuste deseado.
5. El sistema de sujecion de la reivindicacion 1, en el que la herramienta comprende un indicador visual de tensado final.
6. El sistema de sujecion de la reivindicacion 1, en el que la herramienta comprende un conmutador (206) para seleccionar uno de entre un modo de par de torsion de ajuste o un modo de tensado final.
7. El sistema de sujecion de la reivindicacion 6, en el que la herramienta esta adaptada para conmutar automaticamente al modo de tensado final una vez que la herramienta confirma que se ha alcanzado un par de torsion de ajuste deseado.
8. El sistema de sujecion de la reivindicacion 1, en el que la parte estriada (120) tiene un diametro y la parte roscada (118) tiene un diametro menor medido en los valles de las roscas, en el que el diametro de la parte estriada (120) es menor o igual que el diametro menor de la parte roscada (118).
9. El sistema de sujecion de la reivindicacion 1, que comprende ademas un lubricante aplicado a al menos uno de los componentes roscados.
10. Un metodo para apretar un elemento de sujecion (100), que comprende una tuerca (112) y un perno (110) con una unica herramienta (200), teniendo el perno (110) una cabeza (114) y un vastago (116) que se extiende axialmente desde la cabeza (114), teniendo el vastago al menos una parte roscada (118) y al menos una parte estriada (120), definiendo la parte estriada (120) un extremo del perno (110), estando la parte roscada (118) entre la cabeza y la parte estriada, teniendo la tuerca (112) una superficie interior y una superficie exterior (122), estando la superficie interior en acoplamiento roscado con la parte roscada (118) del perno (110),

comprendiendo la unica herramienta (200) un primer casquillo (202) y un segundo casquillo (204), comprendiendo el metodo:

acoplar el primer casquillo (202) con una superficie exterior de la tuerca (112); acoplar el segundo casquillo (204) con la parte estriada (120) del perno (110),

hacer rotar el primer casquillo (202) en relacion con el segundo casquillo (204) para aplicar un par de torsion de ajuste deseado;

hacer rotar el primer casquillo (202) en relacion con el segundo casquillo (204) para aplicar un tensado final aplicando un angulo de vuelta de tuerca deseado de la tuerca en relacion con el perno (110), en el que la parte estriada permanece conectada a una parte roscada del perno (110).
11. El metodo de la reivindicacion 10, que comprende ademas seleccionar en la herramienta (200) al menos uno de entre el par de torsion de ajuste deseado o el angulo de vuelta de tuerca deseado para el tensado final.
12. El metodo de la reivindicacion 10, en el que se hace rotar el primer casquillo (202) en una primera direccion y se hace rotar el segundo casquillo (204) en una segunda direccion opuesta a la primera direccion.
13. El metodo de la reivindicacion 10, en el que la herramienta confirma que se ha alcanzado un par de torsion de ajuste deseado.
14. El metodo de la reivindicacion 10, que comprende ademas seleccionar uno de entre un modo de par de torsion 5 de ajuste o un modo de tensado final.
15. El metodo de la reivindicacion 14, en el que la herramienta conmuta automaticamente al modo de tensado final una vez que la herramienta confirma que se ha alcanzado un par de torsion de ajuste deseado.