BR112013010225B1

BR112013010225B1 - montagem estanque e travada

Info

Publication number: BR112013010225B1
Application number: BR112013010225-0A
Authority: BR
Inventors: Alain Percebois; Christian Eugene; François Maire; Patrick Joly
Original assignee: Saint-Gobain Pam
Priority date: 2010-10-26
Filing date: 2011-10-25
Publication date: 2021-03-09
Also published as: CN103282711B; FR2966554A1; PL2633218T3; EP2633218A1; KR20140022771A; KR101894609B1; BR112013010225A2; AU2011322332A1; EP2633218B1; CN103282711A; ES2523817T3; RU2577176C2; US20130229010A1; FR2966554B1; RU2013124052A; AU2011322332B2; WO2012056163A1

Abstract

MONTAGEM ESTANQUE E TRAVADA A presente invenção trata de uma montagem estanque e travada, do tipo que compreende uma extremidade da tubulação de um primeiro elemento de canalização, uma extremidade de encaixe de um segundo elemento de canalização e uma junta de vedação compósita para montagem estanque e travada. Aplicável, em particular, às montagens estanques e travadas de dois tubos de ferro fundido . A junta de vedação compreende, de um lado, um anel (14) de matéria elástica que se estende ao longo de um eixo central (X-X), e que possui um corpo (16) e um elemento de ancoragem (18) e, de outro lado, pelo menos um inserto de travamento (20) imerso pelo menos parcialmente no elemento de ancoragem (18), e a extremidade de encaixe compreende uma ranhura de ancoragem (82) anular, a qual ranhura de ancoragem (82) é delimitada por uma superfície inclinada (91) disposta axial e radialmente entre uma superfície de fundo (92) e uma superfície frontal (90) anular, sendo que o inserto de travamento compreende uma cabeça (30), apropriada para ser inserida na ranhura de ancoragem (82) da extremidade de encaixe, e um pé ( 32), a qual cabeça (30) comporta uma saliência radial (40), apropriada para ser aplicada contra a superfície de fundo (92) da ranhura de ancoragem (8 2) e uma primeira saliência inclinada (...).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção trata de uma montagem estanque e travada, do tipo que compreende uma extremidade da tubulação de um primeiro elemento de canalização, uma extremidade de encaixe de um segundo elemento de canalização e uma junta de vedação compósito para montagem estanque e travada. Aplicável, em particular, às montagens estanques e travadas de dois tubos de ferro fundido.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] O documento EP-A-526 373 descreve uma junta de vedação compósita que compreende um corpo de vedação e um elemento de ancoragem de matéria elástica bem como uma pluralidade de insertos de travamento de material rígido imersos no elemento de ancoragem. Cada inserto apresenta uma cabeça de ancoragem destinada a se apoiar sobre o fundo de uma ranhura de ancoragem praticada em uma extremidade de encaixe, bem como dentes de fixação apropriados para serem inseridos na superfície externa de uma extremidade da tubulação de forma a impedir movimentos axiais que possam separar a extremidade da tubulação da extremidade de encaixe sob a ação das forças axiais geradas pela pressão do fluido que circula através da extremidade da tubulação e da extremidade de encaixe.

[003] A inclinação de cada inserto de travamento é função da folga entre o diâmetro externo da extremidade da tubulação e o diâmetro interno da extremidade de encaixe. A fixação do inserto sobre a extremidade da tubulação induz uma força de reação cujo ângulo de inclinação sobre a direção mediana varia em função da folga presente entre as extremidades unidas.

[004] Quanto maior for ângulo de reação, medido em relação à direção radial, mais o travamento resiste à pressão interna do fluido que circula através da montagem. Em compensação, a fixação dos insertos na superfície externa da extremidade da tubulação é tanto melhor quanto menor for esse ângulo de reação. De fato, se o ângulo for muito grande, os dentes dos insertos correm de risco de não prender a extremidade da tubulação durante a colocação sob pressão, e deslizar sobre ele gerando um travamento deficiente.

[005] O risco de ter um comportamento ruim sob pressão é crítico para as folgas máximas em que o ângulo de reação é naturalmente pequeno, ao passo que o risco de ter uma má fixação dos insertos é crítico para as folgas mínimas em que esse ângulo de reação é naturalmente grande.

[006] Consequentemente, a posição do inserto de travamento em relação à extremidade da tubulação e à extremidade de encaixe deve ser definida para qualquer folga admitida por tolerâncias de fabricação entre a ranhura de ancoragem e a extremidade da tubulação. Ora, a junção de travamento conhecida limita as tolerâncias de fabricação nos insertos e na ranhura de ancoragem da extremidade de encaixe. De fato, dependendo da folga presente, o inserto de travamento pode assumir uma configuração na qual ele é aplicado horizontalmente sobre a superfície de fundo da ranhura de ancoragem ou sobre a superfície inclinada que liga a superfície de fundo e a superfície frontal. Quando essas superfícies comportarem asperezas, a orientação do inserto em relação à extremidade de encaixe é perturbada, conduzindo a um mau travamento da junção. A remoção das asperezas tem, porém, um custo elevado.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[007] A presente invenção trata de uma montagem estanque e travada, do tipo que compreende uma extremidade da tubulação de um primeiro elemento de canalização, uma extremidade de encaixe de um segundo elemento de canalização e uma junta de vedação compósita para a montagem estanque e travada entre a extremidade da tubulação e a extremidade de encaixe, a qual junta de vedação compreende, de um lado, um anel de matéria elástica que se estende ao longo de um eixo central (X-X), e que tem um corpo e um elemento de ancoragem e, de outro lado, pelo menos um inserto de travamento imerso pelo menos parcialmente no elemento de ancoragem, e a extremidade de encaixe compreende uma ranhura de ancoragem anular, a qual ranhura de ancoragem está delimitada por uma superfície inclinada disposta axial e radialmente entre uma superfície de fundo e uma superfície frontal anular, sendo que o inserto de travamento compreende: uma cabeça apropriada para ser inserida na ranhura de ancoragem da extremidade de encaixe, e um pé, a qual cabeça comporta uma saliência radial, apropriada para ser aplicada contra a superfície de fundo da ranhura de ancoragem da extremidade de encaixe e uma primeira saliência inclinada, apropriada para ser aplicada contra a superfície inclinada da ranhura de ancoragem.

[008] Uma finalidade da presente invenção é, portanto, conceber um inserto de travamento e uma junção correspondente que permita boa fixação em uma ampla faixa de folgas, e que tenha ao mesmo tempo baixo custo de fabricação.

[009] Outro objetivo da presente invenção é otimizar o compromisso entre a confiabilidade de fixação do inserto na extremidade da tubulação e o comportamento do travamento sob pressão.

[010] Para esse fim, a presente invenção tem por objeto uma montagem tal como indicada acima, caracterizada pelo fato de que a cabeça compreende pelo menos uma saliência frontal deslocada, em particular radialmente, da primeira saliência inclinada e apropriada para ser aplicada contra a superfície frontal anular da ranhura de ancoragem, e a superfície frontal anular e a superfície inclinada formam entre si um ângulo que é inferior a 180°.

[011] De acordo com modos particulares de realização, a montagem compreende uma ou mais das seguintes características: - a cabeça compreende pelo menos uma segunda saliência inclinada, deslocada, em particular radialmente, da primeira saliência inclinada e da saliência frontal e apropriada para ser aplicada contra a superfície inclinada da ranhura de ancoragem; - a primeira e a segunda saliência inclinadas estão, de acordo com uma vista de lado, ligadas por um perfil côncavo ou retilíneo; - a saliência frontal e a saliência inclinada adjacente à saliência frontal estão, de acordo com uma vista de lado, ligadas por um perfil côncavo ou retilíneo; - visto de lado, o pé do inserto compreende pelo menos um dente de fixação apropriado para ser fixado sobre uma superfície externa da extremidade da tubulação; - a saliência frontal e o dente de fixação mais próximo estão de acordo com uma vista de lado, ligados por um perfil côncavo ou retilíneo; - vista de lado, a cabeça comporta um bico de fixação, uma primeira linha reta que se estende a partir da saliência radial para o bico de fixação e uma segunda linha reta que liga a saliência frontal à primeira saliência inclinada, e o ângulo entre essas duas linhas retas está compreendido entre 60° e 120° e de preferência inferior a 90°; - a cabeça é uma cabeça radialmente externa, imersa pelo menos parcialmente no elemento de ancoragem e destinada a ser aplicada na ranhura de ancoragem da extremidade de encaixe, e o pé é um pé radialmente interno, destinado a ser aplicado contra a extremidade da tubulação; - a superfície de fundo que delimita a ranhura de ancoragem anular é uma superfície cilíndrica, em particular que se estende coaxialmente em relação ao eixo central (X-X), e a superfície frontal anular é formada por um colar de entrada da extremidade de encaixe, sendo que a superfície frontal anular que se estende segundo um ângulo de pelo menos 80° em relação ao eixo central (X-X); e - a superfície inclinada possui uma inclinação compreendida entre 30° e 60° em relação ao eixo central (X-X); - todas as saliências estão dispostas de tal forma que para qualquer diâmetro da superfície de fundo da extremidade de encaixe e da superfície externa da extremidade da tubulação compreendido em uma faixa de tolerâncias e segundo uma vista em corte meridiano, o inserto de travamento se apoia sobre no máximo sobre três ou dois pontos ao mesmo tempo da ranhura de ancoragem da extremidade de encaixe.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[012] A presente invenção será mais bem entendida com a leitura da descrição a seguir, dada unicamente a título de exemplo e feita em relação aos desenhos anexos, nos quais: - as Figuras 1 a 3 são meias-vistas em corte meridiano de uma montagem de duas mangueiras e de uma junta de vedação compósita interposta entre elas, respectivamente antes, durante e após a realização da montagem travada de acordo com a presente invenção; - as Figuras 4 e 5 são vistas aumentadas em corte meridiano de uma parte da montagem de acordo com a presente invenção em diferentes etapas de montagem, sendo que a extremidade de encaixe e a extremidade da tubulação definem um folga mínima entre elas; - as Figuras 6 e 7 são vistas aumentadas em corte meridiano de uma parte da montagem de acordo com a presente invenção em diferentes etapas de montagem, sendo que a extremidade de encaixe e a extremidade da tubulação definem um folga máxima entre elas; - a Figura 8 é uma vista meridiana do inserto de travamento da montagem das Figuras 1 a 7; - as Figuras 9 e 10 são meias-vistas em corte meridiano de uma montagem de duas mangueiras e de uma junta de vedação compósita interposto entre elas após a realização da montagem travada de acordo com uma variante da presente invenção; e - a Figura 11 é uma vista meridiana de um inserto de travamento de acordo com a variante da presente invenção mostrada nas Figuras 9 e 10.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[013] Nas Figuras 1 a 3 está representada uma montagem estanque e travada de acordo com a presente invenção, designada pela referência geral 2.

[014] A montagem estanque 2 compreende uma extremidade da tubulação 4 ou extremidade da tubulação solidária de uma primeira mangueira 6, uma extremidade de encaixe 8 ou extremidade fêmea solidária de uma segunda mangueira 10, e uma junta de vedação 12.

[015] A montagem 2 estende-se ao longo de um eixo central X-X. No texto a seguir, as expressões radialmente”, “axialmente”, “circunferencialmente” e “meridiano” serão empregados em relação a esse eixo.

[016] A junta de vedação 12 comporta, na seção meridiana, um anel elástico 14 realizado em material flexível ou resiliente, por exemplo, de elastômero, que se estende ao longo com o eixo central X-X, no qual estão imersos uma pluralidade de insertos de travamento 20.

[017] O anel elástico 14 compreende um corpo maciço anular 16 próximo do fundo do encaixe bem como, do lado da entrada do encaixe, um elemento de ancoragem 18 que se projeta radialmente para fora e uma borda circular de vedação 26 que se projeta para dentro.

[018] O corpo 16 e o elemento 18 estão separados por um reforço periférico 22.

[019] A borda 26 estende-se de modo sensivelmente radial em direção ao eixo X-X até as proximidades do diâmetro interno mínimo do corpo 16. Os insertos 20 estão regularmente distribuídos em todo o contorno do anel 14. Cada inserto de travamento 20 é realizado em material de grande dureza, por exemplo, de liga metálica dura ou de cerâmica.

[020] Cada inserto 20 compreende, em vista meridiana, uma cabeça radialmente externa 30 e um pé radialmente interno 32. A cabeça 30 se estende de modo sensivelmente radial em relação ao eixo X-X, ao passo que o pé 32 está inclinado em relação a esse eixo, de tal forma que ele convirja em direção ao eixo X-X em um sentido de introdução I da extremidade da tubulação 4 na extremidade de encaixe 8. O inserto 20 apresenta assim um perfil curso.

[021] Cada inserto 20 está parcialmente imerso no elemento de ancoragem 18 da junta de vedação 12 e parcialmente recoberto pela matéria elástica do elemento 18. Todavia, o elemento 18 comporta recessos 36 perpendicularmente aos insertos 20. Os recessos 36 estão abertos radialmente para fora, de tal forma que a extremidade radialmente externa de a cabeça 30 esteja quase livre de matéria elástica. Os recessos 36 estão também axialmente abertos no sentido de introdução I.

[022] Da mesma forma, a junta de vedação 12 compreende recessos 38, abertos radialmente para dentro, e situados no lugar dos insertos 20, de tal forma que a extremidade radialmente interna dos pés 32 esteja livre de matéria elástica.

[023] Como será visto mais precisamente na Figura 6, a cabeça 30 compreende, em sua extremidade radialmente externa, um perfil que constitui uma saliência radial 40. A cabeça 30 compreende ainda um bico de retenção 48 na aresta viva dirigida axialmente no sentido I. O bico 48 está quase livre de matéria elástica graças ao recesso 36.

[024] A cabeça 30 compreende ainda uma saliência inclinada 50, que se estende obliquamente em relação ao eixo central X-X.

[025] No caso, as duas saliências 40, 50 são formadas por um perfil em arco de círculo do inserto de travamento, em vista meridiana.

[026] A cabeça 30 compreende ainda uma saliência frontal 52 radialmente deslocada da saliência inclinada 50 em direção ao eixo X-X.

[027] Uma superfície sensivelmente plane S1 se estende entre a saliência radial 40 e o bico de retenção 48.e uma superfície sensivelmente plana S2 se estende entre as duas saliências inclinada 50 e frontal 52. Essas superfícies S1, S2 formam entre si um ângulo α que é inferior a 90°.

[028] Além disso, o pé 32 compreende em sua extremidade radialmente interna três dentes de fixação 56, 58, 60 deslocados axialmente que são apropriados para se fixarem sobre a superfície externa 70 da extremidade da tubulação 4 (ver a seguir) e que, quando a junta de vedação estiver no estado de repouso, se estende para fora do anel elástico 14. Em vista meridiana, os dentes 56, 58, 60 se estendem sobre uma curva convexa. Além disso, o pé 32 comporta, do lado axial oposto à cabeça 30, um batente de fixação 62 imerso no corpo 16. O batente de fixação 62 tem, em vista meridiana, um perfil que é arredondado em relação ao perfil dos dentes de fixação 56, 58, 60.

[029] O batente 62, que tem por função limitar a penetração do inserto 20 na extremidade da tubulação 4 a fim de não deteriorá-la, apresenta preferencialmente uma forma arredondada ou abaulada a fim de favorecer “o escoamento” no elastômero durante o encaixe da extremidade da tubulação 4, de forma a evitar as concentrações de tensões que possam provocar rasgamentos no elastômero.

[030] Voltado à Figura 1, pode-se ver que a extremidade da tubulação 4 compreende uma superfície externa cilíndrica 70 de diâmetro d dotada de uma chanfradura de entrada 72. A extremidade da tubulação 4 é fabricada com tolerâncias diametrais de tal forma que o diâmetro d real possa estar situado entre um diâmetro externo máximo dmax e um diâmetro externo mínimo dmin. Os diâmetros dmax e dmin estão indicados em traços na Figura 1.

[031] A extremidade de encaixe 8 comporta sucessivamente, indo axialmente da entrada do encaixe em direção ao fundo, um colar de entrada 80, uma ranhura de ancoragem anular 82 que serve de alojamento ao elemento de ancoragem 18 da junta de vedação, uma parte disposta em andares 84, uma borda engrossada interna 86 e uma cavidade de recepção 88, apropriada para receber livremente a extremidade da extremidade da tubulação 4.

[032] O colar de entrada 80 delimita uma superfície de entrada 81, que é uma superfície cilíndrica de diâmetro DISE (cf. Figura 4).

[033] A ranhura de ancoragem anular 82 é delimitada por uma superfície frontal anular 90 do colar de entrada 80, por uma superfície inclinada 91, por uma superfície de fundo cilíndrico 92 com seção circular de eixo X-X, bem como por uma superfície frontal 94 da parte disposta em andares 84.

[034] De modo geral, a superfície frontal 90 se estende segundo um ângulo de pelo menos 80° em relação ao eixo central X-X e tem um componente axial dirigido no sentido I. De preferência, a superfície frontal 90 realiza um ângulo de pelo menos 85° com o eixo X-X. A superfície frontal 90 se estende a partir da superfície de entrada 81 até a superfície inclinada 91.

[035] A superfície inclinada 91 se estende segundo um ângulo compreendido entre 30° e 60° em relação ao eixo central X-X e tem um componente axial dirigido no sentido I. A superfície inclinada 91 está, portanto, disposta radial e axialmente entre a superfície de fundo 92 e a superfície frontal 90.

[036] Além disso, a superfície frontal anular 90 está conectada diretamente à superfície inclinada 91, que está conectada diretamente à superfície de fundo 92. Em vista meridiana, a superfície frontal anular 90 está conectada à superfície inclinada 91 em um ponto de conexão PR. Esse ponto de conexão PR está situado tem uma distância DPRSE da superfície de entrada 81, distância que está compreendida entre 10% e 90% da diferença entre o diâmetro da superfície de entrada DISE e o diâmetro D da superfície de fundo 92. De preferência, à distância DPRSE está compreendida entre 40% e 60% dessa diferença ou entre 45% e 55% dessa diferença.

[037] O ângulo Y incluído pelas superfícies frontal 90 e inclinada 91 é inferior a 180° e está, em particular, compreendido entre 110° e 160°.

[038] Para qualquer folga entre as superfícies 70 e 92 compreendida na faixa das tolerâncias admitidas, o inserto é aplicado ao mesmo tempo, de um lado, contra a superfície de fundo 92 e, de outro lado, contra a superfície inclinada 91, e/ou contra a superfície frontal 90 quando as mangueiras são submetidas à pressão interna do fluido que elas veiculam.

[039] Mais precisamente, para uma pressão dada, quando a folga entre as superfícies 70 e 92 estiver situada em uma primeira faixa de folgas, delimitada pela folga mínima J1 (Fig. 4 e 5) e um folga intermediária, o inserto de travamento 20 é aplicado contra a superfície de fundo 92 e a superfície inclinada 91 quando a pressão estiver estabelecida, mas ele não é aplicado contra a superfície frontal 90.

[040] Quando a folga entre as superfícies 70 e 92 estiver situada em uma segunda faixa de folgas, delimitado pela folga máxima J2 (Fig. 6 e 7) e a folga intermediária, o inserto de travamento 20 é aplicado contra a superfície de fundo 92 e a superfície frontal 90 quando a pressão estiver estabelecida, mas não contra a superfície inclinada 91. Deve-se notar que nesse caso, durante a colocação sob pressão e antes de atingir essa configuração final de apoio, o inserto 20 passa primeiramente por uma configuração na qual ele é aplicado contra a superfície de fundo 92 e a superfície inclinada 91, e depois por uma configuração intermediária na qual ele é aplicado simultaneamente contra a superfície de fundo 92, a superfície inclinada 91 e a superfície frontal 90.

[041] A superfície frontal 94 está dirigida para o colar de entrada 80, em oposição à Figura I.

[042] Como indicado na Figura 3, a superfície de fundo 92 está igualmente submetida a tolerâncias de fabricação, de tal forma que seu diâmetro D real possa variar entre um diâmetro máximo Dmax e um diâmetro mínima Dmin.

[043] Deve-se notar que o diâmetro máximo dmax da superfície 70 é inferior ao diâmetro DISE da superfície 81.

[044] A montagem do conjunto de acordo com a presente invenção é efetuada da seguinte maneira.

[045] A junta de vedação 12 é primeiramente introduzida na extremidade de encaixe 8, o corpo 16 é aplicado contra a parte disposta em andares 84 e o elemento de ancoragem 18 se acomoda na ranhura de ancoragem anular 82, de tal forma que o eixo da junta de vedação 12 se confunda com o da extremidade de encaixe.

[046] Em seguida, a extremidade da tubulação 4 se alinha com a extremidade de encaixe e é introduzido através da junta de vedação 12 ao longo do sentido I dobrando primeiramente a borda 26 que é aplicada com uma certa pressão sobre a superfície externe 70. Quando a extremidade da tubulação 4 ultrapassar o limiar dos insertos 20, esses insertos se inclinam por deslocamento angular contra o corpo 16. A introdução da extremidade da tubulação 4 continua até que sua chanfradura 72 chegue perto do fundo da cavidade 88.

[047] Em seguida, a extremidade da tubulação 4 é trazida axialmente para trás de modo a provocar a inversão do movimento dos insertos 20. Os insertos 20 modificam sua inclinação em relação ao eixo X-X por um deslocamento angular invertido do anterior e de baixa amplitude. Durante essa inversão, pelo menos um dos dentes 56, 58, 60 se fixa sobre a superfície externe 70 da extremidade da tubulação 4 e oferece então uma à continuação do movimento axial de retirada (recuo) da extremidade da tubulação 4. O travamento da montagem é assim realizado.

[048] Em seguida, nas Figuras 4 a 7, será descrito o funcionamento da junta de vedação de acordo com a presente invenção em função das tolerâncias diametrais nos diâmetros d e D sob a ação do fluido sob pressão. Nessas Figuras, o anel 14 foi omitido para maior clareza da representação.

[049] Após o deslocamento angular precitado, insertos 20 durante a montagem das mangueiras 6 e 10, cada inserto 20 assume uma posição de inclinação que varie em função da folga presente entre os diâmetros d e D.

[050] Na Figura 4 está representada a posição de um inserto 20 durante a fixação na extremidade da tubulação 4 quando da colocação sob em pressão no caso em que a folga entre as mangueiras é um folga mínima J1. Para esse fim, a extremidade de encaixe 8 compreende uma ranhura de ancoragem 82 cujo diâmetro D corresponde ao diâmetro mínimo Dmin, ao passo que a extremidade da tubulação 4 possui uma superfície 70 cujo diâmetro externo d corresponde ao diâmetro máximo dmax. Os dois diâmetros Dmin e dmax definem assim um folga J1 mínima entre as duas superfícies 92 e 70.

[051] Pode-se ver, durante a fixação sobre a extremidade da tubulação 4, o inserto 20 é aplicado em dois pontos contra a ranhura 82, de um lado com sua saliência radial 40 contra a superfície de fundo 92 e de outro lado, com sua saliência inclinada 50 contra a superfície inclinada 91. Além disso, somente o dente de fixação 56 mais próximo da entrada de encaixe é aplicado contra a superfície externa 70 da extremidade da tubulação.

[052] O inserto 20 está inclinado ao longo de um ângulo de reação que é definido da seguinte maneira. Em vista meridiana, as duas linhas L1, L2 que se estendem perpendicularmente às superfícies 92, 91 das respectivas saliências 40, 50 de aplicação do inserto 20 contra a ranhura 82, se cortam em um ponto P. O ponto de aplicação do dente 56 sobre a superfície 70 define com o ponto P uma terceira linha L3 que serve de suporte à força de reação do inserto 20. O ângulo β1 medido entre essa linha L3 e um plano perpendicular ao eixo X-X é denominado “ângulo de reação” à fixação.

[053] A fixação do inserto 20 é tanto melhor quanto menor for esse ângulo de reação. Graças à presença da saliência radial 40 e da superfície inclinada 91, o ponto P fica em uma posição que está axialmente relativamente próxima do dente 56, de tal forma que o ângulo β1 seja pequeno para a folga J1 dada, o que favorece a fixação do inserto de travamento 20 sobre a superfície 70.

[054] Na Figura 5 está representada a parte da montagem da Figura 4 quando a pressão estiver estabelecida.

[055] Pode-se ver que, após a fixação do inserto 20, este se moveu no sentido horário em relação à Figura 4, e que os três dentes de fixação 56, 58, 60 penetram agora na matéria da extremidade da tubulação 4.

[056] Como acima, o inserto de travamento 20 é aplicado com sua saliência radial 40 contra a superfície de fundo 92 e com sua saliência 50 contra a superfície inclinada 91.

[057] O ponto P é novamente o ponto de interseção das linhas L1, L2 das normais às superfícies 92, 91 no nível das saliências 40, 50. Em compensação, a montagem define uma linha L3, que se estende entre o ponto P e um ponto M situado sensivelmente a meia-distância axial entre os dentes de fixação 56 e 60.

[058] A linha L3 define com um plano perpendicular ao eixo X-X um ângulo de reação β2 sob pressão estabelecida que seja assim relativamente grande para a folga J1 dada, o que leva tem um bom comportamento sob pressão da montagem travada.

[059] Deve-se notar que, durante a movimentação do inserto 20 quando ocorre a colocação sob pressão, a manutenção do contato na saliência radial 40 bem como que a fixação de dentes axialmente deslocados no sentido I do dente 56 mais próximo da entrada de encaixe permite aumentar o ângulo de reação e, entre outras coisas, compensar assim a diminuição de ângulo de reação que resulta da movimentação do inserto no sentido horário; com isso é obtido um ângulo β2 suficientemente grande para garantir uma boa resistência sob pressão.

[060] No caso da folga mínima J1, a saliência frontal 52 fica fora de contato com a superfície frontal 90 tanto durante a introdução da extremidade da tubulação 4 na extremidade de encaixe 8 quando durante e após a colocação sob pressão.

[061] As explicações em relação às Figuras 4 e 5 são válidas para qualquer folga compreendida na primeira faixa de folgas.

[062] A Figura 6 mostra uma montagem análoga à da Figura 4 com as seguintes diferenças.

[063] A superfície 92 tem um diâmetro Dmax, ao passo que a superfície 70 tem um diâmetro dmin, de forma que essas duas superfícies definem entre elas um folga J2 que é superior à folga J1. Essa folga J2 é a folga máxima admitida para tolerâncias de fabricação da extremidade da tubulação 4 e da extremidade de encaixe 8.

[064] Pode-se ver que, durante a fixação sobre a extremidade da tubulação 4 durante a colocação sob pressão, o inserto 20 é aplicado em dois pontos contra a ranhura 82, de um lado com sua saliência radial 40 contra a superfície de fundo 92 e de outro lado com sua saliência inclinada 50 contra a superfície inclinada 91. A saliência frontal 52 está fora de contato com a superfície frontal 90. Além disso, apenas o dente de fixação 60 mais afastado da entrada de encaixe é aplicado contra a superfície externa 70 da extremidade da tubulação.

[065] O ângulo de reação com fixação β3 obtido é medido entre a direção radial e uma linha que passa pelo ponto P, sensivelmente idêntico ao da montagem da Figura 5, e por o ponto de contato entre a superfície 70 e o dente 60. Esse ângulo β3 é pequeno, e, portanto, compatível com uma fixação satisfatória do inserto 20.

[066] A Figura 7 mostra a montagem da Figura 6 depois que pressão foi estabelecida, portanto, após a fixação do inserto 20 e após o deslocamento do inserto no sentido horário nas Figuras.

[067] No fim dessa movimentação (deslocamento), o inserto 20 é aplicado exclusivamente com sua saliência radial 40 contra a superfície de fundo 92 e exclusivamente com sua saliência frontal 52 contra a superfície frontal 90, ao passo que a outra saliência 50 está fora de contato com a superfície 91. Além disso, apenas o dente intermediário 58 e o dente 60 o mais afastado da entrada de encaixe se fixam na superfície 70 da extremidade da tubulação 4.

[068] Na folga máxima J2, o contato ao nível da saliência frontal 52 aumenta o ângulo de reação e compensa a diminuição de ângulo de reação que resulta do deslocamento do inserto no sentido horário durante a colocação sob pressão. Obtém-se assim, graças a essa saliência 52 que gera um ponto P que se situa nas proximidades do eixo X-X, um ângulo de reação sob pressão estabelecida β4 final suficientemente grande para garantir um bom comportamento da montagem travada sob pressão.

[069] As explicações em relação às Figuras 6 e 7 são válidas para qualquer folga compreendida na segunda faixa de folgas.

[070] Para todas as folgas, admitidas entre as superfícies 70 e 92, o inserto 20 é aplicado, em vista meridiana, contra a superfície de fundo 92, a superfície inclinada 91 e/ou a superfície frontal 90 em cada local (ponto) de contato, por um contato pontual e não linear. Assim, as tolerâncias de fabricação do inserto e das superfícies 90, 91, 92 podem ser grandes.

[071] Na Figura 8 está representado o inserto 20 em maior escala.

[072] As explicações a seguir se referem à vista meridiana, portanto, de lado, do inserto de travamento 20.

[073] O inserto de travamento 20 comporta um perfil arredondado em arco de círculo 100, que forme as saliências 40 e 50. Esse perfil arredondado 100 se estende em uma faixa angular superior a 90°.

[074] Entre o perfil arredondado 100 e o bico de fixação 48 se estende um perfil retilíneo 102. Esse perfil 102 se liga de um modo tangencial ao perfil 100 e forma a superfície S1.

[075] Entre o perfil arredondado 100, ou a saliência inclinada 50, e a saliência frontal 52, se estende outro perfil retilíneo 104. Esse perfil 104 está ligado de um modo tangencial ao perfil 100 e forma a superfície S2.

[076] A saliência frontal 52 é formada por um perfil arredondado, de preferência em arco de círculo, que se estende em uma faixa angular superior a 90°.

[077] A saliência frontal 52 e o dente de fixação 56 estão ligados por um perfil côncavo 106. Esse perfil côncavo 106 constitui o espaço livre do dente 56 e compreende um perfil parcial 108 retilíneo que se estende a partir da saliência frontal S2.

[078] As Figuras 9 a 11 mostram uma variante da presente invenção, que difere do modo de realização acima unicamente no que diz respeito aos aspectos a seguir. Os elementos análogos são identificados por referências idênticas.

[079] A Figura 9 mostra a montagem com folga média.

[080] A Figura 10 mostra a montagem com folga máxima J2.

[081] O inserto de travamento 20 comporta uma segunda saliência inclinada 54, deslocada radialmente da primeira saliência inclinada 50. Essa saliência inclinada 54 é apropriada para ser aplicada contra a superfície inclinada 91 da ranhura de ancoragem.

[082] Em vista meridiana, portanto, em vista de lado, um perfil retilíneo 104 se estende entre a saliência frontal 52 e a segunda saliência inclinada 54 ao passo que a segunda saliência inclinada 54 e a primeira saliência inclinada 50 estão separadas por um perfil côncavo 110. A reta que liga as duas saliências inclinadas 50, 54 forma com o perfil retilíneo 104 um ângulo δ que é diferente do ângulo Y entre as duas superfícies frontal 90 e inclinada 91, e de preferência inferior a esse ângulo. Assim, o número e a extensão dos locais (pontos) de contato entre o inserto de travamento 20 e as superfícies 90, 91 são pequenos.

[083] O ângulo δ é inferior a 180°.

[084] Além disso, o perfil côncavo 110 ajuda a minimizar os locais (pontos) de contato entre o inserto de travamento 20 e a superfície inclinada 91.

[085] Em uma variante não representada, as duas saliências inclinadas 50, 54 estão separadas por um perfil retilíneo.

[086] Além disso, em uma variante não representada, a saliência frontal 52 e a saliência inclinada adjacente à saliência frontal, que é a saliência 54 na Figura 11, estão ligadas por um perfil côncavo.

[087] Graças às características geométricas dos insertos 20 e das superfícies 90, 91, a junta de vedação conduz a um bom compromisso entre a fixação dos insertos na extremidade da tubulação e o comportamento sob pressão, independentemente da folga real existente entre as superfícies 70 e 92.

[088] Ademais, os recessos 36 tornam mais confiável o apoio dos insertos 20 perto das folgas mínimas, reduzindo o esforço de encaixe da extremidade da tubulação 4 e evitando as tensões de compressão no elastômero suscetíveis de gerar um mau posicionamento dos insertos 20 por deslocamento em um sentido que tende a aumentar o ângulo de reação (e portanto, a prejudicar a fixação dos insertos 20 com folga mínima). Além disso, os recessos 36 facilitam a deformação global do anel 14 durante a colocação da junta de vedação na extremidade de encaixe.

[089] A presente invenção pode igualmente comportar as seguintes características: - o pé 32 comporta um batente de fixação 62 que está imerso no corpo 16 e que está disposto do lado axialmente oposto à cabeça 30. - o batente de fixação 62 tem, visto em corte meridiano ao longo do eixo central X-X, um perfil que é mais arredondado que o perfil dos dentes de fixação 56, 58, 60. - o anel 14 compreende pelo menos um recesso 36 perpendicularmente a um inserto de travamento 20, e o recesso 36 está radialmente para fora de forma que uma extremidade radial da cabeça 30 esteja quase livre de matéria elástica. - os dentes de fixação se estendem para fora do anel 14. - a cabeça 30 de cada inserto de travamento 20 compreende um bico de retenção 48 dirigido axialmente do lado oposto da primeira saliência inclinada 50, e o recesso 36 é axialmente aberto de forma que o bico de retenção 48 esteja quase livre de matéria elástica. - o elemento de ancoragem 18 e o corpo 16 estão separados por pelo menos uma cavidade, em particular uma ranhura periférica ou recessos alinhados circunferencialmente com os insertos 20. - a superfície frontal 90 se encontra do lado da entrada da extremidade de encaixe.

Claims

1. MONTAGEM ESTANQUE E TRAVADA, do tipo que compreende uma extremidade da tubulação (4) de um primeiro elemento de canalização, uma extremidade de encaixe (8) de um segundo elemento de canalização e uma junta de vedação compósita (12) para a montagem estanque e travada entre a extremidade da tubulação (4) e a extremidade de encaixe (8), a qual junta de vedação compreende, de um lado, um anel (14) de matéria elástica que se estende ao longo de um eixo central (X-X) e que possui um corpo (16) e um elemento de ancoragem (18) e, de outro lado, pelo menos um inserto de travamento (20) imerso pelo menos parcialmente no elemento de ancoragem (18), e a extremidade de encaixe compreende uma ranhura de ancoragem (82) anular, a qual ranhura de ancoragem (82) é delimitada por uma superfície inclinada (91) disposta axial e radialmente entre uma superfície de fundo (92) e uma superfície frontal (90) anular, sendo que o inserto de travamento compreende: - uma cabeça (30), apropriada para ser inserida na ranhura de ancoragem (82) da extremidade de encaixe e um pé (32), a qual cabeça (30) comporta uma saliência radial (40), apropriada para ser aplicada contra a superfície de fundo (92) da ranhura de ancoragem (82) e uma primeira saliência inclinada (50), apropriada para ser aplicada contra a superfície inclinada (91) da ranhura de ancoragem (82), caracterizada pela cabeça (30) compreender pelo menos uma saliência frontal (52) deslocada radialmente, da primeira saliência inclinada (50) e apropriada para ser aplicada contra a superfície frontal anular (90) da ranhura de ancoragem (82), a superfície frontal anular (90) e a superfície inclinada (91) formam um ângulo (y) entre elas que é inferior a 180°.

2. MONTAGEM, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela cabeça (30) compreender pelo menos uma segunda saliência inclinada (54), deslocada radialmente, da primeira saliência inclinada (50) e da saliência frontal (52) e apropriada para ser aplicada contra a superfície inclinada (91) da ranhura de ancoragem (82).

3. MONTAGEM, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pela primeira e a segunda saliências inclinadas (50, 54) serem, de acordo com uma vista de lado, ligadas por um perfil côncavo (110) ou retilíneo, ligadas por um perfil côncavo (110) ou retilíneo.

4. MONTAGEM, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pela saliência frontal (52) e a saliência inclinada adjacente à saliência frontal (52) serem, de acordo com uma vista de lado, ligadas por um perfil côncavo ou retilíneo (104).

5. MONTAGEM, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada por, visto de lado, o pé (32) compreender pelo menos um dente de fixação (56, 58, 60) apropriado para se fixar sobre uma superfície externa (70) da extremidade da tubulação (4).

6. MONTAGEM, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pela saliência frontal (52) e o dente de fixação (56) mais próximo estarem, de acordo com uma vista de lado, ligados por um perfil côncavo (106) ou retilíneo.

7. MONTAGEM, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada por, vista de lado, a cabeça (30) comportar um bico de fixação (48), uma primeira linha reta que se estende a partir saliência radial (40) para o bico de fixação e uma segunda linha reta que liga a saliência frontal (52) à primeira saliência inclinada (50) e o ângulo (α) entre essas duas linhas retas é compreendido entre 60° e 120°, de preferência inferior a 90°.

8. MONTAGEM, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pela cabeça ser uma cabeça (30) radialmente externa, imersa pelo menos parcialmente no elemento de ancoragem (18) e destinada a ser aplicada na ranhura de ancoragem (82) da extremidade de encaixe (8), em que o pé é um pé (32) radialmente interno, destinado a ser aplicado contra a extremidade da tubulação (4).

9. MONTAGEM, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pela superfície de fundo (92) que delimita a ranhura de ancoragem (82) anular ser uma superfície cilíndrica, em particular que se estende coaxialmente em relação ao eixo central (X-X), em que a superfície frontal anular (90) é formada por um colar de entrada (80) da extremidade de encaixe (8), a qual superfície frontal anular (90) se estende ao longo de um ângulo de pelo menos 80° em relação ao eixo central (X-X).

10. MONTAGEM, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pela superfície inclinada (91) ter uma inclinação compreendida entre 30° e 60° em relação ao eixo central (X-X).

11. MONTAGEM, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada por todas as saliências (40, 50, 52) serem dispostas de tal forma que para qualquer diâmetro da superfície de fundo (92) da extremidade de encaixe e da superfície externa (70) da extremidade da tubulação compreendida em uma faixa de tolerâncias e, de acordo com uma vista em corte meridiano, o inserto de travamento (20) se apoie sobre no máximo três ou dois pontos ao mesmo tempo da ranhura de ancoragem (82) da extremidade de encaixe.