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Title:
METHOD AND DEVICE FOR SEPARATING SECURING ELEMENTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/080537
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method that can be used to break or weaken securing elements, by over-tensioning same one or more times until the nut (5) separates from the bolt or rod (7) or until the head of the bolt (5) separates from its rod (7). The device is applied in parallel to the joined surfaces and is formed by an actuator (4), preferably hydraulic, which moves one wedge (3) inside a frame (2) containing another stationary wedge (1). The wedges can be interchanged and the angles thereof determined according to the hardness of the bolt, and, for a second successive use, wedges (8) having no tips or set-back tips can be used or, in addition, other methods can be employed to finish breaking the nut or bolt in question.

Inventors:
ERDOIZA LEJARRETA JOSEBA (ES)
Application Number:
PCT/ES2011/000368
Publication Date:
June 21, 2012
Filing Date:
December 16, 2011
Export Citation:
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Assignee:
GAMESA INNOVATION & TECH SL (ES)
ERDOIZA LEJARRETA JOSEBA (ES)
International Classes:
B26B17/00; B25B27/00
Domestic Patent References:
WO2010032277A12010-03-25
Foreign References:
US1694561A1928-12-11
US1736041A1929-11-19
DE3809640A11989-10-05
US4031619A1977-06-28
Attorney, Agent or Firm:
GAMESA INNOVATION & TECHNOLOGY S.L. (ES)
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Claims:
Reivindicaciones

1. - Método para la separación de elementos de fijación que disponen de un vástago atornillado a las piezas que quieren fijarse y una cabeza de tornillo o tuerca sobresaliendo de las piezas a unir, caracterizado porque la rotura del elemento de fijación se lleva a cabo mediante un desplazamiento hacia arriba de la cabeza del elemento de fijación (5) producida por la actuación de una pieza en forma de cuña (3) desplazada por una fuerza ejercida por un actuador (4), que crea una elongación progresiva del vástago del tornillo (7) respecto a la cabeza del mismo (5) hasta plastificar o alcanzar el límite de rotura separando ambas partes.

2. - Método para la separación de elementos de fijación según la reivindicación primera, caracterizado porque si no se logra la separación en una primera actuación, se intercambian las cuñas con diferente ángulo de inclinación o retranqueo y se ejercen consecutivas acciones hasta su rotura.

3. - Método para la separación de elementos de fijación según la reivindicación primera, caracterizado porque si no se logra la separación en una primera actuación, se combina la acción de las cuñas con la aplicación de otros actuadores para terminar de romper o cortar el tornillo y la tuerca. 4.- Dispositivo para la separación de elementos de fijación que disponen de un vástago atornillado a las piezas que quieren fijarse y una cabeza de tornillo o tuerca sobresaliendo de las piezas a unir, caracterizado por disponer de dos piezas en forma de cuña que se ubican enfrentadas entre sí en el interior del marco de una herramienta, de las cuales una cuña (1) es fija y la otra cuña (3) es móvil y accionada por un actuador formado por un actuador (4), siendo su desplazamiento paralelo a la superficie de actuación del útil.

5.- Dispositivo para la separación de elementos de fijación según reivindicación 4, caracterizada porque ambas piezas en forma de cuña son intercambiables y además tienen un sistema de sujeción.

6. - Dispositivo para la separación de elementos de fijación según reivindicación 4, caracterizada porque el ángulo de las cuñas tienen una relación directa con la dureza de los distintos tornillos, seleccionándose las distintas cuñas utilizadas en función de la dureza del tornillo.

7. - Dispositivo para la separación de elementos de fijación según reivindicación 4, caracterizado porque la cuña (8) utilizada en las sucesivas actuaciones tiene la punta cortada o retranqueada.

8. - Dispositivo para la separación de elementos de fijación según reivindicación 4, caracterizado porque el actuador (4) es preferentemente hidráulico.

Description:
METODO Y DISPOSITIVO PARA LA SEPARACION DE ELEMENTOS DE FIJACIÓN

Objeto de la invención

El interés del método de la invención se basa en romper o debilitar el elemento de fijación sobre-tensionándolo de forma que se facilite su separación del lugar de aplicación donde se encuentra ubicado. El dispositivo utilizado para alcanzar el objeto de la invención se utiliza principalmente en la reparación y mantenimiento de los aerogeneradores y más específicamente en uniones atornilladas.

Antecedentes de la invención El desensamblaje de elementos de fijación de gran tamaño donde no existe la posibilidad de liberar el perno o tornillo aflojando de forma convencional la tuerca o correspondiente cabeza de tornillo, se centra en cortar, abrir o romper el elemento de fijación, y son técnicas bien conocidas en el estado del arte.

Las patentes US 4704793, CN 2281243 y CN 2470061 proponen diferentes soluciones para la apertura de tuercas o elementos de fijación mediante uno o dos extremos de aplicación que presionan sobre la tuerca o elemento de fijación hasta que lo rompen. Los sistemas auxiliares utilizados, tanto mecánicos e hidráulicos, son sistemas comunes para el movimiento de dichos extremos de aplicación.

Otras patentes como DE 3809640, US 4031619 y GB 1079339 describen herramientas de corte. Estos dispositivos de corte cizallan el tornillo hasta conseguir cortarlo. Pero a pesar de utilizar cuñas afiladas no existe similitud entre estas patentes y el método objeto de la invención porque en la nueva invención no se corta si no que se sobre-tensiona axialmente el material utilizando las cuñas para alzar la cabeza del elemento de fijación buscando la plastificación o el límite de rotura del tornillo en vez de cizallándolo. La patente US 2010236079 tiene el diseño más cercano al dispositivo objeto de la invención. Utiliza dos cuñas afiladas si bien su uso es para cortar y no para alzar el elemento de fijación. Otra importante diferencia es que las cuñas de la patente americana no se mueven o se desplazan en sentido horizontal a la superficie de aplicación. Aunque también sea necesaria la aplicación de un mecanismo adicional para mover y unir ambas cuñas. Y finalmente el propósito de la patente US 2010236079 es totalmente diferente, esta herramienta es una herramienta de corte específica para cortar pezuñas de caballos.

Una característica común a las patentes anteriormente mencionadas es que los tornillos están directamente roscados sobre las piezas a unir y cortar la cabeza de este tipo de fijación implica alto riesgo de daño de la superficie que alberga los citados elementos de fijación. En algunos casos este corte de los elemento de unión puede revestir gran dificultad, por ejemplo durante el ensamblaje de la herramienta, o debido a la falta de espacio de actuación. Más aún, cuando se adoptan soluciones improvisadas se suelen generar ineficiencia y retrasos lo cual implica un importante aumento de los costes de mantenimiento y reparación.

La presente invención atiende la demanda de dispositivos capaces de separar los elementos de fijación evitando las desventajas presentadas por las patentes anteriormente mencionadas ampliando las ofertas de los dispositivos para la rotura de los citados elementos de fijación.

Descripción de la invención

Es un objetivo de la presente invención la aplicación del dispositivo para casos donde los elementos de unión están agarrotados y presentan dificultad para soltarse. Esto ocurre por ejemplo con los tornillos viejos, uniones oxidadas, desalineaciones, uniones gripadas, etc. Estas situaciones pueden generar retrasos de tiempo en el mantenimiento o montaje que el presente método propuesto puede ayudar a reducir. Es otro objeto de la invención la versatilidad de la parte actuadora del dispositivo que lleva a cabo la separación de elementos de fijación, ya que dicho dispositivo pueden funcionar con distintos accionamientos: hidráulico, neumático, mecánico, electromagnético, etc. Es otro objeto, que con el método utilizado y con el dispositivo de la invención, se pueda elongar cualquier tipo de elemento de fijación independientemente de su dureza y deformación a rotura. Para ello, las cuñas utilizadas son intercambiables con otras cuñas de distintas inclinaciones o cuñas con la punta cortada o retranqueada. Las cuñas de menor inclinación se usan para tornillos de más dureza o calidad. Y viceversa.

De todo ello, se desprenden las principales ventajas que son el tiempo ahorrado en la separación, el menor coste comparando con las herramientas de corte y los beneficios de un dispositivo más ergonómico para utilizarse en situaciones difíciles.

Breve descripción de los dibujos La figura 1 muestra una vista en planta de la herramienta objeto de la invención.

La figura 2 representa una sección según la línea MM' mostrando el interior del dispositivo aplicado sobre un elemento de fijación.

La figura 3 es una gráfica cuyo eje de abcisas es la deformación unitaria y el eje de ordenadas es la tensión.

Las figuras 4 y 5 son distintas aplicaciones sobre distintos tipos de tuerca.

La figura 6 muestra una cuña con la punta cortada.

Realización preferente de la invención El dispositivo de las figuras 1 y 2 está diseñado con unos elementos auxiliares o cuñas. Estas cuñas pueden servarías, aunque por simplicidad la realización preferente se hace con dos. Una cuña (1) unida al bastidor (2) y otra cuña (3) en contacto con el actuador seleccionado (4).

La cuña (3) está forzada a desplazarse hacia delante, empujada por un actuador (4), y su línea de actuación se posiciona a ras del plano inferior de la cabeza del elemento de fijación (5), entre la arandela (6) y la pieza fijada (en el caso de existir dicha arandela entre la pieza fijada y el elemento de fijación). Además, se puede usar una base con el espesor de la arandela y que circunde la misma para dar una base a la herramienta y así mejorar la ergonomía.

La otra cuña (1 ) está solidaria al marco (2) de la herramienta y recibe la reacción de la fuerza transmitida por la cuña opuesta (3). Esto facilita el control del proceso.

En caso de elegir un actuador hidráulico, los puertos Ay B son para la entrada y salida del aceite que activa el actuador (4) transmitiendo su movimiento a la cuña móvil (3).

El resultado de la fuerza de acción es un desplazamiento hacia arriba de la cabeza del elemento de fijación. En la realización actual el desplazamiento de la tuerca (5) respecto al perno o de la cabeza del tornillo (7) respecto a su vástago. Por medio de este desplazamiento se logra un debilitamiento en el tornillo (5) porque se sobrepasa los límites de elasticidad y entra en la zona plástica representada en la curva tensión- deformación de la figura 3. Cuando se alcanza la deformación plástica se crea una elongación permanente y la cabeza del tornillo o tuerca (5) no vuelve a estar en contacto con la superficie de fijación. Esto viene representado en la gráfica que relaciona la deformación unitaria (eje de abcisas) con la tensión (eje de ordenadas). Los tres ejemplos que se muestran corresponden a tres tornillos con diferente dureza. El primero soporta una deformación mayor para una calidad de tornillo de 8.8, en el segundo ejemplo la deformación es menor y su dureza está catalogada en 10.9 y en el tercer caso la deformación a rotura es muy pequeña y se alcanza con grandes cotas de tensión (dureza de 12.9).

Las cuñas (1 y 3) pueden diseñarse para cada caso de forma que maximice su efecto dependiendo del tipo de elemento de fijación que se vaya a tratar, disponiendo de diferentes inclinaciones y retranqueos para optimizar su actuación en cada caso. Con un menor ángulo de inclinación se tiene una mayor fuerza con la misma potencia aplicada al actuador y con un mayor ángulo (menor inclinación) se obtiene un mayor desplazamiento hacia arriba. Si se relaciona el ángulo de la cuña respecto a la dureza de los distintos tornillos se obtiene una relación como la representada en la citada figura 3.

Tal y como se muestra en las figuras 4 y 5, las cuñas (1 y 3) actúan sobre la cabeza del tornillo o tuerca (5), tenga este elemento un hueco perimetral (8) en la base del tornillo (figura 4) o tenga solamente el redondeo propio de su acabado superficial (figura 5). De forma que las puntas de la cuña pueden deslizar inicialmente y comenzar con la deformación del tornillo (7).

Dependiendo del elemento de fijación a tratar, en la mayoría de los casos, es posible separar por una parte la cabeza del tornillo o tuerca (5) y por la otra su vástago o tornillo (7). Si no fuera posible separarlo completamente, el elemento de unión sufrirá un debilitamiento debido a la deformación plástica conseguida. Esta elongación inicial será utilizada para (si no se ha roto la unión) separar la cabeza del tornillo (tuerca) en una segunda acción con llaves de par hidráulico, con otra cuña de mayor inclinación, con una radial, etc. Combinar las cuñas y una llave de par (p.ej. hidráulico) mejora la rotura al dar dos direcciones de tensiones.

Pueden aplicarse diferentes métodos en función del estado de deformación del tornillo:

- usando el mismo método pero con diferentes geometrías de cuñas, hasta alcanzar la elongación que consiga el límite de rotura

- rotura por giro, separando la cabeza del tornillo mediante la torsión del mismo

- con la aplicación de otros actuadores

- con la combinación de otras herramientas de corte

Estas formas de actuación secundarias pueden aplicarse a la misma herramienta de la invención o combinarse con otras herramientas ya conocidas que ayuden a debilitar y separar el elemento de fijación.

Tal y como se muestra en la figura 6 la cuña cortada (8) se utiliza para segundas y sucesivas aplicaciones. Una vez que el vástago se ha deformado (9) una distancia determinada se utiliza otra cuña retranqueada para continuar el proceso de elongación hasta rotura.

La forma y geometría del dispositivo de la invención se adaptará según las condiciones de utilización, así como la geometría y propiedades de las cuñas se diseñarán según las necesidades, sin que el alcance de presente invención se vea alterado.