ES2260722T3 - Acoplamiento de tubo flexible. - Google Patents
Acoplamiento de tubo flexible.Info
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Abstract
Acoplamiento de tubo flexible que comprende una abrazadera (2) que puede tensarse alrededor de un eje longitudinal (1) y cuyos bordes (3) están situados más cerca del eje longitudinal (1) que la zona (4) situada entre los bordes (3), y un tubo rígido (5) sobre un tramo extremo (6) del cual puede enchufarse un tramo extremo (7) del tubo flexible (8) y éste puede afianzarse firmemente por medio de la abrazadera (2), estando el tramo extremo (6) del tubo rígido (5) provisto de un nervio de retención periférico (9), más allá del cual puede ser desplazado el tramo extremo (7) del tubo flexible (8) y sobre el cual se puede apretar la abrazadera (2) sobre el tubo flexible (8), de modo que el tubo flexible (8) queda aprisionado entre el nervio de retención (9) y la abrazadera (2), presentando la abrazadera un fleje de tensado periférico de forma circular hecho de metal, caracterizado porque el fleje de tensado (10) es elástico y tiene un espesor uniforme, y porque la zona (4) del fleje de tensado (10) situada entre los bordes (3) de dicho fleje de tensado (10) presenta cierta distancia respecto del tubo flexible (8) en el estado tensado de la abrazadera (2).
Description
Acoplamiento de tubo flexible.
La invención se refiere a un acoplamiento de
tubo flexible que comprende una abrazadera que puede ser tensada
alrededor de un eje longitudinal y cuyos bordes están situados más
cerca del eje longitudinal que la zona situada entre los bordes, y
un tubo rígido sobre un tramo extremo del cual puede enchufarse un
tramo extremo del tubo flexible y éste puede ser aprisionado
firmemente por medio de la abrazadera, estando el tramo extremo del
tubo rígido provisto de un nervio de retención periférico, más allá
del cual puede ser desplazado el tramo extremo del tubo flexible y
sobre el cual se puede tensar la abrazadera sobre el tubo flexible,
de modo que este tubo flexible queda aprisionado entre el nervio de
retención y la abrazadera, presentando la abrazadera un fleje de
tensado periférico de forma circular hecho de metal.
En un acoplamiento de tubo flexible conocido de
esta clase (DE 29 19 939 A1) el fleje de tensado tiene la forma de
un anillo en C con mordazas de tensado conformadas en sus extremos,
a través de las cuales se introduce un tornillo tensor. El contorno
de la sección transversal axial del fleje de tensado es
preferiblemente de forma de trapecio por dentro, pero puede tener
aproximadamente forma de rectángulo por fuera. Como alternativa, el
fleje de tensado, en sección transversal axial, deberá poder ser
también por dentro, por ejemplo, de forma de segmento circular o de
forma elíptica. El tubo rígido es, por ejemplo, un racor tubular que
está hecho de plástico. El contorno de la sección transversal axial
del nervio de retención está conformado de manera correspondiente
al contorno interior del fleje de tensado, es decir, también
preferiblemente en forma de trapecio o, por ejemplo, en forma de
círculo o en forma elíptica. Por tanto, el fleje de tensado tiene un
alto momento de inercia superficial y es así flexible justamente en
grado suficiente para tensar la abrazadera. Por tanto, requiere una
fuerza de tensado correspondientemente elevada y no está así en
condiciones de seguir elásticamente a una desviación ("fluencia
hacia fuera") del material del tubo flexible originada por la
presión de sujeción radial de la abrazadera, para proporcionar
automáticamente una estanqueidad permanente de la unión del tubo
flexible y el tubo rígido. La estanqueidad de la unión se basa
sustancialmente en que se mantiene bajo pretensado el material
elástico del tubo flexible en el espacio entre el fleje de tensado y
el nervio de retención. No obstante, cuando disminuye la elasticidad
del material del tubo flexible a consecuencia de la presión de
sujeción y de un envejecimiento por la acción del calor, puede dejar
de ser estanca la unión a alta presión de fluido en el tubo flexible
y en el tubo rígido.
Se conoce por el documento EP 0 166 756 B1 el
recurso de disponer entre una abrazadera de rosca helicoidal y un
tubo flexible a afianzar firmemente sobre un tubo rígido metálico
liso (no nervado) un fleje metálico elástico de espesor uniforme,
cuyo contorno de sección transversal axial esté abombado
uniformemente hacia fuera en una zona axialmente central y esté
provisto, en los bordes de la zona central, de unos engrosamientos
radialmente abombados hacia dentro. Al tensar la abrazadera de rosca
helicoidal, el fleje metálico es presionado con su zona central y
los engrosamientos contra el tubo flexible. De este modo, el
material del tubo flexible es presionado axial y radialmente en la
zona entre los engrosamientos para lograr una acción de sellado lo
más alta posible por medio del material elástico del tubo flexible
en la zona central del fleje metálico entre los engrosamientos. Al
mismo tiempo, el fleje metálico deberá hacer posible un sellado
automático al disminuir la elasticidad del material del tubo
flexible, puesto que los engrosamientos deberán presionar con
pretensado de muelle radial sobre el tubo flexible y reajustarse
elásticamente al ceder el material de dicho tubo flexible.
Prescindiendo de que la abrazadera de rosca helicoidal que produce
el tensado del fleje metálico es complicada y costosa, ésta
dificulta la libre movilidad elástica del fleje metálico. Además,
los engrosamientos contribuyen a aumentar la rigidez del fleje
metálico a causa de su alto momento de inercia superficial.
La invención se basa en el problema de indicar
un acoplamiento de tubo flexible de la clase expuesta al principio
que, junto con una estructura sencilla, garantice una alta
estanqueidad de la unión entre el tubo flexible y el tubo rígido,
concretamente con independencia de un envejecimiento por acción del
calor y una deformación permanente (una "fluencia hacia fuera")
del material del tubo flexible bajo la presión de sujeción.
Según la invención, este problema se resuelve
por el hecho de que el fleje de tensado es elástico y tiene un
espesor uniforme, y la zona del fleje de tensado situada entre los
bordes de dicho fleje de tensado presenta cierta distancia respecto
del tubo flexible en el estado tensado de la abrazadera.
En esta solución la abrazadera tiene un momento
de inercia superficial más pequeño que el de la abrazadera del
género expuesto. Por tanto, tiene una alta flexibilidad elástica
alrededor de ejes transversales perpendiculares a su eje
longitudinal. Sus bordes pueden reajustarse fácilmente a una
reducción del espesor del tubo flexible originado por envejecimiento
o por presión y pueden seguir aprisionando firmemente el tubo
flexible contra el tubo rígido sin que tenga que reapretarse la
abrazadera para mantener hermética la unión. Asimismo, la abrazadera
puede ceder o reajustarse en un intervalo grande de fluctuación de
la temperatura, de aproximadamente -40ºC a 200ºC, ante variaciones
de las dimensiones del tubo rígido y del tubo flexible, así como de
sus propias dimensiones.
La distancia mencionada contribuye
adicionalmente a que la fuerza de presión radial de los bordes del
fleje de tensado sea relativamente alta en comparación con la de la
zona central entre los bordes de dicho fleje de tensado y
proporciona una acción de apriete suficientemente alta en la zona de
los bordes, pero el material del tubo flexible no está prensado o no
lo está demasiado fuertemente en la zona central entre los bordes y,
por tanto, no está sometido a ninguna deformación de presión
permanente. Esta distancia puede mantenerse fácilmente haciendo que
se apliquen una a otra unas mordazas de tensado dispuestas en los
extremos del fleje de tensado al alcanzarse la distancia o bien
haciendo que un tornillo tensor que tira de las mordazas de tensado
una hacia otra no pueda ser apretado, por ejemplo por medio de una
llave dinamométrica, hasta más allá de un par de giro en el cual se
alcanza la distancia.
Una ejecución ventajosa puede consistir en que
el contorno radialmente exterior de la sección transversal axial del
nervio de retención esté abombado de manera uniforme, pudiendo ser
de forma de arco de círculo el contorno radialmente exterior de la
sección transversal axial del nervio de retención. Esta forma se
puede obtener fácilmente e impide altas compresiones superficiales
en el tubo flexible contra cantos del nervio de retención.
Por consiguiente, en el estado mutuamente
enchufado del tubo rígido y del tubo flexible, el círculo
circunscrito del nervio de retención en su lado del extremo libre
del tubo rígido situado en el tubo flexible puede ser menor que el
círculo circunscrito en su otro extremo. Esta forma facilita el
enchufado del tubo flexible sobre y hasta más allá del nervio de
retención.
El contorno de la sección transversal del fleje
de tensado entre sus bordes puede estar también uniformemente
abombado en dirección radial hacia fuera, preferiblemente en forma
de arco de círculo. Esta forma del fleje de tensado se puede obtener
también fácilmente e impide compresiones superficiales demasiado
altas entre el tubo flexible y el fleje de tensado cuando este fleje
de tensado se apriete con demasiada fuerza.
Por consiguiente, se puede procurar que el radio
de curvatura del contorno radialmente exterior de la sección
transversal axial del nervio de retención sea mayor que el radio de
curvatura del contorno interior de la sección transversal axial del
fleje de tensado. La presión del fleje de tensado se ejerce aquí
principalmente sobre el tubo flexible en la zona del nervio de
retención, de modo que el tubo flexible no puede seguir
desplazándose, ni siquiera bajo una alta carga axial de la unión,
hasta que cooperen el nervio de retención y el fleje de tensado.
Preferiblemente, el tubo rígido es de metal,
especialmente metal ligero. Este material no sólo contribuye a la
reducción del peso total de un aparato, por ejemplo de un vehículo
automóvil, en el que se conecta el tubo flexible a un tubo rígido,
por ejemplo al racor tubular del radiador, sino que es también más
estable frente al envejecimiento, especialmente frente a
fluctuaciones de temperatura, que el plástico.
Se describen seguidamente la invención y sus
perfeccionamientos con más detalle ayudándose de los dibujos
adjuntos de un ejemplo de realización preferido. Representan en
éstos:
La figura 1, la sección transversal
I-I de la figura 2 para el acoplamiento de tubo
flexible según la invención,
La figura 2, la sección transversal
II-II de la figura 1,
La figura 3, una vista en perspectiva de la
sección transversal I-I de la figura 2 y
La figura 4, un detalle ampliado de la figura
2.
El acoplamiento de tubo flexible representado
tiene una abrazadera 2 que puede tensarse alrededor de un eje
longitudinal 1 y cuyos bordes 3 están más cerca del eje longitudinal
1 que la zona 4 situada entre los bordes 3, y un tubo rígido 5 sobre
un tramo extremo 6 del cual puede enchufarse un tramo extremo 7 del
tubo flexible 8 y éste puede ser firmemente afianzado por medio de
la abrazadera 2. El tramo extremo 6 del tubo rígido 5 está provisto
de un nervio de retención periférico 9, más allá del cual puede ser
desplazado el tramo extremo 7 del tubo flexible 8 y sobre el cual
puede tensarse la abrazadera 2 sobre el tubo flexible 8, de modo que
este tubo flexible 8 quede aprisionado entre el nervio de retención
9 y la abrazadera 2. La abrazadera 2 presenta un fleje de tensado
elástico 10 hecho de metal. El fleje de tensado 10 tiene la forma de
un anillo en C, sobre cuyos extremos están fijadas unas mordazas de
tensado 11, por ejemplo por remachado o soldadura. A través de las
mordazas de tensado se extiende un tornillo 12 cuya cabeza se aplica
a una de las mordazas de tensado y el cual está atornillado a través
de una tuerca 13 aplicada a la otra mordaza de tensado 11.
La zona situada entre los bordes 3 del fleje de
tensado 10 tiene cierta distancia respecto del tubo flexible 8 en el
estado tensado de la abrazadera 2.
El contorno radialmente exterior de la sección
transversal axial del nervio de retención 9 está abombado de manera
uniforme, preferiblemente en forma de arco de círculo. En el estado
mutuamente enchufado del tubo rígido 5 y el tubo flexible 8, el
círculo circunscrito del nervio de retención 9 en su lado del
extremo libre del tubo rígido situado en el tubo flexible 8 es más
pequeño que el círculo circunscrito en su otro extremo.
El contorno de la sección transversal del fleje
de tensado 10 entre sus bordes 3 está también uniformemente abombado
en dirección radial hacia fuera, preferiblemente en forma de arco de
círculo.
El radio de curvatura R_{1} del contorno
radialmente exterior de la sección transversal axial del nervio de
retención 9 es mayor que el radio de curvatura R_{2} del contorno
interior de la sección transversal axial del fleje de tensado
10.
El tubo rígido 5 es de metal, especialmente
metal ligero, aquí aluminio.
Formar la abrazadera 2 con el fleje de tensado
elástico 10 con un espesor uniforme de metal tiene la ventaja de que
el fleje de tensado 10 presenta un pequeño momento de inercia
superficial, de modo que tiene una alta flexibilidad elástica a lo
largo de ejes transversales perpendiculares a su eje longitudinal 1.
Sus bordes 3 se pueden reajustar fácilmente a una reducción del
espesor del tubo flexible originada por envejecimiento o presión y
pueden seguir apretando firmemente el tubo flexible 4 contra el tubo
rígido 5, sin que haya que reapretar la abrazadera 2 para que se
mantenga hermética la unión. Asimismo, la abrazadera 2 puede ceder o
reajustarse en un intervalo grande de fluctuaciones de la
temperatura, de aproximadamente -40ºC a 200ºC, frente a variaciones
de las dimensiones del tubo rígido 5 y del tubo flexible 8, así como
de sus propias dimensiones. No obstante, su rigidez es
suficientemente alta como para que el tubo flexible 8, en unión del
nervio de retención 9, sea afianzado con firmeza y seguridad sobre
el tubo 5 en contra de altas componentes de presión axiales del
fluido conducido por el tubo flexible 8 y el tubo rígido 5. La
distancia de la zona del tubo flexible 8 situada entre los bordes 3
del fleje de tensado 10, en el estado tensado de la abrazadera 2,
contribuye, además, a que la fuerza de presión radial de los bordes
3 del fleje de tensado sea relativamente alta en comparación con la
de la zona central 4 entre los bordes 3 del fleje de tensado 10 y
proporcione una acción de apriete suficientemente alta en la zona de
los bordes 3, pero el material del tubo elástico no sea prensado o
no lo sea con demasiada fuerza en la zona central entre los bordes
3 y, por tanto, no esté sometido a ninguna deformación de presión
permanente. Esta distancia puede mantenerse fácilmente haciendo que
las mordazas de tensado 11 se apliquen una a otra al alcanzarse esta
distancia o bien que el tornillo tensor 12 no puede ser apretado,
por ejemplo por medio de una llave dinamométrica, hasta más allá de
un par de giro en el que se alcanza esta distancia.
El abombamiento uniforme, especialmente de forma
de arco de círculo, del contorno radialmente exterior de la sección
transversal axial del nervio de retención 9 impide una alta
compresión superficial en el tramo extremo 7 del tubo flexible 8, lo
que contrasta con una ejecución angulosa del nervio de retención 9,
y se puede obtener fácilmente.
Dado que, en el estado mutuamente enchufado del
tubo rígido 5 y el tubo flexible 8, el círculo circunscrito del
nervio de retención en su lado del extremo libre del tubo rígido
situado en el tubo flexible 8 es menor que el círculo circunscrito
en su otro extremo, el tubo flexible 8 puede ser enchufado
fácilmente sobre y hasta más allá del nervio de retención 9. Un
escalón 14 del tubo rígido 5 o una pared de un aparato, por ejemplo
del radiador de un vehículo automóvil, en la que está herméticamente
fijado o conformado el tramo extremo 6, limita aquí el recorrido de
enchufado del tubo flexible 8. Por consiguiente, el tubo rígido es
corto y forma solamente un racor para el tubo flexible.
El contorno de la sección transversal del fleje
de tensado 10 entre sus bordes 3, abombado uniformemente hacia
fuera, especialmente en forma de arco de círculo, se puede obtener
también fácilmente e impide compresiones superficiales demasiado
altas entre el tubo flexible 8 y el fleje de tensado 10 cuando este
fleje de tensado 10 es tensado con demasiada fuerza.
Como quiera que el radio de curvatura R_{1}
del contorno radialmente exterior de la sección transversal axial
del nervio de retención 9 es mayor que el radio de curvatura R_{2}
del contorno interior de la sección transversal axial del fleje de
tensado 10. la presión de dicho fleje de tensado 10 es ejercida
sobre el tubo flexible 8 principalmente en la zona del nervio de
retención 9, de modo que el tubo flexible 8 no puede desplazarse, ni
siquiera bajo una alta carga axial de la unión, hasta que cooperen
el nervio de retención 9 y el fleje de tensado 10.
La formación del tubo 5 a base de metal,
especialmente metal ligero, no sólo contribuye a reducir el peso
total de un aparato en el que el tubo flexible 8 sea conectado a un
tubo rígido, por ejemplo un racor tubular de un radiador de vehículo
automóvil, sino que también es más resistente al envejecimiento,
especialmente frente a fluctuaciones de temperatura, que el
plástico.
Claims (8)
1. Acoplamiento de tubo flexible que comprende
una abrazadera (2) que puede tensarse alrededor de un eje
longitudinal (1) y cuyos bordes (3) están situados más cerca del eje
longitudinal (1) que la zona (4) situada entre los bordes (3), y un
tubo rígido (5) sobre un tramo extremo (6) del cual puede enchufarse
un tramo extremo (7) del tubo flexible (8) y éste puede afianzarse
firmemente por medio de la abrazadera (2), estando el tramo extremo
(6) del tubo rígido (5) provisto de un nervio de retención
periférico (9), más allá del cual puede ser desplazado el tramo
extremo (7) del tubo flexible (8) y sobre el cual se puede apretar
la abrazadera (2) sobre el tubo flexible (8), de modo que el tubo
flexible (8) queda aprisionado entre el nervio de retención (9) y la
abrazadera (2), presentando la abrazadera un fleje de tensado
periférico de forma circular hecho de metal, caracterizado
porque el fleje de tensado (10) es elástico y tiene un espesor
uniforme, y porque la zona (4) del fleje de tensado (10) situada
entre los bordes (3) de dicho fleje de tensado (10) presenta cierta
distancia respecto del tubo flexible (8) en el estado tensado de la
abrazadera (2).
2. Acoplamiento de tubo flexible según la
reivindicación 1, caracterizado porque el contorno
radialmente exterior de la sección transversal axial del nervio de
retención (9) está abombado de manera uniforme.
3. Acoplamiento de tubo flexible según una de
las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el contorno
radialmente exterior de la sección transversal axial del nervio de
retención (9) es de forma de arco de círculo.
4. Acoplamiento de tubo flexible según la
reivindicación 3, caracterizado porque, en el estado
mutuamente enchufado del tubo rígido (5) y el tubo flexible (8), el
círculo circunscrito del nervio de retención (9) en su lado del
extremo libre del tubo rígido situado en el tubo flexible (8) es
menor que el círculo circunscrito en su otro extremo.
5. Acoplamiento de tubo flexible según una de
las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el contorno
de la sección transversal del fleje de tensado (10) entre sus bordes
(3) está uniformemente abombado en dirección radial hacia fuera.
6. Acoplamiento de tubo flexible según la
reivindicación 5, caracterizado porque el abombamiento del
contorno de la sección transversal del fleje de tensado (10) es de
forma de arco de círculo.
7. Acoplamiento de tubo flexible según la
reivindicación 2 y la reivindicación 6, caracterizado porque
el radio de curvatura (R_{1}) del contorno radialmente exterior de
la sección transversal axial del nervio de retención (9) es mayor
que el radio de curvatura (R_{2}) del contorno interior de la
sección transversal axial del fleje de tensado (10).
8. Acoplamiento de tubo flexible según una de
las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el tubo
rígido (5) es de metal, especialmente metal ligero.
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