BR102013006509A2 - Disposição de conexão para uma conexão por flange cônico e conexão por flange cônico - Google Patents

Abstract

Disposição de conexão para uma conexão por flange cônico e conexão por flange cônico. A presente invenção refere-se a uma disposição e conexão (9) para uma conexão por flange cônico (1), com um dispositivo de aperto (10) curvado anualarmente, cujo diâmetro interno pode ser modificado, e está formada pelos braços (17, 18), que se salientam do dispositivo de aperto radialmente para dentro, entre os quais está formado em direção axial um espaço de recepção (26). Deseja-se configurar uma conexão por flange cônico desse tipo a um custo eficiente. Para esse fim, está previsto que os braços (17, 18) estão formados em uma peça encaixada (15), que está disposta dentro do dispositivo de aperto (10) e apresenta uma parte traseira (16) que conecta os braços (17, 18), e que se encosta por dentro no dispositivo de aperto (10), em que os braços 917, 18) apresentam em direção circunferencial várias interrupções (19).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSIÇÃO DE CONEXÃO PARA UMA CONEXÃO POR FLANGE CÔNICO E CONEXÃO POR FLANGE CÔNICO". A presente invenção refere-se a uma disposição de conexão para uma conexão por flange cônico com um dispositivo de aperto curvado em forma anular, cujo diâmetro interno pode ser modificado, e com braços, que se salientam radialmente para dentro do dispositivo de aperto, entre os quais está formado um espaço de recepção em direção axial.

Além disso, a invenção refere-se a uma conexão por flange cônico com esse tipo de disposição de conexão.

Uma conexão por flange cônico serve para conectar dois componentes um ao outro, por exemplo, dois tubos.

Para esse fim, cada componente apresenta na extremidade, na qual deve dar-se a conexão, um flange radialmente saliente para fora, que em seu lado posterior afastado da extremidade livre está chanfrado. A disposição de conexão está formada, muitas vezes, como chamada braçadeira perfilada, na qual os braços que se salientam radialmente para dentro estão inclinados de acordo com o ângulo de inclinação dos flanges cônicos. Quando a braçadeira perfilada é apertada, de modo que seu diâmetro interno diminui, então os braços comprimem os flanges cônicos em direção axial um no outro.

Uma braçadeira perfilada desse tipo é conhecida, por exemplo, do documento DE 198 18 562 C1.

Uma braçadeira perfilada desse tipo, na verdade, tem se mostrado eficiente. Mas, ela exige tolerâncias relativamente estreitas, tanto nos flanges cônicos como também na secção transversal da braçadeira perfilada. Isso torna praticamente impossível usar a mesma braçadeira perfilada para diâmetros diferentes dos componentes a ser conectados. Mesmo pequenas diferenças, no âmbito de 1 ou 2 mm, praticamente não podem mais ser admitidas por uma braçadeira perfilada. Portanto, para cada diâmetro dos componentes a serem conectados, é necessária uma braçadeira perfilada própria. Para produção de uma braçadeira perfilada desse tipo, por sua vez, é necessária uma ferramenta correspondente. Quanto mais ferramentas forem necessárias tanto mais altos são os custos para a produção das braçadeiras perfiladas e, com isso, também para a conexão porflange cônico. A invenção em por base a tarefa de configurar uma conexão por flange cônico de custos eficientes.

Essa tarefa é solucionada em uma disposição de conexão do tipo citado inicialmente pelo fato de que os braços estão formados por uma peça encaixada, que está disposta dentro do dispositivo de aperto, e uma parte traseira, que conecta os braços e se encosta por dentro no dispositivo de aperto, em que os braços apresentam várias interrupções em direção circunferencial.

Uma disposição de conexão desse tipo pode ser produzida com pouca complexidade. Os braços estão dispostos em uma peça encaixada. Essa peça encaixada pode estar produzida por uma fita, portanto quase continuamente. Nessa fita, precisam ser dobrados apenas os braços. Isso dá-se, convenientemente, depois da inserção das interrupções. Depois, a fita pode ser cortada e a peça encaixada pode ser moldada, pelo fato de que a fita é dobrada anularmente, de tal modo que ele cabe dentro do dispositivo de aperto. Nesse caso, entre as extremidades da peça encaixada pode per-feitamente haver uma distância maior, desde que a disposição de conexão ainda não esteja apertada. Quando no aperto do dispositivo de aperto o diâmetro interno do dispositivo de aperto é diminuído, então as extremidades da peça encaixada aproximam-se uma da outra. Os braços atuam, então, sobre os flanges cônicos dos componentes a ser conectados e conectam os mesmos. Como a mesma fita pode ser usada para disposições de conexão, que estão previstas para diferentes diâmetros nominais, os custos de produção são consideravelmente reduzidos. No caso de diâmetros nominais diferentes, é preciso apenas formar a fita que forma a peça encaixada com comprimentos diferentes mas, a mesma fita pode ser usada para disposições de conexão diferentes. Convenientemente, as interrupções estão dispostas, em cada caso, com uma divisão, que é selecionada de tal modo que podem ser alcançados saltos de diâmetro definidos. Esses saltos de diâme- tro podem corresponder, por exemplo, a uma série padronizada.

De preferência, os braços estão dispostos elasticamente na parte traseira. Quando o dispositivo de aperto é apertado sobre os flanges cônicos, os braços são afastados pela compressão, de modo que então é gerada uma força elástica que comprime os flanges cônicos um no outro. Essa força elástica pode ser influenciada pela seleção do material e pela seleção da geometria dos braços.

De preferência, as interrupções apresentam um fundo arredondado radialmente por fora. Com isso, são evitados cantos agudos, nos quais a fita que fora a peça encaixada poderia romper-se. Devido ao fundo arredondado, a peça encaixada pode, no entanto, ser deformada, sendo que existe efetivamente uma determinada resistência à curvatura. Mas, pelas interrupções essa resistência à curvatura é controlável, de modo que o aperto do dispositivo de aperto também é perfeitamente possível com força humana.

De preferência, a parte traseira apresenta uma curvatura em secção transversal. Essa curvatura permite uma determinada protensão, com a qual os braços podem ser solicitados para dentro em direção axial. Portanto, os braços não precisam mais ter uma inclinação, que corresponde à inclinação dos flanges cônicos. Pelo contrário, é suficiente, quando eles se deslocam ao longo dos flanges cônicos. A curvatura da parte traseira gera então uma força de aperto, que é suficiente para manter os flanges cônicos unidos.

De preferência, a peça encaixada está fixada no dispositivo de aperto, sendo que pelo menos uma extremidade da peça encaixada é móvel em relação ao dispositivo de aperto. A fixação da peça encaixada no dispositivo de aperto pode dar-se, por exemplo, por um ponto de solda ou similar. Quando pelo menos uma extremidade da peça encaixada é móvel em relação ao dispositivo de aperto, então é possível apertar o dispositivo de aperto e diminuir seu diâmetro interno, apesar da fixação da peça encaixada no dispositivo de aperto. A peça encaixada está retida à prova de perda no dispositivo de aperto.

De preferência, os braços apresentam seções de ponta, que se salientam para dentro do espaço de recepção. Com isso, as seções de pontas encostam-se nos flanges cônicos, quando a disposição de conexão é usada. Portanto, não precisam mais ser observadas tolerâncias estreitas, para poder deixar que as pernas se encostem de modo plano nos flanges cônicos. O contato entre os flanges cônicos e os braços dá-se, mais precisamente, ao longo de uma linha.

Também é vantajoso quando pelo menos uma seção de ponta apresenta uma extremidade arredondada. Isso facilita a montagem. Uma extremidade arredondada pode ser facilmente produzida, por exemplo, por curvatura.

Nesse caso, é preferido que as seções de ponta dos braços, que estão axialmente opostas uma à outra, estejam dispostas na mesma posição radial. Com isso, são evitados momentos de tombamento sobre os flanges cônicos. Na direção circunferencial é admissível um deslocamento.

De preferência, as seções de ponta apresentam, em cada caso, superfícies corrediças, que estão inclinadas em relação à direção radial do dispositivo de aperto. Com isso, o aperto é facilitado. As seções de ponta podem deslizar radialmente para dentro ao longo das superfícies externas cônicas, sem que ocorra uma fricção aumentada. Nesse deslizamento, as seções de ponta são afastadas uma da outra. Quando mais forte for esse afastamento, tanto maior é a força de ricochete, que mantém os flanges cônicos unidos axialmente.

De preferência, os braços apresentam em secção transversal uma curvatura que, vista a partir do espaço de recepção, está formada de modo côncavo. Isso produz dois resultados. Por um lado, está garantido que apenas as seções de ponta encostam-se nos flanges cônicos, mas o restante dos braços não entra em contato com os flanges cônicos. Por outro lado, com uma curvatura desse tipo, a protensão dos braços pode ser configurada de modo suficientemente grande, de modo que as forças de retenção desejadas possam ser aplicadas sobre os flanges cônicos. É particularmente preferido que a peça encaixada apresente uma curvatura em forma de C ou Ω na secção transversal. Esse termo deve ser entendido aqui em sentido amplo. A peça encaixada está formada, no total, de modo côncavo, por exemplo, arredondado. No entanto, ela também pode apresentar superfícies planas, por exemplo, em uma região de encosto no dispositivo de aperto. Com essa configuração da secção transversal, particularmente, com a curvatura da secção transversal, no total, pode ser ajustada uma protensão desejada, que posteriormente vai gerar a força de retenção desejada.

De preferência, o dispositivo de aperto está formado como braçadeira de rosca helicoidal. Uma braçadeira de rosca helicoidal possibilita superar grandes diferenças de diâmetro. Quando se abre o dispositivo de aperto, portanto, dota a braçadeira de rosca helicoidal de seu maior diâmetro, então é possível guiar os braços sobre os flanges cônicos. Depois, o diâmetro da braçadeira de rosca helicoidal pode ser diminuído, até ter sido atingida a força de aperto desejada. A invenção é solucionada em uma conexão por flange cônico pelo fato de que é usada uma disposição de conexão, tal como foi descrita acima.

Nesse caso, é preferido que os flanges cônicos apresentem na direção radial uma altura que é maior do que a extensão radial da peça encaixada. Com isso, é possível levar a peça encaixada ao encosto nas regiões radialmente externas dos flanges cônicos e, ao mesmo tempo, assegurar que as extremidades radialmente internas dos braços sempre ainda estejam encostadas nas superfícies externas cônicas. Quando se aperta o dispositivo de aperto até o ponto em que a parte traseira da peça encaixada se encosta no perímetro dos flanges cônicos, então se tem, automaticamente, uma limitação, que indica que foi atingido o fim do processo de aperto. É possível um controle de montagem visual. A invenção é descrita, a seguir, por meio de um exemplo de modalidade preferido, em conexão com o desenho. No mesmo mostram: Figura 1 uma representação esquemática de uma conexão por flange cônico, Figura2 uma vista lateral da conexão por fiange cônico, Figura3 uma vista anterior da conexão por fiange cônico, Figura 4 uma vista de cima sobre a conexão por fiange cônico, Figura 5 uma representação em perspectiva da conexão por fiange cônico, Figura 6 uma modalidade de uma peça encaixada modificada em relação à Figura 1, Figura 7 uma outra modificação de uma peça encaixada, Figura 8 uma modalidade de uma peça encaixada modificada em relação à Figura 7, Figura 9 uma formação modificada de uma peça encaixada, e Figura 10 uma outra modificação de uma peça encaixada. A Figura 1 mostra em uma representação esquemática um corte por uma parte de uma conexão por fiange cônico 1. A conexão por fiange cônico serve para conectar um primeiro componente 2, por exemplo, um tubo, com um segundo componente 3, por exemplo, um boca! de ligação. Para esse fim, o primeiro componente 2 apresenta uma saliência 4, apontada radialmente para fora, que em seu lado externo 5 afastado do segundo componente 3 apresenta uma inclinação em relação à direção radial 6. O segundo componente 3 também apresenta uma saliência 7 dirigida radialmente para fora, que em seu lado externo 8 afastado do primeiro componente 2 também está inclinado na direção radial 6. Basicamente, também é suficiente quando um dos dois lados externos 5, 8 está inclinado ou chanfrado.

Uma disposição e conexão 9 apresenta um dispositivo de aperto 10 curvado anularmente, que aqui está formado como braçadeira de rosca helicoidal (veja as Figuras 2-4). O dispositivo de aperto 10 apresenta para esse fim uma fita de aperto 11, que na região de uma extremidade está dotada de uma via roscada 12 e na região da outra extremidade, de uma cabeça de aperto 13. Na cabeça de aperto 13 está disposto um parafuso de aperto 14, que está em engate coma via roscada. Por torção do parafuso de a-perto 14, o diâmetro interno do dispositivo de aperto 10, mais precisamente, o diâmetro interno da fita de aperto 11, pode ser modificado.

Uma peça encaixada 15, aqui com um traçado em forma de C em secção transversal, está disposta dentro do dispositivo de aperto 10. Convenientemente, a peça encaixada 15 está conectada em uma região em direção circunferencial coma fita de aperto 11, por exemplo, por um ou mais pontos de solda, por rebite, junção mecânica, suspensão ou uma fixação por tala. Desse modo, a peça encaixada 15 está retida à prova de perda dentro do dispositivo de aperto. Mas ela apresenta pelo menos uma extremidade que pode mover-se em direção circunferencial, em relação ao dispositivo de aperto, quando o dispositivo de aperto 10 é apertado e diminuído em seu diâmetro interno. A peça encaixada 15 apresenta uma parte traseira 16, que está conectada com a fita de aperto 11. Da parte traseira 16 saem nos dois lados em direção axial dois braços 17, 18, que se estendem para dentro em direção radial 6. Tal como pode ser visto, particularmente, da Figura 2, cada braço apresenta em direção circunferencial várias interrupções 19, em que cada interrupção 19 apresenta radialmente por fora um fundo arredondado 20 O fundo 20 também pode apresentar uma outra forma, por exemplo, a forma de um trapézio.

Tal como pode ser visto na Figura 2, a peça encaixada 15 apresenta duas extremidades 21, 22, entre as quais está prevista uma distância 23. Essa distância 23 apresenta uma mínima, quando o dispositivo de aperto 10 está apertado. Quando o dispositivo de aperto 10 está completamente desapertado, a distância 23 apresenta uma máxima. Nesse estado, os braços 17, 18 têm em seu lado interno radial um diâmetro, que permite guiar a disposição de conexão 9 por cima das saliências 4, 7. O braço 17 apresenta em seu lado interno radial uma seção de ponta 24. O braço 18 apresenta em seu lado interno radial uma seção de ponta 25. As duas seções de ponta 24, 25 estão curvadas, em cada caso, para dentro, portanto, salientam-se para dentro de um espaço de recepção 26, que está formado entre os braços 17, 18.

As duas seções de ponta 2, 25 apresentam superfícies corredi-ças 27,28, que estão inclinadas em direção radial 6. Com isso, é possível que as superfícies corrediças 27,28 possam deslizar sobre os lados externos 5, 8 das saliências 4, 7, sem ali enganchar-se . As seções de ponta 24, 25 estão curvadas de modo redondo.

Os braços 17, 18 estão conectados elasticamente com a parte traseira 16 ou a peça encaixada está formada elasticamente, no total. Quando o dispositivo de aperto 10 é apertado, os braços 17,18 são afastados por compressão e depois, atuam com uma força elástica sobre as saliências 4, 7. Desse modo, podem ser compensadas tolerâncias, por exemplo, em diferenças de diâmetro ou no caso de distâncias axiais diferentes dos lados externos 5, 8. A distância entre as seções de ponta 24, 25 e a parte traseira 16 é menor em direção radial do que a extensão das saliências 4, 7 em direção radial. Com isso, é possível que se possa apertar a parte traseira 16 com seu lado interno radial até o encosto no lado externo radial das saliências 4, 7, sem que as seções de ponta 24, 25 entrem em contato com os componentes 2, 3 fora das saliências 4, 7. Quando a parte traseira 16 se encosta no perímetro externo das saliências 4, 7, não é mais possível um aperto adicional do dispositivo de aperto 10. Um montador, que monta a disposição e conexão 9 na conexão por flange cônico 1, percebe um nítido aumento da força de aperto e sabe, então, que ele apertou suficientemente a disposição de conexão.

Tal como pode ser visto na Figura 1, a parte traseira 16 apresenta uma curvatura ou flexão. Essa curvatura ou flexão passa para a curvatura ou flexão dos braços 17, 18. Com isso, é possível conferir aos braços 17, 18 uma protensão, de modo que eles atuam com uma força suficiente sobre as saliências 4, 7 e comprimem as mesmas em direção axial. Essa força fica tanto maior quanto mais longe, as seções de ponta 24, 25 são movidas radialmente para dentro, porque, devido aos lados externos 5, 8 chanfrados, com movimento crescente, ocorre um afastamento radialmente para dentro dos braços 17, 18. Esse afastamento, no entanto, tem a vantagem de que não é necessário observar tolerâncias estreitas. Tanto as saliências 4, 7 como também a peça encaixada 15 podem ser produzidas com tolerâncias maiores, sem que a força de fixação da disposição de conexão 9 seja prejudicada. A força de fixação da disposição e conexão 9 pode ser ajustada com diversas medidas. Por exemplo, a distância entre interrupções 19 pode ser selecionada para ser maior ou menor em direção circunferencial. Em uma distância maior, é necessária, no entanto, uma força um pouco mais forte no aperto do dispositivo de aperto 10. Para esse fim, os braços 17, 18 podem ser dotados de uma protensão mais alta. Também pode ser usado um material mais espesso para a peça encaixada 15, que opõe uma resistência maior a uma deformação. Também isso contribui para aumentar a força de aperto. A peça encaixada 15 pode ser produzida de modo relativamente simples. Para esse fim, é usada uma fita plana, na qual são primeiramente inseridas interrupções 19, por exemplo, por estampagem. Depois, os braços 17, 18 e as seções de ponta 24, 25 são curvados. Como último passo de trabalho, a fita transformada desse modo precisa ser “enrolada”, para gerar a forma anular, que pode ser vista na Figura 2.

Convenientemente, as duas seções de ponta 24, 25, que estão opostas em direção axial, estão dispostas na mesma posição radial. Com isso, é evitado que a disposição de conexão 9 exerça um momento de tom-bamento sobre as saliências 4, 7.

As superfícies dos lados externos 5, 8 das saliências 4, 7 podem ser relativamente ásperas, o que adicionalmente mantém os custos de produção baixos. A geometria do perfil, da qual a peça encaixada 15 é produzida, pode ser produzida quase continuamente. Um ajuste dos comprimentos de perfil aos diâmetros desejados, é obtido por corte correspondente entre os segmentos, que posteriormente dão formas às peças encaixadas 15. A configuração do comprimento de segmento permite o uso para uma determinada série de diâmetros.

Em vez da braçadeira de rosca helicoidal 10 representada, naturalmente também podem ser usadas braçadeiras de aperto ou braçadeiras de pinos articulados. Em princípio, é possível o uso de uma braçadeira de fita elástica. É necessário que essas braçadeiras permitam uma modificação de diâmetro, na qual, por um lado, os braços 17, 18 podem ser guiados sobre as saliências 4, 7, por outro lado, a braçadeira pode ser apertada suficientemente, para transmitir às saliências 4, 7 as forças axiais necessárias entre as seções de ponta 24, 25.

As Figuras 6 a 10 mostram diversas possibilidades de modalidades da peça encaixada 15. Elementos iguais e de função idêntica estão dotados dos mesmos sinais de referência como nas Figuras 1 a 5 A Figura 6 mostra uma peça encaixada 15, na qual as seções de ponta 24, 25 dos braços 17, 18 apresentam uma extremidade curvada para fora. As seções de ponta 24, 25 continuam portanto, curvadas para dentro do espaço de recepção 26. Mas, no total, a peça encaixada 15 tem em sec-ção transversal a forma de um Ω. Desse modo, também pode ser obtido um deslizamento mais fácil das seções de ponta 24, 25 sobre os lados externos 5, 8 das saliências 4, 7. A Figura 7 mostra uma peça encaixada 15, que se distingue da peça encaixada 15 de acordo com a Figura 1 pelo fato de que a parte traseira 16 está formada, substancialmente, como superfície plana. Também os braços 17, 18, exceto pelas seções de ponta 24, 25, estão formados, substancialmente de modo plano. Um efeito elástico dos braços 17, 18 sobre as saliências 4, 7 é então obtido por uma seleção de material apropriada. A Figura 8 mostra uma configuração correspondente à Figura 7, na qual uma diferença consiste no fato de que as seções de ponta 24, 25 apresentam, novamente, extremidades curvadas para fora. A Figura 9 mostra uma peça encaixada assimétrica, na qual uma seção de ponta 24 é curvada para dentro e a outra seção de ponta 25, é curvada para fora. Nesse caso, só a parede externa 8 está dotada de uma inclinação. A parede externa 5 estende-se aqui de modo substancialmente vertical. A Figura 10 mostra uma peça encaixada 15, também formada assimetricamente, na qual a parte traseira apresenta uma leve curvatura e está inclinada. Consequentemente, a fita de aperto 11 engata-se aqui em uma região na peça encaixada 15, que está disposta fora do braço 18. O braço 17, cuja seção de ponta 24 está curvada para dentro do espaço de recepção 26, está disposto em uma ranhura 27, isto é, ele não pode mover-se para fora da saliência 4.

Claims (15)

1. Disposição de conexão (9) para uma conexão por flange cônico (1) com um dispositivo de aperto (10) em forma de anel, cujo diâmetro interno pode ser modificado, e braços (17, 18), que se salientam radialmente para dentro do dispositivo de aperto (10), entre os quais em direção axial está formado um espaço de recepção (26), caracterizada pelo fato de que os braços (17, 18) estão formados em uma peça encaixada (15), que está disposta dentro do dispositivo de aperto (10) e apresenta uma parte traseira (16), que conecta os braços(17, 18),e que está encostada por dentro no dispositivo de aperto (10), em que os braços (17, 18) apresentam em direção circunferencial várias interrupções (19).

2. Disposição de conexão de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os braços (17, 18) estão dispostos elasticamen-te na parte traseira (16).

3. Disposição de conexão de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que as interrupções (19) apresentam radialmente por fora um fundo (20) arredondado.

4. Disposição de conexão de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a parte traseira (16) apresenta em seção transversal uma flexão.

5. Disposição de conexão de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que a peça encaixada (15) está fixada no dispositivo de aperto (10), em que pelo menos uma extremidade da peça encaixada (10) é móvel em relação ao dispositivo de aperto.

6. Disposição de conexão de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que os braços (17,18) apresentam seções de ponta (24, 25), que se salientam para dentro do espaço de recepção (26).

7. Disposição de conexão de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma seção de ponta (24, 25) apresenta uma extremidade arredondada.

8. Disposição de conexão de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizada peio fato de que as seções de ponta (24, 25) dos braços (17, 18), que estão axialmente opostas uma à outra, estão dispostas na mesma posição radial.

9. Disposição de conexão de acordo com uma das reivindicações 6 a 8, caracterizada pelo fato de que as seções de ponta (24, 25) apresentam, em cada caso, superfícies corrediças (27, 28), que estão inclinadas em direção radial (6) do dispositivo de aperto (10).

10. Disposição de conexão de acordo com uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que os braços (17, 18) apresentam uma curvatura em secção transversal, que, vista a partir do espaço de recepção (26), está formada de modo côncavo.

11. Disposição de conexão de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que a peça encaixada (15) apresenta em seção transversal uma curvatura em forma de C ou de Ω.

12. Disposição de conexão de acordo com uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada pelo fato de que o dispositivo de aperto (10) está formado como braçadeira de rosca helicoidal.

13. Conexão porflange cônico (1) com flanges cônicos (4, 7) em dois componentes (2, 3) a ser conectados e uma disposição de conexão (9) como definido em uma das reivindicações 1 a 12.

14.

Conexão por flange cônico de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que os flanges cônicos (4, 7) apresentam em direção radial uma altura que é maior do que a extensão radial da peça encaixada (15).