ES2858372T3 - Procedimiento para el apriete o el reapriete documentados de una unión roscada - Google Patents

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Abstract

Procedimiento para el apriete o el reapriete documentados de una unión roscada (1) altamente cargada, formada por un perno roscado (2) y una tuerca (3) enroscada sobre este, usando un dispositivo tensor (11) que funciona axialmente y que está accionado preferentemente de forma hidráulica y con una unidad de control de proceso provista de un módulo de documentación, en el que 1) se identifica la unión roscada (1) mediante el escaneo de un identificador (7) presente en la unión roscada (1), preferentemente un identificador de código de barras, y los datos determinados de esta manera se almacenan en el módulo de documentación; 2) por medio del dispositivo tensor (11), se expande longitudinalmente la unión roscada (1) mediante una tracción axial en el extremo de rosca (15) del perno roscado (2) y la fuerza de apriete (FA) y/o la presión de apriete (PA) ejercidas se almacenan en el módulo de documentación; 3) después de la expansión longitudinal, se gira la tuerca (3) usando una llave dinamométrica manual (10), caracterizado por que el par manual (M) ejercido realmente se almacena en el módulo de documentación.

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento para el apriete o el reapriete documentados de una unión roscada
La invención se refiere a un procedimiento para el apriete o reapriete documentado de una unión roscada altamente cargada, formada por un perno roscado y una tuerca enroscada sobre este, usando un dispositivo tensor que funciona axialmente y que está accionado preferentemente de forma hidráulica y con una unidad de control de proceso provista de un módulo de documentación.
En el procedimiento, la unión roscada se identifica mediante el escaneo de un identificador, preferentemente un identificador de código de barras, presente en la unión roscada. Los datos captados de esta manera se almacenan en el módulo de documentación. Por medio del dispositivo tensor, la unión roscada se expande longitudinalmente por una tracción axial en el extremo de rosca del perno roscado, y la fuerza de apriete y/o la presión de apriete ejercidas durante ello se almacenan en el módulo de documentación. Después de la expansión longitudinal, la tuerca se hace girar usando una llave dinamométrica manual, y el par manual ejercido realmente durante ello se almacena en el módulo de documentación.
Los dispositivos tensores de perno, accionados de forma hidráulica, son bien conocidos del estado de la técnica, por ejemplo, de los documentos WO12008/092768A2, WO2010/054959A1 o DE102015104133A1. En los dispositivos tensores de este tipo, para tensar el perno, en primer lugar se enrosca un casquillo intercambiable sobre el perno (roscado) o se pone en engrane con este de esta manera. Para ello, el casquillo intercambiable puede estar provisto de una rosca interior correspondiente. El casquillo intercambiable está dispuesto dentro de una carcasa de cilindro hidráulica y envuelto por al menos un émbolo que arrastra el casquillo intercambiable. El émbolo puede arrastrar el casquillo intercambiable por ejemplo axialmente, por ejemplo como parte de una unidad hidráulica de émbolo y cilindro. De esta manera, el perno que ha de ser tensado se expande axialmente. Mientras está expandido, se puede reapretar, es decir, girar una tuerca que apoya el perno con respecto a una pieza de máquina.
El documento EP2687320A2 muestra un procedimiento de tensado hidráulico en el que el par manual producido por el giro de la tuerca con una llave dinamométrica manual no se almacena en la documentación.
Frecuentemente, no se captan ni se documentan durante ello los parámetros de funcionamiento usados realmente, ni datos generales relativos al respectivo caso de enroscado. Estos datos pueden ser por ejemplo la marca, la clase o el tipo de perno o de tuerca, así como valores de apriete y de par de los pernos y/o las tuercas. Frecuentemente, los dispositivos tensores de pernos carecen de equipos adecuados para captar y documentar este tipo de datos. Además, frecuentemente faltan medidas para evaluar, hacer comprobables y almacenar de manera segura este tipo de datos. Esto puede ser de relevancia precisamente en uniones roscadas en las que se requiera un control permanente y por razones de seguridad tenga que comprobarse una unión roscada suficientemente resistente, por ejemplo en depósitos de reactor o de almacenaje con productos químicos o nucleares peligrosos.
Además, puede resultar problemático si el usuario del dispositivo tensor de pernos inicialmente no sabe en qué intervalo se encuentra la presión hidráulica necesaria o ideal y la presión de apriete o la fuerza de apriete, relacionadas con esta, para el perno que ha de ser tensado. Los valores pueden variar según la clase, la marca o el tamaño del perno. En caso de duda, esto puede conducir a que el perno se someta a cargas de tracción excesivas que finalmente pueden conducir a una desviación o expulsión del perno roscado. Además de estos factores que influyen en la seguridad de funcionamiento, también pueden verse reducidas la calidad y la precisión del proceso de apriete o reapriete, si los pernos no se someten a la fuerza de apriete ideal. Lo mismo es válido para el uso de un par no ideal al girar la tuerca.
La adquisición de información mediante la lectura de identificadores, por ejemplo códigos de barras, por sensores o escáneres adecuados es conocida generalmente. Por tanto, componentes, rótulos, paneles publicitarios etc. pueden estar provistos de identificadores que entonces se detectan y se leen con un escáner adecuado. Tras la identificación se puede consultar información específica depositada en el respectivo código de barras. Por estándar, estos escáneres de códigos de barras están integrados en aparatos de telecomunicación modernos. Es que allí, la cámara en combinación con un software de aplicación (App) adecuado realiza la función de un escáner de código de barras de este tipo. Los escáneres de códigos de barras como aparatos separados se conocen por ejemplo del comercio minorista para el escaneo de las compras en caja. Lo decisivo es que los escáneres de códigos de barras estén provistos de una fuente de luz y que durante el proceso de escaneo se posicionen a una distancia del objeto de escaneo. El código de barras debe encontrarse sin embargo en la zona de incidencia o de exposición del objetivo o del escáner. Frecuentemente, el posicionamiento del escáner con respecto al objeto de escaneo es independiente del ángulo. Las disposiciones que difieran del ángulo de posicionamiento ideal entre el escáner y el código de barras pueden compensarse, dado el caso, mediante ópticas de enfoque adecuadas.
La invención tiene el objetivo de posibilitar para el apriete o reapriete de uniones roscadas de alta resistencia con dispositivos tensores que funcionan axialmente una documentación de datos específica del caso de enroscado y mejorar así la seguridad de funcionamiento, la calidad y la reproducibilidad del proceso de enroscado.
Para conseguir este objetivo se propone un procedimiento según la reivindicación 1.
Como se ha descrito al principio, se trata de un procedimiento para el apriete o reapriete documentado de una unión roscada altamente cargada, formada por un perno roscado y una tuerca enroscada sobre este, usando un dispositivo tensor que funciona axialmente y que está accionado preferentemente de forma hidráulica y con una unidad de control de proceso provista de un módulo de documentación, en el que
1) la unión roscada se identifica mediante el escaneo de un identificador presente en la unión roscada, preferentemente un identificador de código de barras, y los datos determinados de esta manera se almacenan en el módulo de documentación;
2) por medio del dispositivo tensor, la unión roscada se expande longitudinalmente por una tracción axial en el extremo de rosca del perno roscado y la fuerza de apriete y/o la presión de apriete ejercidas durante ello se almacenan en el módulo de documentación;
3) después de la expansión longitudinal, la tuerca se gira usando una llave dinamométrica manual y el par manual ejercido durante ello realmente se almacena en el módulo de documentación.
Usando el procedimiento, se documentan de forma segura y se almacenan de forma reproducible diversos datos en los que se basa el respectivo caso de enroscado. Los datos pueden ser de naturaleza general y comprender, por ejemplo, la denominación del fabricante, la marca, el número de artículo, la clase, el tipo o los parámetros físicotécnicos de la unión roscada. Los datos pueden referirse al perno roscado o también a la tuerca.
Después del escaneo de la unión roscada, esta se identifica y el resultado de la identificación se almacena en el módulo de documentación. En el módulo de documentación, a la unión roscada identificada se pueden asignar adicionalmente una fecha, una hora, un número de proyecto u otros datos, y estos puede almacenarse adicionalmente.
Los datos se almacenan en un archivo común que se puede depositar, entre otras cosas, en un servidor externo, en una unidad de cómputo externa o en una nube de datos. Lo mismo es válido para la fuerza de apriete y/o la presión de apriete ejercidas así como para el par manual ejercido realmente, es decir, para todos los datos que se almacenan en el módulo de documentación. Todos los datos pueden depositarse en un único archivo o en varios archivos distintos. La documentación de los datos permite una comprobación de calidad y de estado, comprobable en cualquier momento posterior, de la unión roscada, especialmente un control de evolución a lo largo de un período más largo.
En una forma de realización ventajosa de la invención, después de la identificación de la unión roscada, al usuario se proponen por la unidad de control de proceso una fuerza de apriete y/o una presión de apriete almacenadas en una base de datos, antes de que el proceso de apriete sea iniciado por el usuario. Para ello, la unidad de control de proceso puede acceder a una base de datos electrónica. En la base de datos pueden almacenarse para la unión roscada identificada respectivamente valores y/o intervalos de valores óptimos o recomendables para fuerzas de apriete y/o presiones de apriete. Mediante el uso de los parámetros propuestos de esta manera se puede garantizar un apriete más seguro y/u optimizado de la unión roscada.
Un nivel de seguridad adicional se crea de tal forma que el usuario debe confirmar o iniciar manualmente el inicio del proceso de apriete según la propuesta automática de los parámetros de funcionamiento.
En cambio, si a causa de su propia experiencia, el usuario prefiere otra fuerza de apriete y/o presión de apriete, no confirma la propuesta de parámetros de la unidad de control de proceso. Entonces, puede introducir manualmente otro valor e iniciar el proceso de apriete, lo que entonces igualmente se documenta en el módulo de documentación.
El operario o usuario puede introducir manualmente todos los datos relevantes a través de una unidad de entrada, por ejemplo, a través de una pantalla táctil o un aparato de mando externo de la unidad de control de proceso. La pantalla táctil o el aparato de mando puede ser al mismo tiempo una unidad de visualización. De esta manera, el proceso de enroscado se puede seguir y controlar visualmente.
Según otra forma de realización de la invención, después de la identificación de la unión roscada son seleccionadas automáticamente por la unidad de control de proceso una fuerza de apriete y/o una presión de apriete almacenadas en la base de datos y una bomba del dispositivo tensor hidráulico de tornillos se ajusta automáticamente a esta presión. La bomba ajusta la presión en el dispositivo tensor accionado de forma hidráulica y está unido a este a través de conductos de suministro y de evacuación correspondientes. La bomba puede estar en conexión de señales con la unidad de control de proceso.
Resulta ventajoso si después de la identificación de la unión roscada por medio de la unidad de control de proceso, una fuerza de apriete y/o una presión de apriete almacenadas en la base de datos son seleccionadas automáticamente por la unidad de control de proceso y el proceso de apriete se inicia automáticamente usando los valores seleccionados.
Para la realización del procedimiento según la invención se usa entre otras cosas un dispositivo tensor. Este comprende una carcasa de cilindro realizada como cilindro hidráulico, un casquillo intercambiable que está dispuesto dentro de la carcasa de cilindro y que está provisto de una rosca interior en su extremo orientado hacia el perno roscado y que se puede enroscar sobre el perno roscado, y al menos un émbolo que puede moverse axialmente dentro de la carcasa de cilindro y unirse a un suministro hidráulico y por el que pasa centralmente el casquillo intercambiable y por medio del que puede ser arrastrado axialmente el casquillo intercambiable. La carcasa de cilindro o un componente unido a este puede apoyarse en una base, por ejemplo, un elemento de máquina como contrasoporte. Especialmente en caso de usar un dispositivo tensor hidráulico de este tipo resulta ventajoso el procedimiento según la invención. Es que durante la expansión del perno roscado por tracción en su sección final de rosca se producen enormes fuerzas. Una documentación de las fuerzas de apriete y/o de las presiones de apriete hidráulicas ejercidas en el marco de una documentación de seguridad o vigilancia de parámetros puede resultar especialmente ventajosa para la seguridad de funcionamiento.
En el caso de altas fuerzas de apriete y/o presiones de apriete existe especialmente el peligro de que salte o quede expulsado el perno roscado. También puede suceder que, en tal caso, el casquillo intercambiable se suelte de la rosca del perno quedando expulsado igualmente. Para evitar estos casos, puede resultar ventajosa una selección automática de fuerzas de apriete y/o presiones de apriete adecuadas y/o óptimas para la unión roscada identificada, ya sea con o sin requisitos de habilitación subsiguiente por el usuario.
Además, resulta ventajoso enroscar el casquillo intercambiable sobre el perno roscado con la llave dinamométrica manual que de todas formas se usa en el procedimiento según la invención. Por lo tanto, con el enroscado del casquillo intercambiable sobre el perno y el giro de la tuerca se realizan al mismo tiempo dos pasos esenciales del procedimiento según la invención con la ayuda de una sola herramienta. La llave dinamométrica manual puede ser una llave dinamométrica manual electrónica.
Resulta ventajoso escanear el identificador con un sensor, especialmente un escáner de códigos de barras. Se puede tratar de un sensor óptico. El sensor puede ser parte integrante del dispositivo tensor, de la llave dinamométrica manual o de un aparato separado. Los sensores ópticos generalmente son relativamente económicos, fáciles de montar y fáciles de mandar. Esto facilita la implementación de un sensor de este tipo en el dispositivo tensor o en la llave dinamométrica manual. El sensor o el escáner de códigos de barras pueden disponerse por ejemplo fuera en el dispositivo tensor o dentro del dispositivo tensor. Por fuera, la fijación puede realizarse en la carcasa de cilindro, y por dentro, en el casquillo intercambiable.
Si el sensor se encuentra en la llave dinamométrica manual, el sensor puede disponerse allí en cualquier posición. Lo importante, sin embargo, es que el sensor no se dañe por los elementos de acción mecánica de la llave dinamométrica manual, por ejemplo, el polígono. Una disposición del sensor en la llave dinamométrica manual puede ofrecer ventajas con vistas a la flexibilidad y la manejabilidad del escáner. Es que la llave dinamométrica manual es de menor peso y de geometría más estrecha que el dispositivo tensor.
El sensor puede disponerse de forma estacionaria o fijarse de forma separable. Una disposición separable ofrece la ventaja de poder mantener regularmente el sensor y recambiarlo en caso de daños. Cabe tener en cuenta posicionar o mantener el sensor cerca del código de barras durante el escaneo del código de barras, en concreto, de tal forma que el código de barras se encuentre dentro de la zona de irradiación, la zona de exposición o la zona de detección del sensor óptico. El escaneo se realiza generalmente sin contacto, es decir que el sensor se puede encontrar a una distancia del código de barras.
Además, el sensor puede ser una parte integrante directa de una unidad de cómputo que comprende la unidad de control de proceso. En este caso, puede resultar ventajoso que el sensor sea una cámara.
La unidad de cómputo preferentemente es un ordenador móvil, resultando adecuados para ello especialmente un ordenador de tipo tableta, teléfonos inteligentes u otros módulos de cómputo. Lo importante es que la unidad de cómputo dispone tanto de una unidad de visualización como de una unidad de entrada. La unidad de visualización y la unidad de entrada pueden estar realizadas juntas en una pantalla táctil. Además, la unidad de entrada puede estar realizada en forma de un teclado o de teclas. También el uso de ordenadores estacionarios como unidad de cómputo es posible. En cualquier caso, el sensor está en conexión de señales con la unidad de control de proceso.
El dispositivo tensor y/o la llave dinamométrica manual y/o el aparato separado pueden estar provistos según la invención con una unidad de emisión y de recepción que está en conexión de señales con la unidad de control de proceso, por lo que se realiza un intercambio de datos con la unidad de control de proceso. Entonces, los respectivos datos en los que se basa el proceso de escaneo, de apriete y de giro puede transmitirse a la unidad de control de proceso y, partiendo de esta, pueden enviarse datos correspondientes a la respectiva unidad de emisión y de recepción del dispositivo tensor o de la llave dinamométrica manual.
También la unidad de control de proceso presenta una unidad de emisión y de recepción. La unidad de emisión y de recepción puede ser por ejemplo una pletina eléctrica con un módulo de emisión y de recepción. Las unidades de emisión y recepción pueden estar en conexión de señales entre sí de forma inalámbrica o alámbrica. Resultan adecuadas por ejemplo las conexiones WLAN, por radio o UMTS. Prácticamente cualquier forma de transmisión de señales inalámbrica moderna puede resultar adecuada para ello. También puede bastar con vías de conexión electrónicas a través de placas de circuitos impresos o pletinas, mientras las vías de conexión acoplen los distintos componentes entre sí.
Resulta ventajoso si la unidad de control de proceso así como el sensor se controlan con un programa de aplicación común. Este puede estar instalado por ejemplo en la unidad de cómputo. La unidad de cómputo y el suministro hidráulico externo, incluida la bomba, pueden estar dispuestos por ejemplo sobre un carro rodante.
Según otra forma de realización de la invención, la fuerza de apriete o la presión de apriete ejercidas pueden ser medidas por un sensor de presión y/o un sensor de fuerza. Para ello, también se pueden usar varios sensores de presión y/o de fuerza. Los sensores de presión y/o de fuerza pueden ser parte integrante directa del suministro hidráulico.
También se pueden usar adicionalmente sensores para la medición del alargamiento de tornillo en el procedimiento según la invención. También está previsto un sensor correspondiente para la medición del par ejercido realmente en la llave dinamométrica manual.
En otra forma de realización del procedimiento se propone que el giro de la tuerca se realiza por medio de un engranaje dispuesto en el dispositivo tensor, estando provisto este engranaje de un sensor de ángulo de giro. Este sensor detecta un ángulo de giro que se recorre durante el giro. Este ángulo de giro puede ser el ángulo de giro de la tuerca misma, u otro ángulo de giro característico que es recorrido por ejemplo por uno de los elementos del engranaje de giro. El valor de ángulo detectado de esta manera igualmente se almacena, para lo que el sensor de ángulo de giro está en conexión de señales con la unidad de control de proceso, de tal forma que en la unidad de control de proceso, el valor de ángulo de giro detectado está disponible para su procesamiento y evaluación.
En esta evaluación, a partir del valor de ángulo de giro recorrido, en relación con el paso de rosca conocido del perno roscado, se hace una indicación acerca de la expansión remanente y por tanto el alargamiento del perno roscado. Este valor de alargamiento se documenta en el módulo de documentación.
Una vez que se ha recorrido el ángulo de giro predefinido, conforme al alargamiento del perno roscado, y a continuación, se hace girar la tuerca con el par predefinido hasta el tope, queda garantizado que el perno roscado se ha apretado con la fuerza correspondiente.
Es imprescindible que el módulo de documentación comprenda una memoria y/o una base de datos. En una memoria de este tipo y/o una base de datos de este tipo se pueden almacenar los datos de la identificación y del proceso de apriete y de giro, especialmente la fuerza de apriete y/o la presión de apriete ejercidas, así como el par manual ejercido realmente.
Según otra forma de realización preferible de la invención, al usuario se indica una señal óptica en cuanto ha terminado el proceso de apriete y de giro.
Más detalles y ventajas del procedimiento según la invención resultan de la siguiente descripción de un ejemplo de realización representado en las figuras. Muestran:
la figura 1 una representación de un perno roscado con tuerca, que tensa dos piezas de máquina;
la figura 2 en una vista en perspectiva, un dispositivo tensor de perno roscado que funciona de forma hidráulica, aplicado en alineación con el perno roscado y apoyado sobre la pieza de máquina superior. Está representada además una llave dinamométrica manual para enroscar un casquillo intercambiable sobre el perno roscado;
la figura 3 el mismo dispositivo tensor de perno roscado que en la figura 2, durante el proceso de tensado;
la figura 4 el mismo dispositivo tensor de perno roscado que en las figuras 2 y 3, durante el reapriete de la tuerca con la llave dinamométrica manual.
El procedimiento según la invención para el apriete o reapriete axial documentado de una unión roscada 1 altamente cargada está representado en las figuras 1 a 4.
Como se muestra en la figura 1, este tipo de uniones roscadas 1 se componen de un perno roscado 2 largo y una tuerca 3 enroscada sobre este. La unión roscada 1 tensa aquí dos piezas de máquina 5, 6 entre sí. Además del perno roscado 2 y de la tuerca 4 también puede ser parte integrante de la unión roscada 1 componentes adicionales, por ejemplo, una tuerca adicional en el lado, opuesto a la tuerca 3, de la pieza de máquina 6 adicional que ha de ser tensada. También las arandelas son frecuentemente parte integrante de este tipo de uniones roscadas 1. En la unión roscada 1, es decir, en el perno roscado 2 o la tuerca 3, para el procedimiento según la invención debe estar dispuesto un identificador 7. En la figura 1, esto se muestra a modo de ejemplo con la ayuda de un código de barras 7 dispuesto en el lado frontal 8 del perno roscado 2 o del extremo de perno roscado. Sin embargo, el identificador 7 también puede estar dispuesto en otros puntos del perno roscado y/o de la tuerca.
El código de barras 7 en primer lugar se escanea con un sensor adecuado. El sensor o escáner puede estar dispuesto por ejemplo en una llave dinamométrica manual 10 (figura 2) que como se describe a continuación se usa de todas formas en el marco del procedimiento según la invención. El sensor o el escáner también puede ser parte de una unidad de cómputo móvil, por ejemplo, de un ordenador tipo tableta, de un teléfono inteligente o de una unidad de cómputo móvil similar. Por ejemplo, el sensor puede ser una cámara. También un módulo de escaneo separado que se usa exclusivamente para escanear el identificador 7 se puede emplear en el marco del procedimiento según la invención. Entonces, es posible detectar el código de barras con el sensor antes del apriete o reapriete en sí e identificar la unión roscada 1.
También una disposición el sensor o escáner dentro del o en el dispositivo tensor 11 mismo es posible. Entonces, el dispositivo tensor 11 se coloca sobre el perno 2 que ha de ser tensado y el código de barras se escanea inmediatamente antes del tensado.
La información obtenida por el escaneo es la base para la identificación de la unión roscada 1, por ejemplo, del tipo exacto de unión roscada. Entonces, en el siguiente paso, la unión roscada 1 se expande longitudinalmente por una tracción exclusivamente axial en el extremo de rosca 15 del perno roscado 2.
Para este proceso de expansión, al operario o usuario se pueden proponer por medio de una unidad de control de proceso identificado respectivamente parámetros de procedimiento para el apriete o el giro para el tipo de unión roscada 1, por ejemplo, mediante la llamada de hojas de datos con valores correspondientes, depositadas en una base de datos. El usuario puede entonces confirmar o rechazar los parámetros que le han sido propuestos de esta manera. El procedimiento según la invención también puede realizarse sin propuesta de parámetros de este tipo.
También es posible un procedimiento automatizado con un ajuste de presión automático de la bomba del suministro hidráulico y con un inicio automático subsiguiente del proceso de apriete.
La unión roscada 1 altamente cargada, representada en la figura 1, ser aprieta o reaprieta por un dispositivo tensor 11 que funciona de forma puramente axial y que está accionado de forma hidráulica. El dispositivo tensor 11 y la secuencia del apriete o reapriete están representados en las figuras 2 a 4. Por una tracción axial en el extremo de rosca del perno roscado 2, que sobresale de la tuerca, la unión roscada 1 se expande longitudinalmente. La fuerza de apriete Fa ejercida durante ello y/o la presión de apriete Pa ejercida por medio del sistema hidráulico se almacenan automáticamente en el módulo de documentación, a saber, independientemente de si se trata de una fuerza de apriete ajustada por el usuario según sus valores empíricos o de una fuerza de apriete Fs propuesta por el sistema y extraído de los valores en la base de datos y/o de una presión de apriete Ps almacenada.
Mientras con el dispositivo tensor 11 se ejerce durante cierto tiempo una fuerza de pretensado Fvm predefinida sobre el perno roscado 2 en el sentido longitudinal del perno, se puede apretar o reapretar la tuerca 3, enroscada sobre el perno roscado 2, de la unión roscada 1. Esto se realiza por medio de una llave dinamométrica manual 10. El par manual Mh ejercido durante ello realmente hasta la activación igualmente se almacena en el módulo de documentación.
El dispositivo tensor 1 representado en las figuras 2 a 4 en vistas en sección en perspectiva se describe en detalle a continuación con referencia al procedimiento según la invención. Cabe tener en cuenta que, debido a la representación den sección, el dispositivo tensor 11 está representado en parte de forma abierta en las figuras.
Un casquillo intercambiable 12 dispuesto centralmente en el dispositivo tensor 11 está provisto de una rosca interior 13 en su extremo inferior. Con esta rosca interior 13, el casquillo intercambiable 12 se enrosca, antes del inicio del proceso de tensado, sobre la sección final de rosca 15 del perno roscado 2, que sobresale más allá de la tuerca 3. Este enroscado se realiza preferentemente con la llave dinamométrica manual 10. Para el proceso de tensado en sí, el casquillo intercambiable 12 enroscado de esta manera sobre el perno roscado 2 se somete de forma hidráulica a una tracción axial, por lo que el perno roscado 2 se expande en el sentido longitudinal en la longitud AL. Ahora, actúa la fuerza Fvm sobre el perno roscado 2.
A causa de la expansión longitudinal transitoria del perno 2, queda libre el lado inferior de la tuerca 3, de manera que la tuerca 3 puede hacerse girar inicialmente con poca resistencia al giro y después con una creciente al giro, y reapretarse de esta manera. Para ello, resulta útil un equipo de giro 17 dispuesto alrededor de la tuerca. Este puede ser parte integrante del dispositivo tensor 11. En el dispositivo de giro 17 se aplica la llave dinamométrica manual 10.
El mecanismo tensor hidráulico está encerrado por una carcasa de cilindro 18 resistente a la presión. La continuación rígida de la carcasa de cilindro 18 hacia abajo la forma un tubo de apoyo 19 que envuelve la tuerca 3. El tubo de apoyo 19 puede estar realizado en una sola pieza con la carcasa de cilindro 18 o, alternativamente, puede ser un componente separado con respecto a la carcasa de cilindro 18, por ejemplo un componente que se puede aplicar en esta. El tubo de apoyo 19 está abierto en su lado inferior y se apoya sobre una base sólida, por ejemplo, una pieza de máquina 5 que durante el proceso de tensado sirve de contrasoporte. En el procedimiento descrito aquí, el contrasoporte es aquella pieza de máquina 5, sobre la que se apoya también la tuerca 3 con su lado inferior.
Para girar la tuerca 3 puede existir un engranaje 17 que funciona a través de una abertura en el tubo de apoyo 19. Este engranaje forma el equipo de giro 17. El par necesario para el giro se aplica mediante un movimiento de vaivén de la llave dinamométrica manual 10 que se puede aplicar en el engranaje 17, hasta que se haya alcanzado el par ajustado y se active la llave dinamométrica manual 10. La tuerca 3 evidentemente solo se puede hacer girar mientras todavía trabaje el dispositivo tensor 11.
Lateralmente en la carcasa de cilindro 18 se encuentra una conexión hidráulica 20, a través de la que el espacio de trabajo 21 hidráulico del dispositivo tensor 11 está unido de forma controlada por válvula a un suministro hidráulico externo. El suministro hidráulico externo, incluida la bomba, puede estar dispuesto por ejemplo sobre un carro rodante. En el cilindro hidráulico está dispuesto de forma móvil en sentido longitudinal un émbolo de forma estanqueizada hacia la pared interior del cilindro. Mediante la alimentación de presión hidráulica al espacio de trabajo 21 hidráulico del cilindro se levanta el émbolo 25. Esto se puede realizar por ejemplo contra la fuerza de un resorte fuerte que carga el émbolo 25 desde arriba y que sirve de resorte recuperador del émbolo y que carga el émbolo 26 directamente con una fuera que aspira a mantener el émbolo 25 en su posición base, en la que el espacio de trabajo 21 hidráulico tiene su valor mínimo. Esto no está representado en las figuras y es parte integrante opcional del dispositivo tensor 10.
El émbolo 25 envuelve de forma anular el casquillo intercambiable 12. En su borde interior está provisto de un escalón 27 circunferencial que, opuesto a la base, forma la superficie de arrastre en la que se apoya el casquillo intercambiable 12 a través de una sección 28 ampliada radialmente, fijada a este. De esta manera, el casquillo intercambiable 12 puede ser arrastrado axialmente por el émbolo 25.
El casquillo intercambiable 12 está provisto, en su extremo situado en el lado del perno, de una rosca interior 13 para enroscar sobre el perno roscado 2. En su extremo superior, el casquillo intercambiable 13 está provisto de una nuez 30 en la que se puede aplicar un polígono de la llave dinamométrica manual 10 para girar el casquillo intercambiable 12 con respecto a la carcasa de cilindro 18 y al mismo tiempo enroscar el casquillo intercambiable 12 sobre el perno roscado 2.
Bajo la presión hidráulica en el espacio de trabajo 21, el émbolo se levanta arrastrando axialmente el casquillo intercambiable 12 apoyado en la superficie de arrastre 27. Se produce la expansión del perno roscado 2 y la formación de un intersticio AL entre el lado inferior de la tuerca 3 y el elemento de máquina 5. La presión hidráulica puede ajustarse en el interior del aparato a causa del escaneo y por tanto la identificación del tipo de unión roscada 1 y los valores de fuerza predefinidas de esta manera, o según el libre albedrío del operario.
La expansión del perno roscado puede detectarse a través de sensores adecuados, procesarse y, dado el caso, almacenarse igualmente como valor de proceso. Entonces, estando expandido el perno roscado, la tuerca 3 se hace girar con la llave dinamométrica manual 10 hasta alcanzar el valor de activación de par M, para lo que sirve el dispositivo de giro 17.
El giro de la tuerca 3 se realiza por medio del engranaje 17 dispuesto en el dispositivo tensor 11. Al menos uno de los elementos giratorios del engranaje está provisto de un sensor de ángulo de giro. Este detecta un ángulo de giro que se recorre durante el giro.
El ángulo de giro detectado puede ser el ángulo de giro de la tuerca 3 misma u otro ángulo de giro característico realizado por uno de los elementos del engranaje. El ángulo de giro detectado de esta manera igualmente se almacena, para lo que el sensor de ángulo de giro está en conexión de señales con la unidad de control de proceso, de manera que en la unidad de control de proceso, el valor de ángulo de giro detectado está disponible para su procesamiento y evaluación.
En esta evaluación, a partir del valor de ángulo de giro recorrido, en relación con el paso de rosca conocido del perno roscado 2 y de la tuerca 3, se hace una indicación acerca de la expansión remanente y por tanto el alargamiento del perno roscado 2. Este valor de alargamiento se documenta en el módulo de documentación.
Una vez que se ha recorrido el ángulo de giro predefinido, conforme al alargamiento del perno roscado 2, y a continuación, se hace girar la tuerca 3 con el par predefinido hasta el tope, queda garantizado que el perno roscado 2 se ha apretado con la fuerza correspondiente.
También el par de apriete M ejercido por la llave dinamométrica manual 10, que realmente actúa sobre la tuerca 3, es detectado por un sensor adecuado, por ejemplo, por un sensor de par. También este valor se transmite a la unidad de control de proceso y se almacena en el módulo de documentación.
La transmisión de los datos y valores de medición detectados durante el giro de la tuerca 3 puede realizarse por ejemplo a través de una unidad de emisión y de recepción dispuesta en la llave dinamométrica manual 10 o una unidad de emisión y de recepción dispuesta en el dispositivo de giro 17. Estos entonces están en conexión de señales con la unidad de control de proceso. En el módulo de documentación de la unidad de control de proceso, el par Mh ejercido realmente se almacena junto con la fuerza de apriete Fa axial ejercida o la fuerza de apriete Pa hidráulica.
Con una memoria correspondientemente grande, un número y una variedad discrecionales de variables de proceso pueden depositarse en el módulo de documentación y/o procesarse. Por ejemplo, los parámetros pueden almacenarse en tablas de datos o archivos de parámetros, por ejemplo, en formato de tabla. Entonces, estos datos pueden exportarse o imprimirse en caso de necesidad, por ejemplo, para fines de prueba.
Lista de' signos de referencia
1 Unión roscada
2 Perno roscado
3 Tuerca
5 Pieza de máquina
6 Pieza de máquina
7 Identificador, código de barras
8 Lado frontal
10 Llave dinamométrica manual
11 Dispositivo tensor
12 Casquillo intercambiable
13 Rosca interior
15 Sección roscada
17 Equipo de giro, engranaje
18 Carcasa de cilindro
19 Tubo de apoyo
20 Conexión hidráulica
21 Espacio de trabajo
25 Émbolo
27 Escalón
28 Sección ensanchada radialmente
30 Nuez
m Par manual
AL Longitud, hendidura
P Presión
fvm Fuerza

Claims (17)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para el apriete o el reapriete documentados de una unión roscada (1) altamente cargada, formada por un perno roscado (2) y una tuerca (3) enroscada sobre este, usando un dispositivo tensor (11) que funciona axialmente y que está accionado preferentemente de forma hidráulica y con una unidad de control de proceso provista de un módulo de documentación, en el que
1) se identifica la unión roscada (1) mediante el escaneo de un identificador (7) presente en la unión roscada (1), preferentemente un identificador de código de barras, y los datos determinados de esta manera se almacenan en el módulo de documentación;
2) por medio del dispositivo tensor (11), se expande longitudinalmente la unión roscada (1) mediante una tracción axial en el extremo de rosca (15) del perno roscado (2) y la fuerza de apriete (Fa ) y/o la presión de apriete (Pa) ejercidas se almacenan en el módulo de documentación;
3) después de la expansión longitudinal, se gira la tuerca (3) usando una llave dinamométrica manual (10), caracterizado por que el par manual (M) ejercido realmente se almacena en el módulo de documentación.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que, después de la identificación de la unión roscada (1), la unidad de control de proceso propone al usuario una fuerza de apriete (Fs) y/o una presión de apriete (Ps) almacenadas en una base de datos, antes de que el proceso de apriete sea iniciado por el usuario.
3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que, después de la identificación de la unión roscada (1) son seleccionadas automáticamente por la unidad de control de proceso una fuerza de apriete (Fs) y/o una presión de apriete (Ps) almacenadas en la base de datos, y se ajusta automáticamente una bomba a esta presión.
4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que, después de la identificación de la unión roscada (1) por medio de la unidad de control de proceso, la unidad de control de proceso selecciona automáticamente una fuerza de apriete (Fs) y/o una presión de apriete (Ps) almacenadas en la base de datos y se inicia automáticamente el proceso de apriete usando los valores seleccionados.
5. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que se usa un dispositivo tensor (11) que comprende una carcasa de cilindro (18), un casquillo intercambiable (12) que está dispuesto dentro de la carcasa de cilindro (18) y que está provisto de una rosca interior (13) en su extremo orientado hacia el perno roscado (2) y que se puede enroscar sobre el perno roscado (2), y al menos un émbolo (25) que puede moverse axialmente dentro de la carcasa de cilindro (18) y someterse a la presión hidráulica y por el que pasa de manera central el casquillo intercambiable (12) y por medio del cual puede ser arrastrado axialmente el casquillo intercambiable (12).
6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que se escanea el identificador (7) con un sensor, especialmente un escáner de códigos de barras.
7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que el sensor es parte integrante del dispositivo tensor (11), de la llave dinamométrica manual (10) o de un aparato independiente.
8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que el sensor es parte integrante de una unidad de cómputo que comprende la unidad de control de proceso, siendo el sensor una cámara.
9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado por que la unidad de cómputo es un ordenador móvil, especialmente un ordenador de tipo tableta o un teléfono inteligente.
10. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado por que la unidad de control de proceso así como el sensor se controlan con un programa de aplicación común.
11. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado por que el sensor está en conexión de señales con la unidad de control de proceso.
12. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la llave dinamométrica manual (10) y/o el dispositivo tensor (11) están provistos de una unidad de emisión y de recepción que está en conexión de señales con la unidad de control de proceso, por lo que se produce un intercambio de datos con la unidad de control de proceso.
13. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la conexión de señales entre la llave dinamométrica manual (10) o el dispositivo tensor (11) y la unidad de control de proceso puede realizarse mediante cable o de manera inalámbrica.
14. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el giro de la tuerca (3) se realiza por medio de un engranaje (17) que está dispuesto en el dispositivo tensor (11) y que está provisto de un sensor de ángulo de giro y por que un ángulo de giro detectado por el sensor de ángulo de giro durante el giro igualmente se almacena en el módulo de documentación.
15. Procedimiento según la reivindicación 14, caracterizado por que el sensor de ángulo de giro está en conexión de señales con la unidad de control de proceso.
16. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el módulo de documentación comprende una memoria y/o una base de datos.
17. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que al usuario se le muestra una señal óptica en cuanto que ha terminado el proceso de apriete y de giro.
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