BR0214144B1 - dispositivo de acoplamento para condutos de fluido de pressão e um método para fabricação de tal acoplamento, compreendendo uma fenda de vazamento para indicação de vazamento. - Google Patents

Description

"DISPOSITIVO DE ACOPLAMENTO PARA CONDUTOS DEFLUIDO DE PRESSÃO E UM MÉTODO PARA FABRICAÇÃO DE TALACOPLAMENTO, COMPREENDENDO UMA FENDA DE VAZAMENTO PARAINDICAÇÃO DE VAZAMENTO".

Campo Técnico da Invenção

A presente invenção se refere a um dispositivo deacoplamento para condutos de meios pressurizados, de acordocom o preâmbulo da reivindicação anexa 1.

A presente invenção também se refere a um métodopara fabricação de tal dispositivo de acoplamento, deacordo com o preâmbulo da reivindicação anexa 6.

Antecedentes Técnicos

Os dispositivos de acoplamento mais simples parameios pressurizados exibem uma desvantagem, em que umacoplamento incompleto das partes compreendidas deacoplamento pode levar a uma queda na pressão durante aoperação, devido ao fato de que as partes de acoplamento seapresentam em separado. Em tais acoplamentos, foi provadoser difícil se encontrar tais erros de acoplamento duranteos procedimentos de controle, o que pode causar um granderisco de acidentes, devido, pc'r exemplo, à perda da funçãode frenagem em sistemas de frenagem que são atuados pormeio de ar pressurizado.

Para sistemas com meios pressurizados comespeciais exigências de segurança, existem dispositivos deacoplamento conhecidos que são dispostos para vazar o meiopressurizado em uma posição de bloqueio parcial. Aoproceder assim, é gerado um sinal indicador acústico, aomesmo tempo em que o acoplamento é interrompido de inteiraseparação, devido a que uma perda de pressão é retardada,ver, por exemple·, os documentos de patentes EP 0795 102 Ble SE 459 279 B. Nesses acoplamentos conhecidos, o ponto devazamento forma um chanfro na extremidade de uma das partesdo acoplamento, o que afeta a colocação de um anel devedação interativo.

Resumo da Invenção

O objetivo da presente invenção é de obter umdispositivo de acoplamento em que o ponto de vazamento écriado, usando um dispositivo simples.

O dito objetivo é obtido por meio do dispositivode acoplamento de acordo com a presente invenção, cujascaracterísticas se tornarão evidentes a partir da descriçãoda reivindicação anexa 1.

O dito objetivo é também obtido por meio dométodo de acordo com a presente invenção, cujascaracterísticas se tornarão evidentes a partir da descriçãoda reivindicação anexa 4.

A invenção será descrita em seguida de maneiramais detalhada usando um exemplo de uma modalidade damesma, com referência aos desenhos anexos, em que:

- a figura 1 mostra uma vista lateral parcialmente em cortedo dispositivo de acoplamento de acordo com a invenção, emum exemplo de modalidade, em estado inteiramente acoplado;

- a figura 2 mostra uma correspondente vista do dispositivode acoplamento em um estado parcial de acoplamento;

- a figura 3 mostra uma vista parcialmente rompida de umdispositivo de acoplamento, que mostra uma fenda devazamento compreendida em um dispositivo de acordo com ainvenção; e

a figura 4 mostra de forma esquemática o método defabricação do dispositivo de acoplamento.

Conforme pode ser melhor visto na figura 1, odispositivo de acoplamento no exemplo mostrado consiste deduas partes de acoplamento, por exemplo, para acoplamentode uma parte, por exemplo, um tubo para condução de um meiopressurizado, por exemplo, ar pressurizado, a uma partefixa de um sistema de meio pressurizado, por exemplo, umrecipiente pressurizado (não mostrado). As duas partesprincipais do dispositivo de acoplamento no exemplomostrado consistem de uma primeira parte de acoplamento(1), a qual exibe uma extremidade de acoplamento (nãomostrado) para fixação à, por exemplo, parede do ditorecipiente ou outra parte fixa do sistema pressurizado e auma segunda parte de acoplamento, por exemplo, para afixação de um tubo de meio pressurizado. O dispositivo deacoplamento com suas duas partes de acoplamento (1, 2)obtém um acoplamento entre as duas partes de um sistemapressurizado. A primeira parte do acoplamento (1) émodelada como uma parte fêmea ou uma parte de invólucro comuma abertura circular (3), a qual axialmente se dispõe paradentro numa passagem essencialmente cilíndrica (5), sendorotativamente simétrica em torno do eixo longitudinal (4)do dispositivo de acoplamento. A segunda parte doacoplamento (2) é designada como macho ou uma parte deinserção dimensionada para ser inserida dentro daextremidade aberta (3) da parte fêmea. O dispositivo deacoplamento é fornecido com elementos de vedação a fim deobter um acoplamento entre as partes de acoplamento, quesão protegidas da poeira e vedadas contra pressão. Aspartes de acoplamento podem consistir principalmente de umanel de vedação interna (6), que é colocado em uma fenda emforma de anel (7) na parte macho (2). O anel de vedação (6)consiste de uma vedação elástica de anel em "O", feita dematerial elástico, tal como, borracha ou plástico. Noexemplo mostrado, um adicional elemento de vedação (8) éencaixado sobre a parte macho (2) e entra em contato com umapoio de batente (9) na parte macho. Essa vedação forma umaproteção principalmente contra poeira e pó, sendoidealizada para estar em contato de vedação com uma paredecônica (10) na extremidade aberta (3) da parte fêmea. Oelemento de vedação (8) é também no formato de anel, feitopreferencialmente de material elástico, tal como, borrachaou plástico. Os elementos de vedação (6, 8) podem, porexemplo, apresentar uma seção transversal substancialmenteretangular, ou, alternativamente, exibir formatos de seçãotransversal circular ou oval e se estender externamente emvolta da superfície oposta de invólucro (31), da partemacho (2).

0 dispositivo de acoplamento de acordo com ainvenção exibe um dispositivo de travamento que eidealizado para manter travada duas partes de acoplamentoentre si, em um estado acoplado. O dispositivo detravamento exibe pelo menos um órgão de travamento (11), oqual é elástico, a fim de constantemente tentar assumir aposição de travamento. No exemplo mostrado, o órgão detravamento consiste de um anel de travamento elásticoradialmente para fora. 0 anel de travamento (11) éposicionado em um recesso (não mostrado) na parte macho, demodo que o mesmo é substancialmente axialmente travado paraa parte macho (2) ou pelo menos apresenta uma mobilidadeaxial severamente limitada na direção da parte macho. Nodispositivo de travamento, é compreendida uma primeirafenda de travamento (12) no formato de anel, na partefêmea, na qual o anel de travamento é disposto paraflexionar para dentro, numa primeira posição interna detravamento. A fenda de travamento (12) apresenta umasuperfície de base no formato de anel (13), que, porexemplo, apresenta uma superfície no formato cilíndrico eduas superfícies de contato (14, 15), que se estendem emparalelo entre si e se estendem em um plano radial, emrelação ao eixo longitudinal (4) da parte fêmea. Nodispositivo de travamento é também compreendida uma segundafenda de travamento externa (16) na parte fêmea (1) . Essafenda de travamento apresenta também uma superfície de baseno formato de anel (17), que, por exemplo, apresenta uminvólucro cilindricamente modelado e uma superfície decontato (18), axialmente girada para dentro da parte fêmea,a qual se estende em um plano radial. A superfície oposta(19) da trilha (16) é, entretanto, oblíqua, em relação a umplano radial, isto é, forma uma superfície cônica, de modoa que o anel de travamento (11), quando a parte macho (2) éinserida dentro da parte fêmea, é pressionado radialmentepara dentro, na direção de sua ação elástica, a fim depossibilitar à parte macho ser adicionalmente pressionadapara dentro, para sua total posição de travamento.Em princípio, o dispositivo de travamento podefuncionar com um único anel de travamento (11), o qual naposição interna interage com a fenda de travamento interna(12) e na posição de travamento externa interage com afenda de travamento externa. A fim de adicionalmenteaumentar a segurança, o dispositivo de travamento noexemplo mostrado é fornecido, entretanto, com um segundoanel de travamento externo (30), o qual é disposto sobre aparte macho (2), axialmente externa ao primeiro anel detravamento (11), a uma distância do mesmo que é menor que adistância axial entre as fendas de travamento (12, 16),isto é, em um estado inteiramente acoplado, posicionadoaxialmente entre as fendas de travamento (12, 16). Numaposição parcialmente travada, por exemplo, quando a partemacho (2) não se encontra ainda inserida, o anel detravamento (11) se prende dentro da fenda de travamento(12), depois, a fenda de travamento externa (30) irá pegaro anel de travamento externo (30), de modo que o mesmo seposicione em contato de travamento com a fenda detravamento externa (Ib) . Uma adicional segurança é tambémobtida se um dos anéis de travamento apresentar condição demau funcionamento.

O dispositivo de acoplamento de acordo com ainvenção é fundamentado em um princípio conhecido, dispostopara vazar um meio pressurizado na posição de acoplamentoexterna, dessa forma, indicando que ocorre um acoplamentoparcial. No caso de ar pressurizado, a indicação seapresenta na forma de um sinal acústico, normalmente, umsom sibilante.De acordo com a invenção, a indicação é obtidapor meio de uma fenaa de vazamento (20) naquela parte doacoplamento que não suporta o órgão de vedação (6), isto é,no exemplo mostrado, a parte fêmea (1). A fenda devazamento (20), no exemplo, se encontra disposta numaporção de vedação (21) da parte fêmea (1), isto é, umaporção que veda à prova de pressão, devido à interação como anel de vedação (6) . Essa porção (21) é similarmente aoanel de vedação (6), rotacionalmente simétrica em torno doeixo longitudinal (4), se estendendo axialmente,principalmente dentro da fenda de vazamento (20) e com umdiâmetro que corresponde ao diâmetro externo do anel devedação (16) na posição de vedação, isto é, na posição detravamento total, conforme a figura 1, com o anel devedação elástico sendo ligeiramente comprimido. No entanto,a elasticidade é designada para suportar a pressãoproveniente do meio de pressão, de tal modo que umalaminação e mdesejada deformação não surja durantemovimentos de acoplamento axiais. No exemplo mostrado, aporção de vedação (21) da parte fêmea (1) apresenta umasuperfície de invólucro cilindricamente modelada,terminando na extremidade axialmente externa na fenda devazamento.

De acordo com a invenção, a fenda de vazamento(20), doravante referida como fenda de vazamento, apresentauma extensão axial que excede a extensão axial dasuperfície ativa de vedação (23) do anel de vedação interno(6), o qual, no exemplo, é de formato substancialmentecilíndrico. Além disso, a extensão da fenda de vazamentoapresenta um ângulo agudo "v" na direção do plano radial daparte fêmea (1) e se estende em formato de espiral ao longoda superfície de vedação (21) da parte fêmea (ver a figura3). No exemplo mostrado, a fenda de vazamento se estende empelo menos dois círculos e começa com uma extremidade defenda interna (24) e termina em uma extremidade de fendaexterna (25). Conforme pode ser deduzido das Figuras 2 e 3,o posicionamento da fenda de vazamento (20) é de tal modoescolhido em relação à posição do anel de vedação (6), naposição parcialmente travada ou parcialmente acoplada, quea extremidade de fenda interna (24) se estende axialmentedentro da superfície de vedação ativa (23) do anel devedação (6), enquanto a extremidade de fenda externa (25)se estende axialmente para fora dessa superfície. Alémdisso, a largura de uma única porção de fenda (26) éadequadamente menor que a largura da superfície (23) doanel de vedação (6) e a elasticidade é de tal modoescolhida que o anel de vedação não preenche completamentea fenda de vazamento em qualquer porção. Sob taiscircunstâncias, a fenda de vazamento (20) forma umapassagem livre para vazamento do meio de pressão na posiçãoparcialmente acoplada ou travada, de acordo com as Figuras2 e 3, por meio do qual é obtida uma indicação, no caso dear ou outro gás, na forma de um sinal acústico, tal como umsom sibilante ou um som em forma de "chiado". 0 anel devedação externo (3), nesse caso, também proporcionapassagem livre através de um afastamento em formato de anel(32), o qual é formado entre o anel e a parede cônica (10)da parte fêmea (1), na posição travada externa.Na posição inteiramente acoplada ou travada deacordo com a Figura 1, o anel de vedação (6) é posicionadoaxialmente dentro da fenda de vazamento (20), seencontrando em contato de vedação com a superfície devedação (21) da parte macho (2). O anel de vedação extern·:)(8) é posicionado axialmente fora da fenda de vazamento(20), se encontrando na posição de travamento interna emcontato de vedação, constituindo, dessa forma, uma barreiracontra a poeira, na disposição contra a parede cômica (10)da parte macho.

Através do ângulo agudo "v" da fenda de vazamento(20) e de seu formato espiralado, é possível que a fendaseja rotacionalmente fabricada mediante uma máquinarotativa, junto com a fabricação de pelo menos algumassuperfícies da parte de acoplamento que serão fornecidascom a fenda de vazamento, por exemplo, a parede cônica (10)da parte fêmea (1) ou sua inteira superfície de cavidadeinterna. Na figura 4 é esquematicamente mostrado, como éfeita a forma da superfície interna (27), por exemplo,mediante rotação da parte macho (2) em torno de seu eixolongitudinal (4), com uma ferramenta de fresagem (28)processando sobre a superfície interna durante um movimentoaxial e radialmente combinado, a fim de remover o materialna superfície e, dessa forma, fresar a fenda de vazamentode uma extremidade para outra. A velocidade rotacionalrelativa, a velocidade axial do movimento e o movimentoradial da ferramenta e do material, isto é, da parte macho,são assim sincronizados durante a fresagem da fenda devazamento (20), de modo que se obtém uma desejada extensão,isto é, no exemplo, a inclinação com o ângulo "ν". A fendapode apresentar uma profundidade que sucessivamente setorna menor na direção das extremidades ou terminar deforma relativamente abrupta, o que sempre é adequado doponto de vista de produção. Através de uma máquinapreviamente programada, a fenda pode ser feita em um únicomomento de fabricação, como a parede cônica do restante dacavidade.

A invenção não está limitada aos exemplosdescritos acima das modalidades também mostradas nosdesenhos, podendo ser variada dentro do escopo dasreivindicações anexas. É possível, por exemplo, se utilizarapenas um único anel de travamento ou um único anel devedação. No exemplo mostrado, é pressurizado um meio depressurização, no caso o ar, mas outros meios depressurização são possíveis, tais como outros gases oufluidos pressurizados, como óleo hidráulico. Issoproporciona a indicação de vazamento ser observadavisualmente, a menos que o vazamento de fluido proporcioneuma indicação acústica. Além disso, é possível sesubstituir os anéis de travamento por outros elementos detravamento, os quais, de modo correspondente, podem serdesviados entre uma posição de travamento e uma posição deliberação. Além disso, os anéis de travamento, fendas detravamento, anéis de vedação e também as fendas devazamento podem mudar de localização, podendo serposicionados na parte macho, ao invés da parte fêmea evice-versa.

Claims (7)

1. Dispositivo de acopiaraento para condutos de ummeio pressurizado, consistindo de duas partes deacoplamento que podem ser acopladas entre si, na forma deuma parte fêmea (1) e uma parte macho (2), a qual pode serinserida dentro da parte fêmea, em que é disposto umdispositivo de travamento para permitir o acoplamento daparte macho com a parte fêmea, e para numa posição internade travamento manter as partes de acoplamento inteiramenteacopladas, cujo dispositivo de travamento compreende pelomenos um elemento de travamento (11, 30) em uma das partesde acoplamento (2, 1), disposto, na dita posição detravamento, para se fixar dentro de um recesso (12) naoutra parte do acoplamento (1, 2), com um ou diversoselementos de vedação (6, 8) sendo dispostos, na ditaposição de travamento, para obter uma vedação entre aspartes de acoplamento, com a segunda parte de acoplamento(1, 2) exibindo um adicional recesso (16), no qual o ditoelemento de travamento é trazido para promover o travamentodas partes de acoplamento numa posição externa detravamento no acoplamento das duas partes de acoplamentoentre si, em que uma vedação parcial se faz presente naposição externa de travamento e em que as duas partes deacoplamento são travadas e parcialmente acopladas entre si,de modo a serem impedidas de se separarem, mas sendopermitidas de posteriormente serem trazidas para a ditaposição interna de travamento, para promover um completoacoplamento das partes de acoplamento, por meio do qual, napresença de um meio pressurizado, pode ser obtida umaindicação de que a posição externa de travamento foiassumida, devido à presença de vazamento do meiopressurizado, caracterizado em que a superfície deinvólucro (21) de uma das partes de acoplamento (1, 2)exibe uma fenda de vazamento (20) que corre em um ânguloagudo "v" na direção do plano radial da parte deacoplamento, com uma extremidade axial interna (24) e umaextremidade axial externa (25) e sendo de tal modoposicionada que na posição interna de travamento a fenda devazamento é posicionada axialmente fora do elemento devedação (6), e na posição externa de travamento, aextremidade axial interna da fenda de vazamento éposicionada axialmente dentro do elemento de vedação e suaextremidade axial externa é posicionada axialmente fora doelemento de vedação, por meio da qual o meio pressurizadopode passar pelo elemento de vedação (6).

2. Dispositivo de acoplamento de acordo com areivindicação i, caracterizado em que a fenda de vazamento(20) consiste de uma fenda no formato espiralado.

3. Dispositivo de acoplamento de acordo com areivindicação 1, caracterizado em que a indicação consistede um som de vazamento audível.

4. Dispositivo de acoplamento de acordo com areivindicação 2, caracterizado em que a fenda de vazamento(20) é disposta na superfície de invólucro radialmenteoposta para dentro (21) da parte fêmea (1) e em que oelemento de vedação consiste de um anel de vedação (6)disposto na superfície de invólucro radialmente oposta parafora (31) da parte macho (2).

5. Dispositivo de acoplamento de acordo com areivindicação 4, caracterizado em que a parte fêmea (1) emsua superfície de invólucro axialmente fora da fenda devazamento (20) exibe uma parede cônica (10), e em que aparte macho (2) exibe axialmente fora do dito anel devedação um segundo anel de vedação (8), o qual na posiçãointerna de travamento se encontra em contato de vedação coma parede cônica, e na posição externa de travamento deixapassagem livre para o meio pressurizado através de umafastamento (32) no formato de anel, entre o anel devedação e a parede cônica.

6. Método para fabricação de um dispositivo deacoplamento para condutos de um meio pressurizado,consistindo de duas partes de acoplamento que podem seracopladas entre si, na forma de uma parte fêmea (1) e umaparte macho (2), a qual pode ser inserida dentro da partefêmea, com um dispositivo de travamento permitindo oacoplamento da parte macho com a parte fêmea, e que numaposição interna de travamento mantém as partes deacoplamento inteiramente acopladas, com pelo menos umelemento de travamento (11, 30) em uma das partes deacoplamento (2, 1) na dita posição de travamento, sefixando dentro de um recesso (12) na outra parte doacoplamento (1, 2), com um ou diversos elementos de vedação·(6, 8) na dita posição de travamento obtendo vedação entreas partes de acoplamento com a outra parte de acoplamento(1, 2), exibindo um adicional recesso (16), no qual o ditoelemento de travamento é trazido para promover o travamentodas partes de acoplamento numa posição externa detravamento quando as duas partes de acoplamento sãoacopladas entre si, em que uma vedação parcial se fazpresente na posição externa de travamento e em que as duaspartes de acoplamento são travadas e parcialmente acopladasentre si, de modo a serem impedidas de se separarem, massendo permitidas de posteriormente serem trazidas para adita posição interna de travamento, para promover umcompleto acoplamento das partes de acoplamento, por meio doqual, na presença de um meio pressurizado, pode ser obtidauma indicação de que a posição externa de travamento foiassumida, devido à presença de vazamento do meiopressurizado, caracterizado em que na superfície deinvólucro (21) de uma das partes de acoplamento (1, 2) éproduzida uma fenda de vazamento que se estende em umângulo agudo "v" na direção do plano radial da parte deacoplamento, com uma extremidade axial interna (24) e umaextremidade axial externa (25) e sendo de tal modoposicionada que na posição interna de travamento a fenda devazamento é posicionada axialmente fora do elemento devedação (6), e na posição externa de travamento, aextremidade axial interna da fenda de vazamento éposicionada axialmente dentro do elemento de vedação e suaextremidade axial externa é posicionada axialmente fora doelemento de vedação, por meio da qual o meio pressurizadopode passar pelo elemento de vedação (6), e em que a fendade vazamento (20) é fabricada junto com pelo menos algumassuperfícies das duas partes de acoplamento (1, 2), por meiode usinagem rotativa.

7. Método de acordo com a reivindicação 6,caracterizado em que as velocidades de rotação relativas,velocidade axial do movimento e movimentação radial daferramenta usada para a usinagem rotativa da parte deacoplamento em questão (1, 2) são sincronizadas, de modo ase obter a escolha da extensão da fenda de vazamento (20).