Dispositivo de montaje y procedimiento de montaje.

Dispositivo de montaje (100, 300, 500, 900, 1000, 1500, 1600) con un dispositivo de atornillado (101,

301, 501, 1001, 1701) manual, accionado a motor, para apretar o aflojar tornillos con un cabezal de atornillado (102, 302, 502, 1002) y una carcasa (103, 303, 503, 1003), en el que el dispositivo de atornillado comprende:

a) un primer módulo de medición angular (104, 304, 504, 1004, 1104, 1204, 1304) para detectar un ángulo de rotación de la carcasa alrededor del eje del cabezal de atornillado en relación con el entorno;

caracterizado porque

b) el dispositivo de montaje (100, 300, 500, 900, 1000, 1500, 1600) comprende una unidad de reconocimiento (105, 205, 305, 505, 1005) para reconocer datos de sensor erróneos del primer módulo de medición angular, en estado de reposo, que comprende:

b1) medios (106, 206, 306, 406, 506, 606, 1006) para reconocer el estado de reposo; y

b2) medios de comparación (107, 207, 307, 507, 707, 807, 1007) para comparar los valores de sensor del primer módulo de medición angular medidos en estado de reposo con valores umbral predefinidos.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/054367.

Solicitante: ALFING MONTAGETECHNIK GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: AUGUSTE-KESSLER-STRASSE 20 73433 AALEN ALEMANIA.

Inventor/es: ZELLER, THOMAS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B25B23/14 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B25 HERRAMIENTAS MANUALES; HERRAMIENTAS DE MOTOR PORTATILES; MANGOS PARA UTENSILIOS MANUALES; UTILLAJE DE TALLER; MANIPULADORES.B25B HERRAMIENTAS O UTILLAJE DE BANCO NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR, PARA FIJAR, UNIR, DESENGANCHAR O MANTENER.B25B 23/00 Partes constitutivas o accesorios de llaves para tuercas, llaves inglesas, destornilladores (tensores de pernos B25B 29/02). › Disposiciones de limitadores de par de blocage o para indicar el par en llaves o destornilladores (acoplamientos o embragues en sí F16D; dispositivos para medir el par en sí G01L).

PDF original: ES-2534354_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Dispositivo de montaje y procedimiento de montaje Campo técnico

La presente invención se refiere a un dispositivo de montaje y a un procedimiento con un dispositivo de atornillado accionado a motor para apretar o aflojar tornillos.

Antecedentes de la invención

En muchos campos de la técnica, por ejemplo en la construcción de automóviles, se usan uniones mediante tornillos para unir componentes. A este respecto, a menudo se usan ángulos de rotación o procedimientos de apriete según el límite elástico para apretar los tornillos. Con respecto al procedimiento de apriete según el par de torsión, en el que se aprieta una unión mediante tornillos hasta alcanzar un determinado par de torsión, estos procedimientos de apriete ofrecen una mayor precisión en cuanto a la fuerza de tensión previa alcanzada en la unión mediante tornillos y un mejor aprovechamiento de la resistencia del tornillo. De este modo se reduce la carga del tornillo en uniones mediante tornillos dinámicas, lo que es muy importante en uniones mediante tornillos con una carga variable sobre el tornillo para la durabilidad de la unión mediante tornillos.

En el procedimiento de apriete controlado según el ángulo de rotación el tornillo se sigue haciendo girar un ángulo predefinido a partir de un momento de ajuste perfecto o umbral. A este respecto, respetar el ángulo de rotación es extremadamente importante, dado que esto influye directamente en la resistencia y la durabilidad de la unión. En el procedimiento de apriete controlado según el límite elástico, la detección del ángulo de rotación real, que gira el tornillo durante el apriete, es decisivo para el resultado de apriete.

Si el apriete del tornillo se realiza ahora con una herramienta de atornillado accionada a motor manual, entonces una rotación de la herramienta de atornillado alrededor del eje del cabezal de atornillado por parte del usuario de la herramienta de atornillado puede influir directamente en el ángulo de rotación, que se sigue haciendo girar un tornillo a partir del momento de ajuste perfecto o umbral. Esto conduce a que la rotación del cabezal de atornillado medida en relación con la carcasa del dispositivo de atornillado no coincida con un ángulo de rotación del cabezal de atornillado en relación con la pieza de trabajo. Por consiguiente, en el caso de una herramienta de atornillado manual no puede determinarse correctamente el ángulo de rotación, dado que puede verse influido por el movimiento de la herramienta de atornillado.

Por consiguiente, una utilización de herramientas de atornillado accionadas a motor manuales no es concebible en el caso de atornillados relevantes para la seguridad, dado que no puede garantizarse que se respete el ángulo de rotación tras alcanzar el momento de ajuste perfecto o umbral. Esto es aplicable en particular para los atornillados clasificados como A según la norma VDI 2862, que se clasifican como atornillados con peligro físico y para la vida, así como para atornillados clasificados como B, que pueden desencadenar un fallo de funciones relevantes de un vehículo o que se quede tirado.

Estado de la técnica

Por los motivos mencionados anteriormente, hasta la fecha principalmente se han utilizado dispositivos de atornillado, que están apoyados o montados de manera fija con respecto a la pieza de trabajo. A este respecto, no es posible girar el dispositivo de atornillado en relación con la pieza de trabajo.

En este dispositivo resulta desventajoso que éste sea esencialmente menos flexible que los dispositivos de atornillado manuales, dado que el dispositivo de atornillado debe apoyarse cada vez contra la pieza de trabajo. Por consiguiente, no es posible una utilización flexible y con ahorro de tiempo. Además, en la mayoría de los casos no es posible un apoyo contra la pieza de trabajo. La alternativa de un atornillador montado de manera fija en un aparato de manejo (trípode, instrumento telescópico) también limita la flexibilidad.

Para monitorizar el movimiento de la carcasa del dispositivo de atornillado en relación con el entorno, en las patentes DE 4 243 317 A1 y DE 4 343 11 C2 se proponen en cada caso módulos de medición angular para detectar el ángulo de rotación de la carcasa alrededor del eje del cabezal de atornillado en relación con el entorno.

Con esto pretende determinarse el movimiento del dispositivo de atornillado en relación con el entorno y por consiguiente establecerse de manera más precisa el ángulo de rotación del cabezal de atornillado en relación con la pieza de trabajo, mediante la corrección del ángulo de rotación detectado del cabezal de atornillado en relación con la carcasa con el ángulo de rotación detectado de la carcasa alrededor del eje del cabezal de atornillado en relación con el entorno.

En estas realizaciones resulta desventajoso que no se garantiza la seguridad de funcionamiento de los procedimientos y módulos. Así, no puede reconocerse un error de medición de los sensores, que puede producirse

por ejemplo por fluctuaciones de temperatura o un defecto de los sensores. Por consiguiente, tampoco es posible una determinación fiable del ángulo de rotación del tornillo en relación con la pieza de trabajo con estos sistemas. Además, la norma VDI 2862 exige para los atornillados clasificados como A un control redundante de las variables de medición y control, así como una autocomprobación del conjunto de sensores de medición. Dado que el ángulo de rotación pertenece a estas variables de medición y control, prácticamente no pueden emplearse el procedimiento y el módulo correspondientes a la descripción en las patentes mencionadas. Tampoco es recomendable una utilización para atornillados clasificados como B, dado que por un apriete erróneo, por ejemplo en la construcción de automóviles, pueden generarse elevados daños materiales.

Objetivo de la invención

Por consiguiente, es deseable proporcionar un dispositivo de atornillado mejorado y un procedimiento, que solucionen al menos algunos de los problemas anteriores y conduzcan a un apriete más preciso y seguro de tornillos o tuercas.

Solución del objetivo

Una solución de este objetivo se proporciona mediante el dispositivo de montaje con las características de la reivindicación 1.

Este dispositivo de montaje comprende un dispositivo de atornillado accionado a motor para apretar o aflojar tornillos con un cabezal de atornillado y una carcasa, comprendiendo el dispositivo de atornillado un primer módulo de medición angular para detectar el ángulo de rotación de la carcasa alrededor del eje del cabezal de atornillado en relación con el entorno. El dispositivo de montaje está caracterizado porque comprende una unidad de reconocimiento para reconocer datos de sensor erróneos en estado de reposo, que comprende de nuevo medios para reconocer el estado de reposo y medios de comparación para comparar los valores de sensor medidos en estado de reposo con valores umbral predefinidos.

Por consiguiente, el ángulo de rotación de la carcasa alrededor del eje del cabezal de atornillado en relación con el entorno puede determinarse mediante el primer módulo de medición angular. Mediante la unidad de reconocimiento para reconocer datos de sensor erróneos se determina ahora mediante el medio para reconocer el estado de reposo, si el dispositivo de atornillado se encuentra en estado de reposo. En caso afirmativo, entonces pueden compararse los valores de sensor del primer módulo de medición angular medidos en estado de reposo con valores umbral predefinidos.

Dado que se conocen los valores que deben medirse del primer módulo de medición angular en estado de reposo, el ángulo medido debería ser esencialmente cero, ahora puede determinarse mediante la comparación con un valor umbral predefinido o un intervalo de tolerancia, si las salidas del primer módulo de medición angular son correctas. Si el primer módulo de medición angular en estado de reposo mide un valor, que está por encima o por debajo del valor umbral, entonces existe claramente un error en el módulo de medición angular. Ahora podría omitirse un uso adicional del dispositivo de atornillado, para evitar que se aprieten uniones mediante tornillos con un primer módulo de medición angular erróneo, lo que puede conducir a una unión mediante tornillos errónea. Además, las uniones que se llevaron a cabo desde la última comprobación mediante el medio de comparación, podrían evaluarse como incorrectas, dado que no puede garantizarse un funcionamiento correcto del primer módulo de medición angular para estas uniones mediante tornillos.

Por tanto, con un dispositivo de montaje de este tipo pueden reconocerse datos de sensor erróneos de módulos de medición... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo de montaje (1, 3, 5, 9, 1, 15, 16) con un dispositivo de atornillado (11, 31,

51, 11, 171) manual, accionado a motor, para apretar o aflojar tornillos con un cabezal de atornillado

(12, 32, 52, 12) y una carcasa (13, 33, 53, 13), en el que el dispositivo de atornillado

comprende:

a) un primer módulo de medición angular (14, 34, 54, 14, 114, 124, 134) para detectar un ángulo de rotación de la carcasa alrededor del eje del cabezal de atornillado en relación con el entorno;

caracterizado porque

b) el dispositivo de montaje (1, 3, 5, 9, 1, 15, 16) comprende una unidad de reconocimiento (15, 25, 35, 55, 15) para reconocer datos de sensor erróneos del primer módulo de

medición angular, en estado de reposo, que comprende:

b1) medios (16, 26, 36, 46, 56, 66, 16) para reconocer el estado de reposo; y

b2) medios de comparación (17, 27, 37, 57, 77, 87, 17) para comparar los valores de 2 sensor del primer módulo de medición angular medidos en estado de reposo con valores umbral

predefinidos.

2. Dispositivo de montaje (2) según la reivindicación 1, en el que la unidad de reconocimiento (25) comprende además:

medios de señalización (28) para enviar un mensaje al usuario; y

medios de bloqueo (29) para impedir el uso del dispositivo de atornillado.

3. Dispositivo de montaje (3) según la reivindicación 1 ó 2, en el que el medio (36) para reconocer el

estado de reposo comprende:

- al menos un sensor (31), en el dispositivo de atornillado (31), para detectar movimiento; y/o

- al menos un sensor (411), en el dispositivo de atornillado (31), para reconocer el contacto del dispositivo

de atornillado con o la aproximación del dispositivo de atornillado a una superficie; y/o

- una bandeja para herramientas (512) con al menos un sensor (513) para reconocer la deposición del dispositivo de atornillado en la bandeja para herramientas para reconocer el estado de reposo; y/o

- medios (613), en el dispositivo de atornillado (31), para determinar la posición del dispositivo de atornillado en el espacio, por ejemplo a través de triangulación; y/o

- al menos un transpondedor (529b) y un medio (53b) para leer el transpondedor, en el que o bien el

transpondedor o bien el medio para leer el transpondedor está dispuesto en el dispositivo de atornillado.

4. Dispositivo de montaje (7) según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el medio de comparación (77):

- compara los valores de sensor con un valor límite mínimo y un valor límite máximo; o

- compara los datos de sensor con un intervalo de tolerancia en torno a un valor inicial definido.

5. Dispositivo de montaje (9) según una de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende además:

un medio (914) para la medición del tiempo, que mide el tiempo desde la última deposición del dispositivo de atornillado reconocida por el medio (96) para reconocer el estado de reposo;

un medio de señalización (915) para señalar un mensaje al usuario, cuando el tiempo medido está por 6 encima de un primer valor umbral; y

un medio de bloqueo (916) para impedir el uso del dispositivo de atornillado (91), cuando el tiempo medido está por encima de un segundo valor umbral.

6. Dispositivo de montaje (1) según una de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende además:

7.

8.

9.

11.

12.

13.

14.

un segundo módulo de medición angular (118) para detectar el ángulo de rotación del cabezal de atornillado (12) en relación con la carcasa (13), previsto en el dispositivo de atornillado; y

una unidad de corrección angular (119) para establecer el verdadero ángulo de rotación del cabezal de atornillado (12) en relación con el entorno a partir del ángulo de rotación medido del cabezal de atornillado (12) y del ángulo de rotación detectado de la carcasa (13), prevista en el dispositivo de montaje.

Dispositivo de montaje (11) según una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el primer módulo de medición angular (114) o bien comprende varios sensores (112) para la medición redundante en cada caso del ángulo de rotación del dispositivo de atornillado, o bien comprende al menos un sensor (1121) Intrínsecamente seguro.

Dispositivo de montaje (12) según las reivindicaciones 1 a 7, en el que el primer módulo de medición angular (124) comprende varios sensores con diferentes procedimientos de medición.

Dispositivo de montaje (13) según la reivindicación 7 u 8, en el que los sensores del primer módulo de medición angular (134) están configurados como sensores de velocidad de rotación o sensores de aceleración.

Dispositivo de montaje (14) según una de las reivindicaciones 7 a 9, que comprende además:

medios de reconocimiento de errores (1422) para reconocer errores de medición de los sensores, que comprenden

medios de cálculo (1423) para calcular al menos un valor de diferencia de los varios valores de medición de los varios sensores;

medios de señalización (1424) para enviar un mensaje al usuario, cuando al menos un valor de diferencia está por encima de un valor umbral; y

medios de bloqueo (1425) para impedir el uso del dispositivo de atornillado.

Dispositivo de montaje (15) según una de las reivindicaciones 1 a 1, en el que

- el dispositivo de montaje comprende además medios de comparación del intervalo de medición (1526) para comparar los valores de sensor medidos del primer módulo de medición angular con un intervalo de medición predeterminado de los sensores del primer módulo de medición angular; y/o

- el dispositivo de montaje comprende además medios de monitorización de la tensión de alimentación (1627) para monitorizar la tensión de alimentación de los sensores; y/o

- el dispositivo de atornillado (171) comprende además al menos una unidad de medición de temperatura (1728) colocada en la zona de un sensor para medir la temperatura del sensor.

Dispositivo de montaje (1) según una de las reivindicaciones 1 a 11, en el que el dispositivo de atornillado (11) está configurado como dispositivos de atornillado accionados eléctricamente, hidráulicamente o mediante aire comprimido.

Dispositivo de montaje (1) según una de las reivindicaciones 1 a 12, en el que el dispositivo de atornillado (11) comprende además una batería para la alimentación del dispositivo de atornillado con corriente.

Procedimiento para apretar o aflojar tornillos por medio de un dispositivo de atornillado (11, 31, 51, 11, 171) manual, accionado a motor, con un cabezal de atornillado (12, 32, 52, 12) y una carcasa (13, 33, 53, 13), en el que el procedimiento comprende las etapas de:

a) detectar (S181) un ángulo de rotación de la carcasa alrededor del eje del cabezal de atornillado (12, 32, 52, 12) en relación con el entorno por medio de un primer módulo de medición angular (14, 34, 54, 14, 114, 124, 134);

caracterizado por las siguientes etapas

b) reconocer (S182) datos de sensor erróneos del primer módulo de medición angular, en estado de reposo por medio de una unidad de reconocimiento, que comprende las etapas de:

b1) reconocer (S183) el estado de reposo; y

15.

16.

17.

18.

19.

21.

b2) comparar (S184) los valores de sensor del primer módulo de medición angular medidos en estado de reposo con valores umbral predefinidos por medio de un medio de comparación.

Procedimiento según la reivindicación 14, que comprende además las etapas de:

enviar (S185) un mensaje al usuario por medio de un medio de señalización; e

impedir (S186) el uso del dispositivo de atornillado por medio de un medio de bloqueo.

Procedimiento según la reivindicación 14 ó 15, en el que la etapa de reconocer el estado de reposo:

- comprende la detección de movimiento por medio de un sensor en el dispositivo de atornillado; y/o

- comprende el reconocimiento de un valor de salida constante de un sensor o del módulo de medición angular durante un periodo de tiempo predeterminado; y/o

- comprende el reconocimiento de un contacto del dispositivo de atornillado con o la aproximación del dispositivo de atornillado a una superficie; y/o

- comprende el reconocimiento de la deposición del dispositivo de atornillado en una bandeja para

herramientas; y/o

- comprende la determinación de la posición del dispositivo de atornillado en el espacio, por ejemplo a través de triangulación.

Procedimiento según una de las reivindicaciones 14 a 16, que comprende además las etapas de:

medir (S197) el tiempo desde la última deposición reconocida del dispositivo de atornillado;

señalizar (S198) un mensaje al usuario, cuando el tiempo medido está por encima de un primer valor umbral; e

impedir (S199) el uso del dispositivo de atornillado, cuando el tiempo medido está por encima de un segundo valor umbral.

Procedimiento según una de las reivindicaciones 14 a 17, que comprende además las etapas de:

detectar (S211) el ángulo de rotación del cabezal de atornillado en relación con la carcasa; y

establecer (S212) el verdadero ángulo de rotación del cabezal de atornillado en relación con el entorno a partir del ángulo de rotación medido del cabezal de atornillado y el ángulo de rotación detectado de la carcasa.

Procedimiento según una de las reivindicaciones 14 a 18, que comprende además las siguientes etapas:

calcular (S2114) al menos un valor de diferencia de varios valores de medición de vahos sensores del primer módulo de medición angular;

enviar (S2115) un mensaje al usuario, cuando al menos un valor de diferencia está por encima de un valor umbral;

Impedir (S2116) el uso del dispositivo de atornillado, cuando al menos un valor de diferencia está por encima del valor umbral u otro valor umbral predeterminado.

Procedimiento según una de las reivindicaciones 14 a 19, que comprende además las siguientes etapas:

determinar (S2218) una velocidad angular de rotación de la carcasa alrededor del eje del cabezal de atornillado;

comparar (S2219) la velocidad angular de rotación con un valor umbral;

evaluar (S222) un atornillado en curso como incorrecto, cuando la velocidad angular de rotación está por encima del valor umbral.

Procedimiento según una de las reivindicaciones 14 a 2, que comprende además las siguientes etapas:

evaluar un atornillado en curso como incorrecto, cuando el ángulo de rotación de la carcasa alrededor del eje del cabezal de atornillado está por encima de un valor umbral.

22. Procedimiento según una de las reivindicaciones 14 a 21, que comprende además la siguiente etapa:

evaluar un atornillado en curso como incorrecto, cuando se produce un error, por ejemplo que se está por encima de un valor umbral, durante el atornillado.


 

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