CAMPO DE LA I NVENCIÓN

Son conocidas tuercas hid ráulicas que para su accionamiento (puesta en marcha) requieren de diferentes d ispositivos hidráulicos, tal como una bomba hid ráulica, mediante enchufes de conexión, mangueras de alimentación y manómetros, con lo cual se establece la presión que se aplicar para obtener la tensión deseada.

Este tipo de tuercas son utilizadas en diversas aplicaciones industriales, particularmente en la industria petrolera, así como en la ind ustria dedicada al manejo de fluidos y de gases, y en general en cualq uier aplicación que utilice g randes ductos.

En la tuerca de la presente invención , dichos dispositivos y elementos no son necesarios ya que la misma tuerca proporciona una indicación de la tensión a ser aplicada mediante un dispositivo de calibración y de aviso de finalización o falla, ya sea a través de una señal luminosa, una señal acústica , una señal mediante un fototransistor, una señal mediante un radiotransmisor, o una señal perceptible visualmente.

DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA RELACIONADA

Se conocen tuercas con tornillos de apriete directo sobre una arandela templada, las cuales tienen tornillos de apriete d irecto sobre una arandela templada que son apretados mediante una llave dinamométrica, para realizar la sumatoria de fuerzas de cada uno de los tornil los sobre la base de apoyo , estirando de esta forma el espárrago de cada tornillo y generando una tensión en los mismos.

También son conocidas las tuercas C LAM de Hytorc (U nex Corporation), en las cuales una camisa, un buje y una arandela realizan una función parecida a la de estirar el espárrago del tornillo. En donde se req uiere de una llave de toque hid ráulica para obtener una tensión pre-establecida.

Las tuercas hidrául icas disponibles en el mercado usualmente tienen el problema de que al i nyectar el fluido hidráulico, se sobrepasa la medida de esfuerzo del cuerpo de la tuerca i ndicada por el fabricante, así como de la parte que real iza la función de tirador, por lo q ue las partes se separan perdiendo el fluido y quedando inutilizadas.

La patente estadounidense US 7,063,490, descri be una tuerca hidráulica que tiene un torni llo, que se puede mover en un comparti miento de fluidos del cuerpo de la tuerca , y que tiene una saliente rad ial del tornillo y una barra de desplazamiento montada en la saliente. La barra de desplazamiento sobresale del cuerpo de la tuerca y se extiende más allá del cuerpo de la tuerca, por una cantidad que es igual la distancia a través de la cual la tuerca hidráulica debe mover un conjunto de cojinetes a lo largo de un eje ahusado o mover una manga del adaptador, o manga de retiro con el conjunto de cojinetes en ella.

La patente US 4, 1 82, 21 5, describe tuercas de pretensión hid ráulicas para fijar una tensión extensi ble en un perno. La invención comprende un cuerpo de tuerca en donde un tornillo anular en donde se dispone un pistón anular para ser extendido hidráulicamente desde una cara i nferior contra una placa , cabeza o similar, elevando la tuerca y extendiendo el perno. Un anillo de carga concéntrico está dispuesto con el cuerpo de la tuerca para dar vuelta, de tal forma que cuando el anil lo de carga es extendido, proporciona un soporte de columna rígido al pistón anular. El esfuerzo de tensión en el perno se mantiene por el anillo de carga. La tuerca además tiene un arreglo a prueba de fallas para proporcionar una capacidad de respaldo de re-presurización q ue consiste en un segundo arreglo de pistón q ue se pueda presurizar i ndependientemente en una falla primaria del sello, extendiendo el pistón primario con el mismo. BREVE DESCRI PCION DE LA INVENCION

Las tuercas de la presente invención , a diferencia de las conocidas, no necesitan de ningún equipo externo de torque o de generación de presión para poder apretarlas a una determi nada tensión. Es decir, que el operario no requiere utilizar equipos ad icionales, ni saber nada sobre torques, sino q ue si mplemente debe detener el apriete cuando un dispositivo de calibración y aviso de falla de tensión le indica que se ha llegado a la tensión adecuada, por ejem plo mediante un elemento de aviso como un LE D que se enciende, una señal cromática q ue se visualiza, o la em isión de una señal enviada a través de fototransistores o radiotransistores.

En una primera modalidad , la tuerca hidráulica de la presente invención se enrosca manualmente en un tornillo. Una vez enroscada la tuerca hidrául ica se re-aprieta la carcasa con una llave de pico o bulón , continuando con el enroscamiento manual , seguido de un apriete adicional de la tuerca hid ráulica con una llave de pico, o de cualquier otro tipo que permita darle un giro.

En una seg unda y tercera modalidades de la invención, en contraste con las tuercas del arte previo, las tuercas de la presente i nvención comprenden un sistema de presión con un o más torni llos, ya sea horizontales o verticales, que pueden desplazarse hasta un tope final , y una vez fi nal izado el recorrido de los tornillos no existe posibilidad de un avance adicional de los mismos, por lo que no puede haber derrame del fluido hidráulico. La longitud de los tornillos y su paso de rosca , determinan el avance en (mm) y la rapidez con que se obtiene el esti ramiento final .

Las tuercas de la presente i nvención se calibran en fábrica por medio de dispositivo de calibración y aviso de falla. La tuerca hidráulica puede calibrarse mediante un dispositivo de calibración y aviso de falla de tensión a valores específicos precisos. Por ejemplo, si se desea q ue el dispositivo de calibración y aviso de falla de tensión genere un aviso ante la presencia de un problema en la unión roscada, como puede ser un estiramiento progresivo, una rotura o una pérdida de tensión de la unión roscada, se puede pre-establecer un valor para accionar el dispositivo de calibración y aviso de falla de tensión , de tal forma que, por ejemplo, ante una pérdida o incremento de tensión de un 5% , 8% , 1 0% , o cualquier otro porcentaje apropiado, el dispositivo de calibración y aviso de falla de tensión sea activado. Por ejem plo, si el dispositivo de calibración y aviso de falla se calibra para que un elemento de aviso, por ejem plo un LED se encienda antes una distensión del 5% , el dispositivo genera un aviso del problema, pero todavía no habrá ningú n accidente causado por una rotura o afloje, ya que un 5% no representa ningún peligro para la unión, además de se puede contar con una tuerca de seguridad .

La tuerca hidráulica de la presente invención puede ser utilizada de manera preventiva, ya que la tuerca puede indicar una disminución o un incremento de la tensión pre-establecida a la q ue debe de operar, o bien puede indicar q ue se ha alcanzado la tensión a la que debe ser instalada. Por ejemplo, la tuerca puede com prender un dispositivo de alerta visual , de alerta acústica, o mediante fototransistores o radiofrecuencia puede emitir una señal de aviso.

En todas las modal idades de la invención el fluido hidráulico puede ser cualquier l íq uido apropiado para ser usado en herramientas o dispositivos hid ráulicos, por ejemplo aceite hidráulico.

Las tuercas de la presente invención son útiles en aplicaciones que requieran de un apriete en la unión roscada a una tensión específica, por ejemplo en la unión roscada usada para unir bridas, pero pueden ser utilizadas en cualquier aplicación q ue requiera una unión roscada.

BREVE DESCRI PCIÓN DE LAS FIGURAS

Una descri pción más com pleta de la presente invención , incluyendo la mejor modalidad de la misma, se establece en la descripción, la cual hace referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

La Figura 1 , muestra una primera modalidad de la tuerca hidráulica de la invención, en vista superior;

La Figura 2, muestra la primera configuración de la primera modalidad de la tuerca hidráulica de la i nvención, en corte transversal parcial, en la posición inicial;

La Fig ura 3, muestra la primera config uración de la primera modalidad de la tuerca hidráulica de la invención, en corte transversal parcial , en la posición final ;

La Figura 4, muestra la segunda configuración de la primera modal idad de la tuerca h id ráulica de la invención, en corte longitudinal parcial, en la posición inicial;

La Figura 5, muestra la seg unda config uración de la primera modalidad de la tuerca hidráulica de la invención, en corte longitudinal parcial, en la posición fi nal ;

La Fig ura 6, muestra la primera modalidad de la tuerca hid ráulica de la invención, en corte transversal a lo largo de la l ínea A-A' de la Fig ura 1 ;

La Fig ura 7, muestra la primera modalidad de la tuerca hidráulica de la invención, en corte transversal a lo largo de la l ínea B-B' de la Fig ura 1 ; La Figura 8, muestra una segunda modalidad de la tuerca hidráulica de la invención, en vista superior;

La Figura 9, muestra la segunda modalidad de la tuerca hidráulica de la invención, en corte longitudinal;

La Figura 10, muestra la segunda modalidad de la tuerca hidráulica de la invención, en corte transversal a lo largo de la línea C-C de la Figura 8;

La Figura 11, muestra la segunda modalidad de la tuerca hidráulica de la invención, en corte transversal a lo largo de la línea D-D' de la Figura 8;

La Figura 12, muestra la segunda modalidad de la tuerca hidráulica de la invención, en corte transversal parcial, en la posición inicial;

La Figura 13, muestra la segunda modalidad de la tuerca hidráulica de la invención, en corte transversal parcial, en la posición final;

La Figura 14, muestra una tercera modalidad de la tuerca hidráulica de la invención, en vista superior;

La Figura 15, muestra la tercera modalidad de la tuerca hidráulica de la invención, en corte transversal a lo largo de la línea E-E' de la Figura 14;

La Figura 16, muestra la tercera modalidad de la tuerca hidráulica de la invención, en corte transversal a lo largo de la l ínea F-F' de la Figura 14;

La Figura 1 7, es una vista lateral de una modalidad de d ispositivo de calibración y aviso de falla, en corte longitudinal;

La Fig ura 1 8, es una vista lateral de una seg unda modalidad de dispositivo de calibración y aviso de falla, en corte longitudi nal; y

La Figura 1 9 es una vista esquemática de la manera en la q ue se pre-establece la tensión a la que trabaja la tuerca hid ráulica.

DESCRI PCIÓN DETALLADA DE LA I NVENCIÓN

En u na primera modalidad ilustrada en las Figuras 1 a 7, la tuerca hidráulica com prende los siguientes elementos:

1 . Carcasa

2. Sello del tornillo

3. Sello de la carcasa

4. Tuerca roscada de presión

5. Rosca especial (detalle)

6. Cuerpo vástago-torni llo

7. Casq uillo tornillo

8. Dispositivo de calibración y aviso de falla

9. Carcasa del dispositivo de calibración y aviso de falla

1 0. Orificios de apriete de la carcasa 11. Incisiones (para la llave de giro de la tuerca de presión)

12. Orificios de la carcasa del dispositivo de calibración y aviso de falla

13. Tornillo tapón de la válvula bola

14. Micro pistón para dispositivo de calibración y aviso de falla

15. Bulones de arrastre camisa/tornillo

16. Resorte del dispositivo de calibración y aviso de falla

17. Cámara de presión del fluido hidráulico

18. Cojinete axial

19. Eje empujador de contacto

20. Collarín del micro pistón

21. Galería de fluido hidráulico

22. Tórica del eje empujador

23. Válvula bola de llenado, purgado y control del fluido hidráulico

24. Tuerca de seguridad (segunda configuración)

La tuerca hidráulica de la primera modalidad se enrosca manualmente en un tornillo. Una vez enroscada la tuerca hidráulica se re-aprieta la carcasa (1) con una llave de pico o bulón, por medio de los orificios (10) (únicamente se ilustra uno), continuando con el enroscamiento manual, seguido de un apriete adicional de la tuerca hidráulica con una llave de pico, o de cualquier otro tipo que permita darle un giro.

La tuerca hidráulica puede ser utilizada en dos configuraciones, en la primera configuración, ilustrada en la Figuras 2 y 3, la tuerca hidráulica se enrosca sobre el cuerpo (6), y en la segunda configuración, ilustrada en las Figuras 4 y 5, la tuerca hidráulica se enrosca sobre la carcasa (1). En la segunda configuración se tiene adicionalmente una tuerca de seguridad (24), mientras que en la primera configuración la misma tuerca hidráulica hace las veces de de tuerca de seguridad. En ambas configuraciones el casquillo pistón (7), con apoyo de un cojinete axial (18), avanza sobre el collarín (2), el cual además de ser un sello de estanquidad realiza la función de cabeza de la cámara de presión del fluido hidráulico (17).

La tuerca hidráulica presenta un roscado (5) especial de actuación sobre la carcasa (1), o sobre la tuerca roscada de presión (4) según la configuración utilizada.

Como se ilustra en las Figuras 2 y 3, al enroscar manualmente la tuerca hidráulica desde la posición de la Figura 2 hasta la posición de la Figura 3, el fluido hidráulico se desplaza desde la cámara (17) hacia la cámara del fluido hidráulico (17'), de mayor diámetro, tensionando hacia arriba el cuerpo (6), que al estar en contacto con el tornillo en el que se enrosca la tuerca hidráulica, lo estira, es decir lo tensiona.

Al mismo tiempo, como se ¡lustra en la Figura 6, el micro pistón (14) para el dispositivo de calibración y aviso de falla (8) desplaza al eje empujador de contacto (19), el cual a su vez acciona al dispositivo de calibración y aviso de falla (8) mecánico. Al llegar a la marca o aviso de finalización se ha llegado a la tensión pre-establecida.

La tuerca hidráulica comprende una carcasa (1), un sello (3), un número variable de orificios (10) (únicamente se ilustra uno), dos orificios ciegos para acomodar dos bulones (15), un cuerpo de vástago-tornillo (6), con un sello (2) que tiene dos orificios simétricos con respecto a los de la carcasa (1), que alojan a los bulones (15) de arrastre de la carcasa (1) y el cuerpo vástago-tornillo (6), y una tuerca roscada de presión (4) que tiene una pluralidad de incisiones (11).

En la figura 1, se ilustra la tuerca hidráulica, en donde la pluralidad de incisiones es doce, y dos tornillos (13, 13') de tapón de la válvula de bola.

Haciendo referencia a la Figura 7, se ilustra el cuerpo de vástago-tornillo (6), dos galerías (21, 21') que se conectan cada una con una válvula de bola (23, 23'), y dos tornillos (13, 13') de tapón a través de los cuales se alimenta el fluido hidráulico. Para operar la tuerca hidráulica, haciendo referencia a las Fig uras 2 y 3, primero se enrosca manualmente la tuerca de presión (4) o cabezal especial de avance en un tornillo o perno en el cual se va a enroscar la tuerca, mediante una llave de pico o si milar q ue sea capaz de realizar el giro de la tuerca a través de los orificios ( 1 0) , los cuales hacen de punto de apoyo para la llave de pico.

La tuerca hidráulica de la primera modalidad puede tener dos configuraciones de avance:

En la primera configuración, Figuras 2 y 3, la tuerca de presión (4) es roscada sobre la carcasa (1 ). Al realizar el roscado se obliga al cojinete axial de rodillos ( 18) a topar sobre el sello (2) , el cual además de sel lo de estanquidad realiza la función de cabeza de pistón. A medida que se continúa roscando la tuerca de presión (4) , el fluido hidráulico contenido en la cámara ( 1 7) se desplaza a la cámara ( 1 7') , la cual es de mayor diámetro. De esta manera, el fluido hidráulico obliga al cuerpo vástago tornillo (6) a desplazarse hacia arriba, y ya que está roscado sobre el tornil lo o perno en el que se que coloca la tuerca hidráulica, real iza su estiramiento.

El detalle de la rosca mostrado en las Figuras 2 a 5 es un ejemplo ilustrativo, ya que se pueden adoptar otros ti pos de roscado. Como se ilustra en las Figuras 3 y 5, en dicho ejem plo se tiene una pendiente de dos grados negativos, con lo que la presión obliga a la tuerca a realizar la fuerza tendiente hacia el interior, en lugar de hacia el exterior como en una rosca normalizada.

En esta primera config uración no se requiere de tuerca de seguridad ya que la misma tuerca hidráulica, en caso de una bajada de tensión , el cuerpo (6) al tender a descender reposaría sobre la carcasa (1 ) im pidiendo así la distensión de la unión roscada.

En la segunda configuración de la primera modalidad , como se il ustra en las Fig uras 4 y 5 , la tuerca de presión (4) es roscada sobre el cuerpo vástago tornillo (6) , en lugar de sobre la carcasa ( 1 ) , como en la primera configuración.

Al enroscar la tuerca de presión (4) sobre el cuerpo vástago tornillo (6) hace tope sobre el cojinete axial de rodillos ( 1 8) que obliga al sello (2) , el cual además de sello de estanquidad realiza la función de cabeza de pistón , y al continuar roscando la tuerca de presión (4) , el fluido hid ráulico contenido en una cámara ( 1 7) se desplaza a una cámara ( 1 7') , la cual es de mayor d iámetro, obligando de esta manera al cuerpo vástago (6), que está roscado al tornillo de unión a ascender, y por tanto a tensionar al tornillo de unión. Al aumentar la presión en la cámara (17') el micro pistón (14) se desplaza hacia arriba obligando al eje empujador de contacto (19) a desplazarse y activar el dispositivo de calibración y aviso de falla (8).

En la Figuras 6 y 7 se tiene un orificio pasado, que en su parte superior roscada aloja a la carcasa (9) del dispositivo de calibración y aviso de falla (8), la cual tiene una pluralidad de orificios (12), un micro pistón (14), un resorte (16), un eje empujador de contacto (19), un collarín (20), con una tórica (22), un dispositivo de calibración y aviso de falla mecánico (8), un casquillo tornillo (7) y un cojinete axial (18).

Se puede utilizar un dispositivo de calibración y aviso de falla (8) mecánico, pero también es posible incluir otros elementos de aviso, tales como un LED luminoso, un generador de señal acústica, un fototransistor o un emisor de radiofrecuencia, mediante lo cual el accionamiento de dispositivo de calibración y aviso de falla resulta en el encendido del LED, o la transmisión de una señal a un medio adecuado para su recepción.

En caso de un descenso de la tensión de la unión roscada por pérdida de tensión, rotura o estiramiento del tornillo, el dispositivo de calibración y aviso de falla (8) desciende, introduciéndose en la carcasa del dispositivo de calibración y aviso de falla (8), mediante lo cual se puede generar una señal que indique la anomalía.

En una segunda modalidad ilustrada en las Figuras 8 a 13, la tuerca hidráulica comprende los siguientes elementos:

101. Carcasa

102. Sello de la camisa

103. Sello de la carcasa-tornillo-rosca

104. Arandela anti-extrusión

105. Collarín del tornillo

106. Tornillo de presión

107. Galería de fluido hidráulico

108. Cámara de presión de los tornillos

109. Cámara de presión del vástago

110. Tuerca de seguridad

111. Orificios apretar tuerca seguridad

112. Cuerpo roscado (vástago tornillo)

113. Tornillo tapón válvula bola

114. Válvula bola de llenado, purgado, control

115. Galería de fluido hidráulico

116. Dispositivo de calibración y aviso de falla

117. Carcasa del dispositivo de calibración y aviso de falla

118. Orificios de apriete de la carcasa del dispositivo de calibración y aviso de falla 119. Bulones de arrastre

120. Orificios para los bulones de arrastre

121. Resorte del eje empujador de contacto

122. Carcasa roscada del eje empujador de contacto

123. Orificios de apriete de la carcasa del dispositivo de calibración y aviso de falla

125. Tórica del eje empujador

126. Collarín de sellado del micro pistón

127. Micro pistón para el dispositivo de calibración y aviso de falla

128. Orificio ciego de la carcasa

129. Eje empujador de contacto del dispositivo de calibración y aviso de falla

La tuerca hidráulica de acuerdo con esta modalidad cuenta con uno o más tornillos de accionamiento horizontal. La siguiente descripción hace referencia un solo tornillo, sin embargo, se entiende que pueden ser utilizados dos o más tornillos.

La tuerca hidráulica ilustrada en la Figura 8 se enrosca manualmente en el tornillo de unión correspondiente de la unión roscada, y posteriormente mediante una llave fija o de cualquier otro tipo, se re-aprieta la carcasa (101) cuya base es cuadrada. Por ejemplo, en una brida, una vez roscada la tuerca hidráulica manualmente, para que quede bien ajustada con la base de recepción de la brida, se realiza un reapriete manual con una llave fija, stillson o cualquier otra que pueda adaptarse a la base rectangular de la tuerca.

Como se ilustra en las Figuras 10 a 13, por medio del apriete de los tornillos (106), mediante una llave fija, de matraca o de cualquier otro tipo que nos permita dar un giro horario, el collarín del tornillo (105) y la arandela anti-extrusión (104) del tornillo se desplazan comprimiendo el fluido hidráulico. En la Figura 12, el fluido hidráulico pasa de la cámara (108) a la cámara general formada por la carcasa (101) y el cuerpo roscado (112). Como se muestra en las Figuras 10 y 11, cada giro del tornillo comprime adicionalmente al fluido de tal forma que el micro pistón (114) irá elevándose a medida que el cuerpo roscado (112) empieza a estirar el tornillo en el que se acopla la tuerca hidráulica, mientras que la carcasa (101) hace de apoyo sobre la base del tornillo.

La arandela anti-extrusión (104) tiene la función, como el nombre lo indica, de que el collarín (105) del tornillo (106) que también realiza la misión de cabeza de pistón, no se deteriore por el efecto de la muy alta presión. Es decir, dicha arandela templada y rectificada está alojada detrás del collarín (105), con una tolerancia adecuada para que la presión no extrusione al collarín (105), entre la tolerancia que queda entre la pared de la galería por donde discurre el collarín (105) y la pared de la arandela anti-extrusión (104). En caso de que dicha tolerancia fuera muy grande, la muy alta presión la extrusionaría hacia el tornillo (106) rompiendo el collarín y la estanquidad.

La tuerca de seguridad (110) inicialmente está totalmente desenroscada, y se enrosca una vez que se ha suministrado la tensión adecuada a la tuerca, y se re-aprieta con una llave de pico por medio de los orificios (111).

La tuerca de seguridad (110) tiene la función de mantener la unión roscada ante una pérdida de presión hidráulica, al reposar la tuerca de seguridad (110) sobre la carcasa principal (101). Como se ilustra en la Figura 6, si hay una bajada de tensión, el tornillo de unión, al estar enroscado sobre el cuerpo roscado (112), no puede descender ya que la tuerca de seguridad (110), al estar enroscada sobre el cuerpo roscado (112) en su intento de descender encuentra a la carcasa (101), que hace de tope directamente sobre la base de la brida donde está la unión roscada.

Por lo anterior, la tuerca de seguridad (110) debe estar totalmente desenroscada antes de colocar la tuerca hidráulica en el tornillo de unión, ya que de estar enroscada, al realizar presión podría llegar a romperla, ya que el cuerpo (112) en su movimiento hacia arriba la encontraría y la deformaría.

En el transcurso del apriete del tornillo (106) se llega a un punto en el que el micro pistón (127) arrastra al eje empujador de contacto (129) hasta hacer visible el cilindro cromático de finalización (116) con marcado de alto, o en su caso activar un LED luminoso, o un radiotransmisor o fototransistor, en ese momento se detiene el apriete debido a que se ha llegado a la fuerza de tensión preestablecida.

La tuerca hidráulica con tornillos de accionamiento horizontal, comprende por lo menos un tornillo (106), pero es posible utilizar más tornillos con la misma configuración, dependiendo de la distancia que se requiera estirar el tornillo en el cual la tuerca hidráulica es acoplada.

Como se ilustra en las Figuras 8 a 13, la tuerca hidráulica con tornillos horizontales comprende una carcasa (101), la cual tiene en su parte inferior dos orificios no pasados para poder insertar dos bulones de arrastre (119) que se alojaran en dos orificios (120), cuya función es evitar que la carcasa (101) y el cuerpo roscado (112) giren libremente entre sí. El cuerpo roscado (112) tiene dos encajes para poder alojar un sello de la camisa de estanquidad (102), y otro sello de estanquidad (103) de la carcasa-camisa-tornillo para crear un volumen estanco entre la carcasa (101) y el cuerpo roscado (112), ver las Figuras 10 y 11.

El roscado interior del cuerpo (112) tiene el mismo tipo de rosca que el tornillo en el cual la tuerca hidráulica será acoplada. El cuerpo (112) también tiene en su parte superior externa, una parte roscada para poder instalar una tuerca de seguridad (110) que tiene por lo menos cuatro orificios (111) no pasados, los cuales tienen la función de apretar la tuerca de seguridad (104) con una llave de gancho. El cuerpo roscado (112) tiene un número variable de cámaras de presión (108), que comunican con la carcasa (101), en cuyo interior se aloja un collarín (105) que realiza la función de collarín de estanquidad, y también de cabeza de tornillo. Una arandela templada antiextrusión (104) ajustada a la cámara de presión (108) queda situada entre el collarín (105) y el tornillo de presión (106).

La porción inicial de la cámara de presión (108) tiene una parte roscada para poder roscar al tornillo (106) que tiene la función de realizar el avance de collarín (105) y las arandela (104).

Como se ilustra en las Figuras 10 y 11, el cuerpo roscado (112) tiene un orificio roscado en su parte superior para instalar la carcasa roscada del eje empujador de contacto (129). El cuerpo roscado (112) tiene un orificio pasado (115) que hace de galería de comunicación con la cámara (109), y que tiene la función de llenado, purgado y control del fluido hidráulico. La galería (115) en su parte superior tienen un roscado para colocar un tornillo tapón (113 o 113') que presiona en su interior a una válvula de bola (114) para el control del llenado, purgado y posterior cierre de la tuerca hidráulica.

El cuerpo roscado (116) tiene un orificio roscado con una parte superior roscada para poder alojar a la tuerca (122) del eje empujador de contacto (129). El eje empujador de contacto (129) tiene un resorte (121) para regular su longitud de izado, un micro pistón (127) que es el encargado de elevar el eje empujador de contacto (129) y un collarín de estanquidad (126).

La carcasa (101) tiene un orificio ciego (128) que permite que el micro pistón (127) no haga tope sobre la carcasa (101) en su desplazamiento descendente.

El eje empujador de contacto (129) en su movimiento ascendente, activa el dispositivo de calibración y aviso de falla (124) que puede ser de tipo mecánico, LED luminoso, o de tipo radiotransmisor o fototransistor.

En una tercera modalidad ilustrada en las Figuras 14 a 16, la tuerca hidráulica comprende los siguientes elementos:

201. Carcasa principal

202. Primer sello de estanquidad

203. Segundo sello de estanquidad 204. Tuerca de seguridad

205. Tornil lo de presión

206. Cuerpo roscado (vástago pistón)

207. Arandela anti-extrusión

208. Collarín del tornillo

209. Cámara de presión

21 0. Orificios de apriete carcasa

21 1 . Válvula llenado fl uido

21 2. Tornillo tapón válvula

21 3. Bu lones de arrastre

214. Micro pistón para el dispositivo de calibración y aviso de falla

215. Collarín del tornillo del dispositivo de calibración y aviso de falla

21 6. Resorte del eje empujador de contacto

21 7. Eje empujador de contacto

21 8. Carcasa roscada del eje em pujador de contacto

21 9. Bulón tope aislado (interruptor)

La tuerca hidráulica de acuerdo con la tercera modalidad cuenta con uno o más tornillos de accionamiento vertical . La sig uiente descripción hace referencia a un solo tornillo, sin embargo, se entiende que pueden ser util izados dos o más tornillos. La tuerca hidráulica con tornillos de accionamiento vertical , com prende por lo menos un tornillo (205) , pero es posible utilizar más tornillos con la misma configuración , dependiendo de la d istancia que se requiera estirar el tornillo en el q ue se en rosca la tuerca hidráulica.

La tuerca hidráulica ilustrada en la Figura 14 se en rosca manualmente en el tornillo correspondiente de unión roscada, y posteriormente mediante una llave de pico o similar se reaprieta la carcasa (201 ) util izando los orificios (21 0) como punto de apoyo para la llave de pico.

Haciendo referencia a las Figuras 1 5 y 1 6, inicialmente la tuerca de seguridad (204) está totalmente desenroscada, y se enrosca una vez que se ha suministrado la tensión adecuada a la tuerca, y se re-aprieta con una llave de pico por medio de los orificios (237) .

Por medio del apriete de los tornil los (205) con una llave fija, de matraca o de cualquier otro tipo, que permita dar un g iro horario, el collarín (208) del tornillo (205) y la arandela (207) com prime el fluido hid ráulico, pasando el fluido de la cámara (209) a la cámara general formada por el soporte (201 ) y el cuerpo roscado (206). Cada g iro del tornil lo comprime adicionalmente al fluido, de tal forma que un micro pistón que opera igual que el micro pistón ( 127) de la seg unda modalidad , se eleva a medida que el cuerpo roscado (206) esti ra el tornillo, mientras que el soporte (201 ) hace de apoyo sobre la base del tornillo.

La tuerca de seguridad (204) tiene la función de mantener la unión roscada ante una pérdida de presión hidráulica, al reposar la tuerca de seg uridad (204) sobre la carcasa principal (201 ). La tuerca de seguridad (204) opera bajo los mismos pri ncipios que la tuerca de seguridad ( 1 04) de la segunda modalidad .

La tuerca hidráulica comprende una carcasa (201 ) q ue en su parte inferior posee un número variable orificios (21 0), que perm iten tensar la carcasa (201 ) , dos orificios no pasados en el interior de la carcasa (201 ) para insertar dos bulones de arrastre (21 3) que se introd ucen en los dos orificios del cuerpo roscado (206), cuya función es evitar que la carcasa (201 ) y el cuerpo roscado (206) giren libremente entre sí. El cuerpo roscado (206) tiene dos encajes para alojar un primer sel lo (202) de estanquidad y un segundo sello (203) de estanquidad (203) , a fin de crear un volumen estanco entre la carcasa (201 ) y el cuerpo roscado (206).

El roscado interior del cuerpo (206) tiene el mismo ti po de rosca q ue el tornillo en el cual la tuerca hidrául ica será acoplada, también tiene en su parte superior externa una parte roscada que permite acoplar una tuerca de seguridad (204), la cual tiene por lo menos cuatro orificios (237) no pasados q ue tienen la función de apretar la tuerca de seg uridad (204) con una llave de gancho. El cuerpo roscado (206) tiene varios orificios (209) pasados, que comunican con la carcasa (201 ) y que realizan la función de cámara de presión , en cuyo interior se aloja un collarín del torni llo (208) que realiza la función de collarín de estanquidad y también de cabeza de tornillo. U na arandela templada anti-extrusión (207) ajustada a la cámara de presión (209) queda situada entre el collarín (208) y el tornillo de presión (205). La parte i nferior de la cámara de presión (209) tiene una parte roscada para poder roscar un tornillo (205), el cual tiene la función de realizar el avance del collarín (208) y la arandela (207) . El cuerpo roscado (206) tiene un orificio roscado en su parte superior para instalar la carcasa roscada (21 8) del eje empujador de contacto (21 7) .

El cuerpo roscado (206) tiene orificios pasados (21 2, 21 2') q ue comunican con la carcasa (201 ) con la función de control , llenado y purgado del fluido hidráulico. Estos orificios (21 2, 21 2') tienen, cada uno, en su interior una válvula (21 1 ) para el control del llenado, purgado y posterior cierre de la tuerca hidráulica .

En el transcu rso del apriete del torn illo (205) se l lega a un punto en que un micro pistón arrastra a un eje empujador de contacto hasta activar un dispositivo de calibración y aviso de falla visual (229) , que puede consistir de un LED, un radiotransmisor, fototransistor, etc. En ese momento se detiene el apriete del tornillo ya que se habrá llegado a la fuerza de tensión pre-establecida . El dispositivo de cali bración y aviso de falla, desde el micro pistón hasta el LED, es igual al descrito e i lustrado en la seg unda modalidad .

El cuerpo roscado (206) en su parte superior roscada aloja una tuerca (21 8) del eje empujador de contacto (21 7) . El eje em pujador de contacto (21 7) tiene un resorte (216) para regular su longitud de izado, un torni llo (214) que es el encargado de izar el eje empujador de contacto (21 7) y un collarín de estanquidad (21 5) .

El eje empujador (21 7) en su movimiento ascendente es el encargado de activar el dispositivo de calibración y aviso de falla ya sea visual (229) mecánico, visual luminoso, de radiofrecuencia o de fotofrecuencia.

La Figura 1 7 ilustra de manera esquemática la manera en la que se pre-establece la tensión a la que trabajan las tuercas hidráulicas de la invención . En función de q ue es conocida el área hidráulica, es decir el área efectiva (mm2) de fuerza sobre la que actúa el fluido h idráulico (la presión por la superficie proporciona la fuerza), se sabe que aplicando una determinada presión se obtiene una tensión que es directamente proporcional. Se puede calibrar la tuerca hidráulica de tal forma que se conozca con certeza la tensión generada. Para preestablecer la tensión, por ejemplo en la modalidad con tronillos horizontales ilustrada, se retira el tornillo tapón de válvula bola (113) y la bola de la válvula bola de llenado (114) y se conecta un manómetro de control (242). Seguidamente se retira el tornillo tapón de la válvula bola (113') y la bola de la válvula bola de llenado (114') y se enrosca un tubo hidráulico (243) de conexión con una bomba que suministra el fluido necesario para llenar la tuerca hidráulica, además de calibrar el dispositivo de calibración y aviso. Al ser conocida la presión ejercida mediante el manómetro (242), el fluido hidráulico empuja al micro pistón (127) que a su vez empuja el eje empujador (129) comprimiendo el muelle (121).

A manera de ejemplo ilustrativo, no restrictivo, si se desea pre-establecer una presión máxima de 1500 bar, y se conoce el área hidráulica de trabajo, se conoce la tensión que se genera, por ejemplo 25 toneladas. De esta manera, estableciendo que el micro pistón (127) tiene una carrera de 4 mm (el diámetro de éste determina el desplazamiento que tiene), al ejercer una presión de 1500 bar (esta carrera siempre puede ser la misma en cualquier medida de tuerca) la fuerza del muelle (121) es el elemento a variar dependiendo de la tensión que se quiere preestablecer.

Es decir, en este ejemplo, el recorrido del micro pistón siempre debe ser 4 mm para activar al elemento de aviso, por ejemplo un el LED (227), y no dañarlo. Por lo tanto, el elemento a variar para realizar distintas tensiones es el muelle (121). Si se quiere pre-establecer una tensión menor, por ejemplo 20 toneladas, la presión a ejercer es también menor para generar menos tensión, esto se logra a través del muelle (121), que tendrá que realizar menos fuerza para obtener igualmente los 4 mm de desplazamiento para activar el LED (227).

Las Figuras 18 y 19 ilustran dos modalidades del dispositivo de calibración y aviso de falla de la presente invención, que comprende los siguientes elementos

220. Aro metálico de fijación

221. Resorte retroceso pila energía

222. Resorte retroceso contacto

223. Contacto LED polo positivo

224. Carcasa del LED

225. Carcasa de las pilas energía

226. Pilas de energía

227. Diodo emisor de luz (LED) 228. Tórica del dispositivo de cali bración y aviso de falla visual

229. Dispositivo de calibración y aviso de falla visual mecánico

230. Protección aislante

231 . Polo positivo del LED

232. Polo negativo de la pila energía

233. Orificio de la carcasa

234. Ranu ra para aro metálica de fijación

235. Bola de contacto

236. Eje-bulón tope del dispositivo de calibración y aviso de falla

237. Orificios apriete tuerca seg uridad

238. Orificios de llenado, purgado, control

239. Orificio pasado del dispositivo de calibración y aviso de falla

240. Orificios de los bulones de arrastre

241 . Casquillo de gu ía aislante

Los dispositivos de calibración y aviso de falla que se describe a conti nuación pueden ser utilizadas con cualquiera de las config uraciones y modalidades de tuercas hidráulicas antes descritas,

En una modal idad , el dispositivo de cali bración y aviso de falla puede ser de tipo luminoso, y funcionar como un elemento de calibración del apriete y como un centinela permanente.

Como se muestra en la Figura 18, para realizar la función de calibración el dispositivo de aviso comprende un bulón de tope (236), una o más pilas de energía (226) ubicadas dentro de la carcasa de pilas de energía (225), un aislante (230) que aisla las pilas de energía (226) de la carcasa (225). La carcasa (225) tiene un rebaje (234) para insertar un aro de fijación (220) a la tuerca del eje empujador, por ejemplo el eje empujador de contacto (19) de la segunda modalidad de tuerca hidráulica o el eje empujador de contacto (217) de la tercera modalidad de tuerca hidráulica.

La carcasa (224) aloja a un diodo emisor de luz (LED) (227) y un resorte (221) que es guiado por el casquillo aislante (241), el cual también guía a la bola (235) de contacto. El LED (227) tiene un contacto positivo (231) conectado a la pila de energía (226) por medio del contacto (223) y el muelle (22), y un contacto negativo (232) unido a la carcasa (224).

Cuando el eje empujador de la tuerca hidráulica asciende obliga al bulón de tope (236) a ascender, lo cual a su vez obliga a las pilas de energía (226) también a avanzar junto con la bola de contacto (235), la cual realiza el contacto de las pilas de energía (226) con el polo positivo (231) del LED (227). De esta forma el LED emite una luz de finalización, que indica que la tuerca hidráulica ha alcanzado una tensión pre-establecida sobre el tornillo.

Una vez que se ha alcanzado la tensión pre-establecida sobre el tornillo, se retira el aro de fijación (220) para poder sacar el dispositivo de aviso de calibración e instalar un el dispositivo de aviso permanente que hará de centinela, el cual avisa la presencia de una disminución de la tensión en la unión roscada.

Haciendo ahora referencia a la Figura 19, para realizar la función de centinela permanente el dispositivo de aviso comprende un bulón tope de aislado (219) que hace las veces de de interruptor, una o más pilas de energía (226) aisladas mediante un material (230) de la carcasa (225), un resorte (221) que obliga a mantener la posición de las pilas de energía (226) dentro de la carcasa (225), y la carcasa (224) contacta al polo negativo (232) ubicado en dicha carcasa. Un casquillo (241) hace de guía al resorte (221), al contacto positivo (223) y al resorte (222), haciendo siempre contacto con el polo positivo (231) del LED (227).

El rebaje (234) de la carcasa (225) tiene la función de fijación del conjunto a la tuerca del eje empujador de la tuerca hidráulica, por medio de un aro metálico de fijación (220) Cuando el eje empujador de una tuerca hidráulica de acuerdo con la presente invención desciende, el bulón de tope aislado (21 9) . El bulón de tope aislado (291 ) , que está en contacto con las pilas de energ ía (226) y el polo positivo (231 ) del LE D (227) , también desciende a causa de la fuerza que ejerce el resorte (221 ) y el resorte (222) , lo que hace que las pilas de energ ía (226) haga contacto con la carcasa (225) , de esta forma cerrando el circuito queda y se energiza el LED (227) , encendiéndolo.

Cuando en la tuerca hidráulica se presenta una baja de tensión por estiramiento del perno, fuga, etc. , el m icro pistón de la tuerca hidráulica comienza a descender, provocando que el bulón (21 9) también descienda y energice el LED (227) .

La longitud del eje empujador de la tuerca hidráulica determina el punto en el que se ilumina el LED (227).

Se puede también utilizar un dispositivo de aviso de tipo visual mecánico en lugar de un aviso de tipo luminoso, en el cual cuando exista una pérdida de tensión, un cilind ro cromático marcado baja, q uedando oculto en la carcasa roscada del eje empujador de la tuerca hidráulica , avisando la falla.

Los dispositivos de calibración y aviso de falla pueden ser utilizados en forma intercambiable, es decir se puede utilizar un dispositivo luminoso (LED 227) para la calibración, y luego dejar fijo como centinela un dispositivo de aviso visual mecánico (229) .

Alternativamente, se puede utilizar un dispositivo de aviso mediante un fototransistor, el cual funciona igual q ue el d ispositivo luminoso con el LE D (227) , pero que al activarse en l ugar de emitir una señal luminosa para ser visualizada, emite una fotoseñal que es recibida por un medio receptor apropiado.

También se puede utilizar un radiotransmisor, el cual funciona igual que con el LE D (227) , pero que al activarse en lugar de emitir una señal luminosa, emite una señal de radio q ue es reci bida por un med io receptor apropiado, el cual pude reenviar la señal a cualquier lugar deseado.

Por lo tanto, se entenderá por aquellos expertos en la materia que la presente invención no se limita a las modalidades mostradas y que varias adiciones y modificaciones son posibles si n alejarse del alcance de la presente i nvención según se define en las reivindicaciones anexas.