ES2963603T3 - Llave dinamométrica y método de apriete controlado de acoplamientos roscados mediante llave dinamométrica - Google Patents

Llave dinamométrica y método de apriete controlado de acoplamientos roscados mediante llave dinamométrica Download PDF

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Abstract

Una llave dinamométrica para el apriete controlado de acoplamientos roscados, que comprende un cuerpo sustancialmente tubular (2; 20), una empuñadura (3; 30) situada en un primer extremo (4; 40) de dicho cuerpo tubular (2; 20), un dispositivo de apriete. cabeza (5; 50) colocada en un segundo extremo (6; 60) de dicho cuerpo tubular (2; 20), un mecanismo de ajuste del par de apriete colocado dentro de dicho cuerpo tubular (2; 20), un dispositivo indicador (10) para indicar cuando se ha alcanzado el par de apriete establecido, un dispositivo de reconocimiento (11; 110) para reconocer un elemento a apretar y/o elementos que están colocados en el elemento a apretar, estando conectado dicho dispositivo de reconocimiento (11; 110) a dicho cuerpo tubular (2; 20), preferiblemente en dicho segundo extremo (6; 60), y una unidad de control (12; 120) conectada a dicho dispositivo de reconocimiento (11; 110) y diseñada para asociarse con el elemento reconocido por dicho dispositivo de reconocimiento. (11; 110) se establecerá un valor de diseño del par de apriete. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Llave dinamométrica y método de apriete controlado de acoplamientos roscados mediante llave dinamométrica
Campo técnico
La presente invención se refiere a una llave dinamométrica y a un método para apretar de forma controlada acoplamientos roscados mediante una llave dinamométrica.
La llave dinamométrica es una llave utilizada para apretar de forma controlada tornillos, tuercas y pernos hasta el valor de par correcto mediante un mecanismo capaz de indicar cuándo se ha alcanzado el valor de par establecido.
La llave dinamométrica se utiliza cuando el apriete es importante para evitar dañar la rosca o para garantizar una carga homogénea en una pieza mecánica fijada a su asiento por múltiples tornillos o pernos.
Antecedentes de la técnica
Existen varios tipos de llaves dinamométricas, siendo una de las más extendidas y precisas la de tipo clic, en la que el valor de apriete se fija girando la empuñadura o una varilla de control extraíble y se lee en el cuerpo de la llave o en un pequeño indicador de cuadrante. Con el casquillo montado en la conexión cuadrada, la llave se utiliza como herramienta normal para casquillos. Un clic indica cuando se ha alcanzado el par de apriete establecido.
El mecanismo de control está contenido en la empuñadura de la llave y es básicamente un resorte estable cuya precarga por parte del mango o varilla de control determina el valor de apriete. Se evita que la conexión cuadrada donde se acopla el casquillo gire mediante un diente mantenido en posición por una bola que presiona la cabeza del resorte. Cuando se alcanza el valor de apriete ajustado, el resorte opuesto cede y la bola desciende, el diente desengancha la conexión cuadrada, que se suelta con un sonido de clic audible.
Otro tipo de llave dinamométrica más reciente es la electrónica, en la que la medición se realiza mediante una galga extensiométrica conectada a la varilla de torsión. El transductor de galga extensométrica genera una señal que se convierte a la unidad de par requerida y se muestra en una pantalla digital. En la llave dinamométrica se pueden guardar varios valores límite de par de apriete diferentes que se muestran en la pantalla o mediante LED durante el apriete. La llave también puede almacenar los valores de par reales alcanzados durante la operación, que luego pueden transferirse a un ordenador o impresora. En algunas llaves electrónicas también es posible medir el ángulo de apriete mediante un sensor o un giroscopio.
Al apretar con una llave dinamométrica, el operador debe identificar el elemento (tornillo, tuerca, perno, etc.) a apretar, encontrar el valor del par de apriete correspondiente a ese elemento en particular, por ejemplo consultando manuales o bases de datos, establecer el valor requerido en la llave dinamométrica y apretar el elemento hasta alcanzar el valor ajustado.
Establecer el valor correcto es fundamental y actualmente no es fácil de hacer, sobre todo si la operación de apriete debe realizarse rápidamente. De hecho, siempre es necesario consultar un manual o una base de datos que contenga el valor de apriete correspondiente al elemento a apretar y luego actuar sobre la llave para fijar ese valor. En las llaves electrónicas, el valor se suele configurar mediante botones situados junto a la pantalla. En las llaves de tipo clic, el operador debe actuar sobre la empuñadura o la varilla de control y asegurarse de que el valor haya sido configurado correctamente. Por lo tanto, esta operación no está libre de errores, ya que es posible tanto asociar un valor de par incorrecto al elemento a apretar, como introducir un dato incorrecto en la llave dinamométrica, presionando los botones o ajustando incorrectamente la empuñadura.
Divulgación de la invención
El objetivo de la presente invención es realizar un apriete controlado mediante una llave dinamométrica en la que la fijación del valor del par correspondiente al elemento a apretar sea libre de errores, fácil y fiable.
Según la presente invención, se suministra una llave dinamométrica que tiene las características definidas en la reivindicación 1.
El hecho de que la llave dinamométrica reconozca el elemento a apretar y asocie al elemento el valor de diseño del par de apriete, es decir, el valor de par asignado a ese elemento en particular en la etapa de diseño significa que el valor de diseño se encuentra rápidamente y sin que el operador tenga que consultar manuales o bases de datos. Además, el valor de diseño es siempre el valor correcto, ya que está asociado de forma única al elemento que reconoce la llave.
La unidad de control está interpuesta operativamente entre el dispositivo de reconocimiento y el mecanismo de ajuste del par de apriete, para operar el mecanismo de ajuste del par de apriete y establecer automáticamente el valor de diseño del par de apriete correspondiente al elemento reconocido. En una llave dinamométrica de tipo clic en la que el mecanismo de ajuste del par de apriete se activa girando la empuñadura o una tuerca anular de ajuste situada en el primer extremo, la llave comprende un motor eléctrico interpuesto entre la unidad de control y la empuñadura o la tuerca anular de ajuste, para girar la empuñadura o la tuerca anular de ajuste en función del valor de diseño del par de apriete que reconozca la unidad de control asociada al elemento. Mediante el ajuste automático del valor del par de apriete en la llave, sin intervención del operador, se evitan errores al introducir el valor mediante botones o al girar manualmente la empuñadura.
Ventajosamente, la unidad de control comprende una interfaz de introducción de datos y/o un sistema de conexión Wi-Fi o de conexión mediante dispositivos de memoria portátiles. De esta forma, es posible introducir o adquirir desde una unidad remota los datos relativos a los valores de diseño de cada elemento a apretar y guardarlos en la llave. Preferentemente, el dispositivo de reconocimiento comprende un lector de códigos de barras o un lector de códigos QR o un lector de etiquetas RFID o una cámara de video, que puede permitir la detección de un código en el elemento y/o de elementos adyacentes al que se va a apretar, y se puede conectar fácilmente a la unidad de control.
La invención también se refiere a un método para el apriete controlado de acoplamientos roscados mediante una llave dinamométrica que comprende las etapas definidas en la reivindicación 4.
Ventajosamente, la etapa de asociar el valor de diseño del par de apriete correspondiente al elemento a apretar comprende leer el valor de diseño del par de apriete asignado al elemento en una base de datos guardada en una unidad de control de dicha llave dinamométrica y/o en una unidad remota. Preferentemente, la lectura en una base de datos guardada en una unidad remota se produce mediante Wi-Fi o mediante dispositivos de memoria portátiles que se pueden conectar a dicha llave dinamométrica. De esta forma, siempre es posible disponer de datos actualizados y completos, que también pueden descargarse online. Si se modifica el valor de apriete a aplicar a un elemento predeterminado, será posible asociar el último valor introducido en la base de datos, evitando así utilizar valores no actualizados.
Ventajosamente, el método comprende las etapas de detectar el valor del par de apriete real correspondiente a un elemento predeterminado después de haber sido apretado; asociar el valor del par de apriete real al elemento apretado; y guardar el valor de par de apriete real asociado con el elemento apretado. Esto permite guardar los valores de apriete particulares correspondientes a elementos específicos y comprobar fácilmente qué elementos ya se han apretado, que todavía no se han apretado y si se ha apretado con el valor de par correcto. Preferentemente, los datos relativos al valor del par de apriete guardados y asociados con el elemento apretado se transfieren desde la llave dinamométrica a una base de datos remota, por ejemplo para su uso en programas de visualización para comprobar los elementos apretados.
En una realización ventajosa, el método comprende reconocer el elemento a apretar y su posición sobre un componente o con respecto a otros elementos a apretar. En particular, el método comprende consultar una base de datos para buscar elementos a apretar que puedan estar situados en esa posición para obtener una lista de posibles elementos a apretar, comparar la lista y el elemento a apretar reconocido, y asociar con el elemento reconocido el valor de diseño del par de apriete correspondiente a fijar en la llave dinamométrica si el elemento a apretar reconocido corresponde a un elemento de la lista.
Esto permite establecer siempre el valor de par correcto si se va a apretar el mismo elemento a diferentes valores de par dependiendo del componente en el que se utiliza.
Breve descripción de los dibujos
Otras ventajas y características de la presente invención es más evidentes en la descripción detallada que sigue, con referencia a los dibujos adjuntos, que ilustran un ejemplo de la misma sin limitar el alcance de la invención, en los que:
- La Figura 1 ilustra una llave dinamométrica;
- La figura 2 ilustra una realización de la llave dinamométrica según la invención.
Descripción detallada de la realización preferida de la invención
En la Figura 1, el número 1 indica una llave dinamométrica para el apriete controlado de acoplamientos roscados (tornillos, tuercas, pernos y similares).
La llave dinamométrica 1 es del tipo electrónico y comprende un cuerpo sustancialmente tubular 2 que tiene una empuñadura 3 en un primer extremo 4 y un cabezal de apriete 5 en un segundo extremo 6. En la porción central 7 del cuerpo tubular 2 hay una pantalla 8 y una interfaz 9 provista de botones de introducción de datos.
Dentro del cuerpo tubular 2 hay un mecanismo de ajuste del par de apriete, del tipo conocido y por tanto no ilustrado. También hay un dispositivo indicador 10 para indicar cuándo se ha alcanzado el par de apriete establecido, que comprende por ejemplo un indicador LED, o mediante una señal acústica o una vibración del cuerpo de la llave.
Según la presente invención, la llave dinamométrica 1 comprende un dispositivo de reconocimiento 11 para reconocer un elemento a apretar y/o elementos que están colocados en el elemento a apretar. El dispositivo de reconocimiento 11, por ejemplo un lector de códigos de barras, o un lector de códigos QR o un lector de etiquetas RFID o una cámara de vídeo, está conectado al cuerpo tubular 2. Preferentemente, el dispositivo de reconocimiento 11 está colocado en el segundo extremo 6 del cuerpo tubular 2, de manera que, en uso, quede situado cerca del elemento a apretar.
La llave dinamométrica según la invención comprende también una unidad de control 12 conectada al dispositivo de reconocimiento 11 (la conexión no se muestra en la figura). La unidad de control 12 es adecuada para asociar al elemento reconocido por el dispositivo de reconocimiento 11 un valor de diseño del par de apriete a ajustar en la llave. La unidad de control 12 está interpuesta operativamente entre el dispositivo de reconocimiento 11 y el mecanismo de ajuste del par de apriete, para operar el mecanismo de ajuste del par de apriete para establecer automáticamente el valor del par de apriete correspondiente al elemento reconocido. En la llave dinamométrica de la Figura 1, la unidad de control 12 está situada dentro del cuerpo tubular 2 y también está conectada a la pantalla 8, a la interfaz de introducción de datos 9 y al dispositivo indicador 10.
El método de apriete controlado según la presente invención comprende mover la llave dinamométrica 1 cerca de un elemento a apretar y reconocer el elemento a apretar y/o los elementos colocados en el elemento a apretar por medio del dispositivo de reconocimiento 11.
De hecho, según el uso, es posible reconocer el elemento a apretar en función de los códigos presentes en el propio elemento o en función de la posición del elemento con respecto a otros elementos que constituyen la pieza a montar. El dispositivo de reconocimiento 11 envía los datos sobre el elemento a apretar a la unidad de control 12 en la que están presentes o a la que es posible transmitir los valores de diseño del par de apriete asignados a un elemento específico. Los valores de diseño del par de apriete asociados unívocamente a elementos predeterminados se pueden introducir en la unidad de control mediante dispositivos electrónicos portátiles como una unidad flash USB o descargarse desde un ordenador o desde Internet, preferentemente mediante una conexión Wi-Fi.
La unidad de control 12 asocia con el elemento reconocido el valor de diseño del par de apriete correspondiente que debe establecerse en la llave dinamométrica. Preferentemente, los valores de diseño asignados a cada elemento se leen en una base de datos guardada en la unidad de control 12 o en una unidad remota. Si se guardan en una unidad remota, la lectura podrá realizarse mediante Wi-Fi o mediante dispositivos de memoria portátiles que se puedan conectar a la llave dinamométrica, como por ejemplo una memoria USB.
El valor de diseño asociado al elemento reconocido se establece automáticamente en la llave dinamométrica, mediante la conexión entre la unidad de control 12 y el mecanismo de ajuste del par de apriete. Luego se aprieta el elemento hasta alcanzar el par de apriete ajustado en la llave dinamométrica.
Ventajosamente, el método de apriete controlado de acoplamientos roscados comprende detectar el valor del par de apriete real correspondiente a un elemento predeterminado, asociar el valor real al elemento apretado y guardar el valor de apriete real asociado al elemento apretado. Por lo tanto, en comparación con las llaves de la técnica anterior, se hace uso no sólo de una lista de valores de apriete, sino de los valores de apriete particulares correspondientes a elementos específicos. Por lo tanto, guardar estos datos permite comprobar fácilmente qué elementos ya se han apretado, que todavía no se han apretado y si se ha apretado con el valor de par correcto. Los datos guardados se pueden introducir en un programa de visualización, por ejemplo una aplicación en una tableta, que muestra con diferentes colores qué elementos ya se han apretado con el par correcto, cuáles no se han apretado y qué elementos se han apretado con el par incorrecto.
En una realización ventajosa, el método comprende tanto reconocer el elemento a apretar como reconocer elementos colocados en el elemento a apretar.
Los elementos colocados en el elemento a apretar pueden ser un componente sobre el cual se ubica el elemento a apretar y/u otros elementos a apretar. De esta forma se identifica la posición del elemento a apretar. De hecho, pueden darse situaciones en las que un mismo elemento deba apretarse con diferentes valores de par según el componente en el que se utilice. Por ejemplo, un tornillo de un tipo particular utilizado en una suspensión delantera tendrá que apretarse a un valor de par menor que el del mismo tornillo ubicado en una suspensión trasera.
En la realización ventajosa en la que se reconoce el elemento a apretar y su posición sobre un componente o con respecto a otros elementos a apretar, el método comprende una etapa de consulta de una base de datos para buscar qué elementos a apretar pueden estar ubicados en esa posición. La base de datos puede guardarse en la unidad de control 12 o en una unidad remota. La unidad de control 12 proporciona entonces una lista de posibles elementos a apretar. La unidad de control 12 compara entonces la lista con el elemento realmente reconocido. Si el elemento realmente reconocido corresponde a un elemento de la lista, entonces la unidad de control 12 asocia a ese elemento el valor del par de apriete que debe aplicarse.
Ventajosamente, se puede enviar una señal o un mensaje de alarma si no se encuentra ninguna coincidencia entre los elementos de la lista y el elemento a apretar que fue realmente reconocido.
Una posible realización de este método es, por ejemplo, apretar un acoplamiento roscado, como un tornillo o un espárrago, colocado en un componente particular.
El dispositivo de reconocimiento, por ejemplo una cámara de vídeo detecta el tornillo y la zona del componente en la que se encuentra el tornillo a apretar. Los datos sobre el tipo de tornillo y la zona se envían a la unidad de control. La unidad de control accede a la base de datos y busca qué tornillos pueden estar ubicados en esa zona del componente. La unidad de control crea una lista de los tornillos que pueden estar ubicados en esa zona del componente y la compara con el tornillo detectado. Si no hay coincidencia envía una señal o mensaje de alarma. Si encuentra una coincidencia entre el tornillo y la zona del componente, asigna un valor de par de apriete predeterminado correspondiente a ese tornillo particular en esa zona particular. Preferentemente, el par de apriete se ajusta automáticamente en la llave de tal manera que haga funcionar el mecanismo para ajustar el par al valor correcto.
En la Figura 2, el número 10 indica una realización de una llave dinamométrica según la invención.
La llave dinamométrica 10 es del tipo clic y comprende un cuerpo sustancialmente tubular 20 que tiene una empuñadura 30 en un primer extremo 40 y un cabezal de apriete 50 en un segundo extremo 60. Entre la empuñadura 30 y el cuerpo tubular 20 hay un dial 42 para indicar el par de apriete, que se ajusta girando la empuñadura 30 de tal manera que se varía la precarga de un resorte (no ilustrado) presente dentro del elemento tubular 20, que forma parte del mecanismo de ajuste del par de apriete, del tipo conocido. En la llave de la Figura 2, el dispositivo indicador para indicar cuándo se ha alcanzado el par de apriete establecido comprende, como se sabe, un diente mantenido en posición por una bola que presiona la cabeza del resorte.
En una realización alternativa no ilustrada, la llave dinamométrica de tipo clic 10 comprende una tuerca anular de ajuste situada en el primer extremo 40 y el par de apriete se ajusta girando la tuerca anular de tal manera que varíe la precarga del resorte.
De nuevo en la realización de la Figura 2, la llave dinamométrica 10 comprende según la invención un dispositivo de reconocimiento 110 para reconocer un elemento a apretar y/o elementos que están colocados en el elemento a apretar. El dispositivo de reconocimiento, por ejemplo un lector de códigos de barras, un lector de códigos QR o un lector de etiquetas RFID o una cámara de vídeo, está conectado al cuerpo tubular 20, preferiblemente en el segundo extremo 60.
Como en la llave dinamométrica de la Figura 1, la llave dinamométrica 10 divulgada en la Figura 2 comprende según la invención una unidad de control 120 conectada al dispositivo de reconocimiento 110 (la conexión no se ilustra en la figura) y adecuada para asociarse con el elemento reconocido mediante el dispositivo de reconocimiento 110 se establece en la llave un valor de diseño del par de apriete.
En una realización no ilustrada, la llave dinamométrica de tipo clic puede tener una pantalla en la que indica el valor a ajustar mediante la rotación manual de la empuñadura 30 o de la tuerca anular de ajuste.
Según la invención, en la realización de la Figura 2, la unidad de control 120 está operativamente interpuesta entre el dispositivo de reconocimiento 110 y el mecanismo de ajuste del par de apriete. La unidad de control 120 está conectada a un motor eléctrico 130 que impulsa la rotación de la empuñadura 30 para ajustar automáticamente el par de apriete correspondiente al elemento sin intervención del operador.
En la llave en la que el par de apriete se ajusta girando la tuerca anular de ajuste, la unidad de control 120 está conectada a un motor eléctrico 130 que impulsa la rotación de la tuerca anular.
El método de apriete controlado según esta invención mediante la llave dinamométrica de la Figura 2 es similar al que utiliza la llave dinamométrica de la Figura 1.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Una llave dinamométrica para el apriete controlado de acoplamientos roscados, que comprende un cuerpo sustancialmente tubular (2; 20), una empuñadura (3; 30) situada en un primer extremo (4; 40) de dicho cuerpo tubular (2; 20), un cabezal de apriete (5; 50) colocado en un segundo extremo (6; 60) de dicho cuerpo tubular (2; 20), un mecanismo de ajuste del par de apriete colocado dentro de dicho cuerpo tubular (2; 20); un dispositivo indicador (10) para indicar cuándo se ha alcanzado el par de apriete establecido y un dispositivo de reconocimiento (11; 110) para reconocer un elemento a apretar y/o elementos que están colocados en el elemento a apretar, estando dicho dispositivo de reconocimiento (11; 110) conectado a dicho cuerpo tubular (2; 20), preferentemente en dicho segundo extremo (6; 60), y una unidad de control (12; 120) conectada a dicho dispositivo de reconocimiento (11; 110) y diseñada para asociar con el elemento reconocido por dicho dispositivo de reconocimiento (11; 110) un valor de diseño de par de apriete a establecer, en el que la unidad de control (12; 120) está interpuesta operativamente entre el dispositivo de reconocimiento (11; 110) y el mecanismo de ajuste del par de apriete; en el que la unidad de control (12; 120) está conectada al mecanismo de ajuste del par de apriete para operar el mecanismo de ajuste del par de apriete para establecer automáticamente el valor del par de apriete asociado con el elemento reconocido, caracterizado por que el mecanismo de ajuste del par de apriete se activa girando dicha empuñadura (30) o una tuerca anular de ajuste situada en dicho primer extremo (40), y por que comprende un motor eléctrico (130) interpuesto entre dicha unidad de control (120) y dicha empuñadura (30) o dicha tuerca anular de ajuste, para impulsar la rotación de dicha empuñadura (30) o de dicha tuerca anular de ajuste para establecer automáticamente valor de diseño del par de apriete que reconoce la unidad de control (120) asociada al elemento.
2. La llave dinamométrica según la reivindicación 1, caracterizada por que dicha unidad de control (12) comprende una interfaz de entrada de datos (9) y/o un sistema de conexión Wi-Fi o de conexión mediante dispositivos de memoria portátiles.
3. La llave dinamométrica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicho dispositivo de reconocimiento (11; 110) comprende un lector de códigos de barras o un lector de códigos QR o un lector de etiquetas RFID o una cámara de vídeo.
4. Un método para apretar de forma controlada acoplamientos roscados utilizando una llave dinamométrica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende las etapas de:
- acercar la llave dinamométrica a un elemento a apretar, teniendo el elemento a apretar un valor de diseño del par de apriete;
- reconocer el elemento a apretar y/o los elementos colocados en el elemento a apretar;
- asociar al elemento a apretar el valor de diseño del par de apriete correspondiente a fijar en la llave dinamométrica;
- accionar un mecanismo de ajuste del par de apriete en la llave dinamométrica para fijar automáticamente el valor del par de apriete asociado con el elemento reconocido;
- apretar el elemento hasta alcanzar el valor del par de apriete programado en la llave dinamométrica.
5. El método según la reivindicación 4, caracterizado por que dicha etapa de asociar el valor de diseño del par de apriete correspondiente con el elemento a apretar comprende leer el valor de diseño del par de apriete asignado al elemento en una base de datos guardada en una unidad de control de dicha llave dinamométrica y/o en una unidad remota.
6. El método según la reivindicación 5, caracterizado por que la lectura del valor de diseño del par de apriete en una base de datos guardada en una unidad remota se produce mediante Wi-Fi o mediante dispositivos de memoria portátiles que se pueden conectar a dicha llave dinamométrica.
7. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 4 a 6, caracterizado por que comprende las etapas de:
- detectar el valor real del par de apriete correspondiente a un elemento después de haberlo apretado;
- asociar dicho valor de par de apriete real al elemento apretado;
- guardar el valor del par de apriete real asociado al elemento apretado.
8. El método según la reivindicación 7, caracterizado por que comprende una etapa de transferencia desde la llave dinamométrica a una base de datos remota de los datos relativos al valor del par de apriete guardado y asociado al elemento apretado.
9. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 4 a 8, caracterizado por que comprende reconocer el elemento a apretar y su posición sobre un componente o con respecto a otros elementos a apretar.
10. El método según la reivindicación 9, caracterizado por que comprende las etapas de:
- consultar una base de datos para buscar elementos a apretar que puedan estar situados en dicha posición; - obtener una lista de posibles elementos a apretar;
- comparar dicha lista con el elemento a apretar reconocido;
- si el elemento a apretar reconocido corresponde a un elemento de la lista, asociar al elemento reconocido el valor de diseño del par de apriete correspondiente a configurar en la llave dinamométrica.
ES18729504T 2017-03-24 2018-03-20 Llave dinamométrica y método de apriete controlado de acoplamientos roscados mediante llave dinamométrica Active ES2963603T3 (es)

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