BR112018073500B1 - Aparelho com arruela indicadora de tensão direta - Google Patents
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Abstract
Um aparelho com arruela indicadora de tensão direta inclui uma arruela indicadora de tensão direta; uma arruela de base e um recurso antirrotação para evitar rotação da arruela indicadora de tensão direta em relação à arruela de base.
Description
[0001] As realizações aqui descritas se referem geralmente a um aparelho indicador de tensão direta, e mais particularmente, a um aparelho indicador de tensão direta que inclui uma arruela indicadora de tensão direta e uma arruela de base.
[0002] As arruelas indicadoras de tensão direta são usadas para indicar quando a tensão adequada do parafuso foi atingida. A patente norte-americana 5.931.618, cujo todo o conteúdo é incorporado aqui por referência, revela uma arruela indicadora de tensão direta exemplar. A Figura 1 é uma vista superior da arruela indicadora de tensão direta da patente norte-americana 5.931.618. a Figura 2 é uma vista transversal realizada ao longo da linha 2-2 da Figura 1. A arruela indicadora de tensão direta 60 inclui protuberâncias 12 formadas sobre uma primeira superfície 14 e recuos correspondentes 16 formados sobre uma segunda superfície 18. A arruela indicadora de tensão direta 60 inclui canais 62 na superfície inferior 18 que leva a partir de cada recuo 16 para o diâmetro externo da arruela indicadora de tensão direta 60. O recuo 16 é preenchido com um material indicador 64. Quando a arruela indicadora de tensão direta 60 é usada com um parafuso, as protuberâncias 12 são comprimidas conforme o parafuso é tensionado. Quando a tensão desejada do parafuso é atingida, o material indicador 64 surge do canal 62 no diâmetro externo da arruela indicadora de tensão direta 60. A emissão do material indicador provê um indicador visual de que o parafuso foi tensionado adequadamente.
[0003] Em alguns ambientes de instalação, a superfície de instalação adjacente à segunda superfície 18 pode ser áspera, desgastada, marcada, etc. Por exemplo, um flange de montagem para união de dois tubos pode ter uma superfície irregular devido à falta de qualquer controle de tolerância na superfície e/ou montagem/desmontagem repetida dos tubos. Quando a arruela indicadora de tensão direta 60 é usada sobre tal superfície, o material indicador pode ficar manchado ou distorcido, em vez de emitir puramente a partir do diâmetro externo da arruela indicadora de tensão direta 60.
[0004] De acordo com uma realização, um aparelho com arruela indicadora de tensão direta inclui uma arruela indicadora de tensão direta; uma arruela de base; e um recurso antirrotação para evitar rotação da arruela indicadora de tensão direta em relação à arruela de base.
[0005] Além de um ou mais dos recursos descritos acima, ou como uma alternativa, podem incluir outras realizações, em que o recurso antirrotação compreende uma aba sobre um entre a arruela indicadora de tensão direta e a arruela de base e um entalhe sobre a outra entre a arruela indicadora de tensão direta e a arruela de base, a aba recebida no entalhe para evitar rotação da arruela indicadora de tensão direta em relação à arruela de base.
[0006] Além de um ou mais dos recursos descritos acima, ou como uma alternativa, podem incluir outras realizações, em que o recurso antirrotação compreende duas abas sobre uma entre a arruela indicadora de tensão direta e a arruela de base e dois entalhes sobre a outra entre a arruela indicadora de tensão direta e a arruela de base, as abas recebidas nos entalhes para evitar rotação da arruela indicadora de tensão direta em relação à arruela de base.
[0007] Além de um ou mais dos recursos descritos acima, ou como uma alternativa, podem incluir outras realizações, em que o recurso antirrotação compreende um pino sobre um entre a arruela indicadora de tensão direta e a arruela de base e uma abertura sobre a outra entre a arruela indicadora de tensão direta e a arruela de base, o pino recebido na abertura para evitar rotação da arruela indicadora de tensão direta em relação à arruela de base.
[0008] Além de um ou mais dos recursos descritos acima, ou como uma alternativa, podem incluir outras realizações, em que o recurso antirrotação compreende dois pinos sobre um entre a arruela indicadora de tensão direta e a arruela de base e duas aberturas sobre a outra entre a arruela indicadora de tensão direta e a arruela de base, os pinos recebidos nas aberturas para evitar rotação da arruela indicadora de tensão direta em relação à arruela de base.
[0009] Além de um ou mais dos recursos descritos acima, ou como uma alternativa, podem incluir outras realizações, em que a arruela indicadora de tensão direta inclui uma primeira superfície que possui uma protuberância formada nela; uma segunda superfície que possui um recuo formado em oposição à protuberância; um material indicador posicionado no recuo; e um canal que conduz do recuo para um diâmetro externo da arruela indicadora de tensão direta.
[00010] Além de um ou mais dos recursos descritos acima, ou como uma alternativa, podem incluir outras realizações, em que a arruela de base é uma segunda arruela indicadora de tensão direta.
[00011] Além de um ou mais dos recursos descritos acima, ou como uma alternativa, podem incluir outras realizações, em que a segunda arruela indicadora de tensão direta inclui: uma primeira superfície que possui uma protuberância formada nela; uma segunda superfície que possui um recuo formado em oposição à protuberância; um material indicador posicionado no recuo; e um canal que conduz do recuo para um diâmetro externo da arruela indicadora de tensão direta.
[00012] Além de um ou mais dos recursos descritos acima, ou como uma alternativa, podem incluir outras realizações, em que a segunda superfície da arruela indicadora de tensão direta é posicionada adjacente a e voltada para a segunda superfície da segunda arruela indicadora de tensão direta.
[00013] Além de um ou mais dos recursos descritos acima, ou como uma alternativa, podem incluir outras realizações, em que o recuo da arruela indicadora de tensão direta está alinhado com o recuo da segunda arruela indicadora de tensão direta.
[00014] Além de um ou mais dos recursos descritos acima, ou como uma alternativa, podem incluir outras realizações, em que a arruela indicadora de tensão direta é calibrada para uma primeira tensão do parafuso e a segunda arruela indicadora de tensão direta é calibrada para uma segunda tensão do parafuso.
[00015] Além de um ou mais dos recursos descritos acima, ou como uma alternativa, podem incluir outras realizações, em que a primeira tensão do parafuso é diferente da segunda tensão do parafuso.
[00016] Os efeitos técnicos das realizações incluem o uso de uma arruela de base com uma arruela indicadora de tensão direta para melhorar a emissão de material indicador.
[00017] Em referência agora aos desenhos, em que os elementos similares são numerados iguais nas diversas Figuras: - A Figura 1 é uma vista superior de uma arruela convencional indicadora de tensão direta; - A Figura 2 é uma vista transversal da arruela indicadora de tensão direta mostrada na Figura 1 realizada ao longo da linha 2-2; e - As Figuras 3 e 4 são vistas em perspectiva de uma arruela indicadora de tensão direta em uma realização; - As Figuras 5 e 6 são vistas em perspectiva de uma arruela de base em uma realização; - As Figuras 7 e 8 são vistas em perspectiva de um aparelho indicador de tensão direta em uma realização.
[00018] As realizações exemplares são direcionadas a um aparelho indicador de tensão direta tendo uma arruela indicadora de tensão direta e uma arruela de base. Em algumas realizações, a arruela de base é uma arruela indicadora de tensão direta. Utiliza-se um recurso antirrotação para evitar rotação da arruela indicadora de tensão direta em relação à arruela de base.
[00019] As Figuras 3 e 4 são vistas em perspectiva de uma arruela indicadora de tensão direta 100 em uma realização. A arruela indicadora de tensão direta 100 possui um corpo plano com uma abertura central 102. A arruela indicadora de tensão direta 100 inclui protuberâncias 112 formadas sobre uma primeira superfície 114 e recuos correspondentes 116 formados sobre uma segunda superfície 118. A arruela indicadora de tensão direta 100 inclui canais 120 na superfície inferior 118 que levam a partir de cada recuo 116 para o diâmetro externo da arruela indicadora de tensão direta 100. Cada recuo 116 é preenchido com um material indicador 117. O material indicador 117 pode ser silício ou outro material resiliente. Quando a arruela indicadora de tensão direta 100 é usada com um parafuso, as protuberâncias 112 são comprimidas conforme o parafuso é pressionado. Quando a tensão desejada do parafuso é atingida, o material indicador 117 emerge do canal 120 no diâmetro externo da arruela indicadora de tensão direta 100. A emissão do material indicador 117 provê um indicador visual de que o parafuso foi tensionado adequadamente.
[00020] A arruela indicadora de tensão direta 100 pode ser usada com uma arruela de base 130, cujo exemplo é mostrado nas Figuras 5 e 6. A arruela de base 130 possui um corpo plano com uma abertura central 132, que é alinhada com a abertura central 102 quando usada com a arruela indicadora de tensão direta 100. A arruela de base 130 possui uma primeira superfície 134 e uma segunda superfície 136. Em uso, a primeira superfície 134 está voltada para a segunda superfície 118 da arruela indicadora de tensão direta 100. A arruela indicadora de tensão direta 100 e a arruela de base 130 são usadas juntas, de modo que os recuos 116 sejam posicionados acima da primeira superfície plana 134 da arruela de base 130. A primeira superfície 134 circunda o recuo 116 e evita que o material indicador 117 se desloque em direções diferentes ao longo do canal 120.
[00021] A arruela indicadora de tensão direta 100 e a arruela de base 130 incluem um recurso antirrotação para evitar que a arruela indicadora de tensão direta 100 gire em relação à arruela de base 130. Na realização das Figuras 3 a 6, a arruela indicadora de tensão direta 100 inclui dois entalhes 122 e a arruela de base 130 inclui duas abas 138. Quando usados juntos, as abas 138 são recebidas nos entalhes 122 para evitar que a arruela de base 130 gire em relação à arruela indicadora de tensão direta 100 quando a porca é apertada. Isto evita que o material indicador esfregue entre a arruela de base 130 e a arruela indicadora de tensão direta 100. As realizações não são limitadas ao uso de duas abas 138 e dois entalhes 122. Uma ou mais abas 138 podem estar localizadas sobre a arruela indicadora de tensão direta 100 e um ou mais entalhes podem estar localizados sobre a arruela de base 130 e vice-versa. As abas 138 e entalhes 122 são apenas um exemplo de um recurso antirrotação. Em outras realizações, pinos e orifícios são usados para evitar que a arruela de base 130 gire em relação à arruela indicadora de tensão direta 100.
[00022] As Figuras 7 e 8 são vistas em perspectiva de um aparelho indicador de tensão direta 200 em outra realização. O aparelho indicador de tensão direta 200 inclui uma arruela indicadora de tensão direta 210 e uma arruela de base 230. A arruela indicadora de tensão direta 210 possui um corpo plano com uma abertura central 202. A arruela indicadora de tensão direta 210 inclui protuberâncias 212 formadas sobre uma primeira superfície 214 e recuos correspondentes 216 formados sobre uma segunda superfície 218 (Figura 8). A arruela indicadora de tensão direta 210 inclui canais 220 na segunda superfície 218 que conduzem a partir de cada recuo 216 para o diâmetro externo da arruela indicadora de tensão direta 210. Cada recuo 216 é preenchido com um material indicador 217. O material indicador 217 pode ser silício ou outro material resiliente. Quando a arruela indicadora de tensão direta 210 é usada com um parafuso, as protuberâncias 112 são comprimidas conforme o parafuso é tensionado. Quando a tensão desejada do parafuso é atingida, o material indicador 217 emerge do canal 220 no diâmetro externo da arruela indicadora de tensão direta 210. E emissão do material indicador 217 provê um indicador visual de que a tensão predeterminada do parafuso foi atingida.
[00023] Na realização das Figuras 7 e 8, a arruela de base 230 também é uma arruela indicadora de tensão direta. A arruela indicadora de tensão direta 230 possui um corpo plano com uma abertura central 231. A arruela indicadora de tensão direta 230 inclui protuberâncias 232 formadas sobre uma primeira superfície 234 e recuos correspondestes 236 formados sobre uma segunda superfície 238 (Figura 7). A arruela indicadora de tensão direta 230 inclui canais 240 na segunda superfície 238 que conduzem a partir de cada recuo 236 ao diâmetro externo da arruela indicadora de tensão direta 230. Cada recuo 236 é preenchido com um material indicador 237. O material indicador 237 pode ser silício ou outro material resiliente. Quando a arruela indicadora de tensão direta 230 é usada com um parafuso, as protuberâncias 232 são comprimidas conforme o parafuso é tensionado. Quando a tensão desejada do parafuso é atingida, o material indicador 237 emerge do canal 240 no diâmetro externo da arruela indicadora de tensão direta 230. A emissão do material indicador 237 provê um indicador visual de que o parafuso foi tensionado adequadamente.
[00024] Quando usadas juntas como um aparelho indicador de tensão direta, a primeira arruela indicadora de tensão direta 210 é colocada contra a segunda arruela indicadora de tensão direta 230 de modo que a segunda superfície 218 esteja voltada para a segunda superfície 238. A primeira arruela indicadora de tensão direta 210 e a segunda arruela indicadora de tensão direta 230 incluem um recurso antirrotação na forma de pinos 250 sobre a segunda superfície 238 da segunda arruela indicadora de tensão direta 230 e aberturas 252 no corpo plano da primeira arruela indicadora de tensão direta 210. Os pinos 250 se acoplam às aberturas 252 para evitar que a segunda arruela indicadora de tensão direta 230 gire em relação à primeira arruela indicadora de tensão direta 210 conforme o parafuso é tensionado. As realizações não estão limitadas ao uso de dois pinos 250 e duas aberturas 252. Um ou mais pinos 250 podem estar localizados na arruela indicadora de tensão direta 210 e um ou mais aberturas 252 podem estar localizados na arruela indicadora de tensão direta 230 e vice-versa.
[00025] O aparelho indicador de tensão direta 200 das Figuras 7 e 8 pode ser usado de diversas formas. Em uma primeira configuração, os recuos 216 da primeira arruela indicadora de tensão direta 210 não estão alinhados com os recuos 236 da segunda arruela indicadora de tensão direta 230. Esta disposição permite que o material indicador 217 seja emitido em uma primeira tensão do parafuso e o material indicador 237 seja emitido em uma segunda tensão do parafuso. Por exemplo, a primeira arruela indicadora de tensão direta 210 pode ser calibrada para emitir o material indicador 217 no diâmetro externo em uma tensão que representa 45 ksi de tensão do parafuso, enquanto a segunda arruela indicadora de tensão direta 230 pode ser calibrada para emitir o material indicador 237 no diâmetro externo a uma tensão que representa 60 ksi de tensão por parafuso.
[00026] Em uma configuração alternativa, os recuos 216 da primeira arruela indicadora de tensão direta 210 estão alinhados com os recuos 236 da segunda arruela indicadora de tensão direta 230. O alinhamento dos recuos 216 com os recuos 236 resulta em mais material indicador 217 e 237 sendo emitido no diâmetro externo na tensão predeterminada do parafuso, provendo um evento de esguicho de visibilidade maior.
[00027] As realizações do aparelho indicador de tensão direta proveem diversos benefícios. Primeiramente, ele evita qualquer rotação relativa da arruela indicadora de tensão direta com a superfície imediatamente sob ela, eliminando assim o potencial de esfregaço do evento de esguicho em torno do diâmetro externo caso os elementos virados induzam rotação da arruela indicadora de tensão direta. Em segundo lugar, ele elimina a condição superficial conhecida dos componentes que estão sendo fixados juntos de impactar negativamente o desempenho de esguicho. Os exemplos desta condição prejudicial seriam revestimentos ásperos ou esforços anteriores de aparafusamento aplicados às superfícies que causaram irritação. Caso haja aspereza significativa à superfície ou irregularidades da superfície que o material indicador não direciona adequadamente para a borda externa da parte ou, ao contrário, pode encontrar espaços ásperos para preencher. Finalmente, ele permite que a arruela indicadora de tensão direta cruze uma condição de orifício irregular. Por exemplo, caso um orifício possua um afunilamento, chanfro, bordas ásperas ou dimensionamento significativo que de outro modo faria com que o mecanismo de esguicho avançasse para dentro comparado ao lado externo; a arruela de base permite que a arruela indicadora de tensão direta funcione apesar destes fenômenos.
[00028] Apesar de as realizações exemplares terem sido mostradas e descritas, diversas modificações e substituição podem ser realizadas sem se desviar do espírito e escopo da invenção. Portanto, deve ser compreendido que a presente invenção foi descrita por meio de ilustração e não limitação.
Claims (12)
1. APARELHO COM ARRUELA INDICADORA DE TENSÃO DIRETA, caracterizado pelo fato de que compreende: uma arruela plana indicadora de tensão direta (100); uma arruela plana de base (130); e um recurso antirrotação para evitar rotação da arruela plana (100) indicadora de tensão direta em relação à arruela de base (130); em que a arruela plana (100) indicadora de tensão direta compreende: uma primeira superfície (114) que possui protuberâncias (112) formadas nela; uma segunda superfície (118) que possui recuos (116) formado em oposição às protuberâncias; um material indicador (117) posicionado no recuo (116); e um canal (120) que conduz do recuo para um diâmetro externo da arruela plana (100) indicadora de tensão direta.
2. APARELHO COM ARRUELA INDICADORA DE TENSÃO DIRETA, caracterizado pelo fato de que compreende: uma arruela plana indicadora de tensão direta (210); uma arruela plana de base (230); e um recurso antirrotação para evitar rotação da arruela plana indicadora de tensão direta (210) em relação à arruela de base (230).
3. APARELHO COM ARRUELA INDICADORA DE TENSÃO DIRETA, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o recurso antirrotação compreender uma aba (138) sobre uma entre a arruela indicadora de tensão direta (210) e a arruela de base (230) e um entalhe (122) sobre a outra entre a arruela indicadora de tensão direta (210) e a arruela de base (230), a aba (138) recebida no entalhe (122) para evitar rotação da arruela indicadora de tensão direta (210) em relação à arruela de base (230).
4. APARELHO COM ARRUELA INDICADORA DE TENSÃO DIRETA, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo de que o recurso antirrotação compreender duas abas (138) sobre uma entre a arruela indicadora de tensão direta (210) e a arruela de base (230) e dois entalhes (122) sobre a outra entre a arruela indicadora de tensão direta (210) e a arruela de base (230), as abas (138) recebidas nos entalhes (122) para evitar rotação da arruela indicadora de tensão direta (210) em relação à arruela de base (230).
5. APARELHO COM ARRUELA INDICADORA DE TENSÃO DIRETA, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o recurso antirrotação compreender um pino (250) sobre uma entre a arruela indicadora de tensão direta (210) e a arruela de base (230) e uma abertura (252) sobre a outra entre a arruela indicadora de tensão direta (210) e a arruela de base (230), o pino (230) recebido na abertura (252) para evitar a rotação da arruela indicadora de tensão direta (210) em relação à arruela de base (230).
6. APARELHO COM ARRUELA INDICADORA DE TENSÃO DIRETA, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o recurso antirrotação compreender dois pinos (230) sobre uma entre a arruela indicadora de tensão direta (210) e a arruela de base (230) e duas aberturas (252) sobre a outra entre a arruela indicadora de tensão direta (210) e a arruela de base (230), os pinos (230) recebidos nas aberturas (252) para evitar rotação da arruela indicadora de tensão direta (210) em relação à arruela de base (230).
7. APARELHO COM ARRUELA INDICADORA DE TENSÃO DIRETA, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a arruela de base (230) ser uma segunda arruela indicadora de tensão direta.
8. APARELHO COM ARRUELA INDICADORA DE TENSÃO DIRETA, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que: a segunda arruela indicadora de tensão direta compreende: uma primeira superfície que possui protuberâncias (232) formadas nela; uma segunda superfície que possui recuos (236) formados em oposição às protuberâncias (232); um material indicador (237) posicionado no recuo (236); e um canal (240) que conduz do recuo (236) para um diâmetro externo da arruela indicadora de tensão direta (230).
9. APARELHO COM ARRUELA INDICADORA DE TENSÃO DIRETA, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a segunda superfície (218) da arruela indicadora de tensão direta ser posicionada adjacente a e voltada para a segunda superfície (238) da segunda arruela indicadora de tensão direta.
10. APARELHO COM ARRUELA INDICADORA DE TENSÃO DIRETA, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o recuo (216) da arruela indicadora de tensão direta (210) estar alinhado com o recuo (236) da segunda arruela indicadora de tensão direta 230.
11. APARELHO COM ARRUELA INDICADORA DE TENSÃO DIRETA, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a Primeira arruela indicadora de tensão direta (210) ser calibrada para uma primeira tensão do parafuso e a segunda arruela indicadora de tensão direta (230) ser calibrada para uma segunda tensão do parafuso.
12. APARELHO COM ARRUELA INDICADORA DE TENSÃO DIRETA, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a primeira tensão do parafuso ser diferente da segunda tensão do parafuso.
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