BR112021007446B1

BR112021007446B1 - Anel de contração

Info

Publication number: BR112021007446B1
Application number: BR112021007446-5A
Authority: BR
Inventors: Stefan Miessmer
Original assignee: Oetiker Schweiz Ag
Priority date: 2018-11-07
Filing date: 2019-11-06
Publication date: 2023-12-19
Also published as: US20210381630A1; JP2022506580A; KR20210087500A; WO2020094740A1; EP3877687B1; ES2963507T3; MX2021004874A; US11920712B2; CN112969881A; WO2020094243A1; EP3877687C0; EP3877687A1; BR112021007446A2; CA3116807C; CA3116807A1; PL3877687T3; JP7284259B2

Abstract

anel de contração. a presente invenção refere-se a um anel de contração, cujas duas bordas da circunferência (10) são rebordeadas, por causa de sua maior rigidez inerente permite o uso de espessuras de tira mais finas sem o perigo de um empenamento. as bordas da circunferência (10) terminam em abas (16) voltadas radialmente para fora, que com uma seção central (13) do anel que fica axialmente mais interna e não rebordeada formam um ângulo de cerca de 70º a 90º. o rebordo consiste em um alargamento do diâmetro das bordas do anel, sendo que, as áreas de bordas do anel (14) são curvadas para fora de forma arredondada, e as superfícies da borda (11) passam com um ângulo, de preferência de cerca de 0o a cerca de 20º em relação ao eixo do anel (12).

Description

Estado da técnica

[001] Os denominados anéis de multicrimpagem ou anéis de contração são fabricados nas mais diferentes execuções. Em um método conhecido, um tubo soldado axialmente ou longitudinalmente ao longo de uma linha helicoidal é dividido em anéis de largura desejada. Em alternativa, de uma tira dividida correspondente à largura de anel desejada, são cortados comprimentos retos ou inclinados correspondentes à circunferência do anel, então são arredondados para formar o anel e as duas extremidades são soldadas a topo uma na outra.

[002] Para a contração, o anel é comprimido por meio de uma ferramenta com vários mordentes de pressão que atuam radialmente para dentro. No caso desse processo de contração designado também como multicrimpagem, no caso de espessuras de tira insuficiente existe o perigo que o anel dobre.

[003] Um anel de contração genérico é descrito no documento de patente alemão DE 10 2007 008 274 A1. O anel descrito nele é pressionado pela multicrimpagem radial na área de sobreposição com um tubo sobre uma mangueira. Ele mostra no corte transversal uma estrutura arqueada radialmente duas vezes para dentro, sendo que, as seções que ficam radialmente internas são arredondadas, a fim de poupar a mangueira.

Esboço da invenção

[004] À invenção cabe a tarefa generalizada de eliminar, pelo menos parcialmente, as desvantagens, como as que surgem em anéis de contração conhecidos. Uma tarefa mais especial pode ser vista no fato de indicar um anel de contração, que com a resistência predeterminada permita o uso de espessuras de tira menores.

[005] A solução dessa tarefa é bem sucedida pelo fato de que nas duas bordas da circunferência axiais o anel é curvado para fora, em torno de um ângulo de 70° a 90°. Essa moldagem obtida, de preferência por meio de rebordagem ou outro processo de curvar ou dobrar, de acordo com o princípio de uma estria ou de um suporte em l produz um aumento da rigidez inerente do anel, de tal modo que um dobramento do anel durante a contração também pode ser evitado com espessuras de tira menores.

[006] A moldagem produz um alargamento do diâmetro das bordas da tira, sendo que, as bordas da tira são curvadas para fora de forma arredondada. Desse modo são evitados danos do material da mangueira envolvido pelo anel.

Desenho

[007] Exemplos de execução da invenção serão esclarecidos em mais detalhes a seguir com auxílio do desenho. Nele são mostrados:

[008] Na fig. 1, uma vista lateral axial de um anel de contração de acordo com a invenção com bordas da circunferência rebordeadas,

[009] Na fig. 2, uma vista em corte transversal axial ao longo da linha A-A da figura 1,

[010] Na fig. 3, uma vista em perspectiva do anel de contração de acordo com a invenção,

[011] Na fig. 4, uma parte X da figura 2 como corte axial ampliado e

[012] Na fig. 5, um diagrama de força e deslocamento com o resultado da simulação baseada em computador do comportamento de carga de três anéis de contração.

Exemplos de execução

[013] O anel representado no desenho apresenta uma espessura de tira constante, e está rebordeado em suas duas bordas da circunferência 10 radialmente para fora, de tal modo que as abas 16 com a seção central 13 não rebordeada formam um ângulo de cerca de 70° a cerca de 90°. Particularmente preferidos são ângulos de cerca de 75° a cerca de 85°.

[014] No exemplo de execução mostrado, o ângulo possui aproximadamente 80° e as superfícies frontais 11, em essência, retas das bordas da circunferência 10 passam com um ângulo de aproximadamente 10° em relação ao eixo do anel 12. A seção central do anel 13 que fica radialmente mais interna termina nos dois lados com uma área 14 arredondada.

[015] A superfície interna total do anel está livre de bordas em relação à mangueira (não mostrada) envolvida por ele, sendo que, a altura radial do rebordo para fora, de preferência é tão grande que as extremidades axiais 15 da seção do anel interna 13 no caso de compressão forte durante o processo de crimpagem também têm distância da mangueira. A seção central 13 passa na direção da circunferência continuamente, sem interrupção por um fecho ou similar.

[016] Os anéis de multicrimpagem são usados em materiais de mangueira sensíveis, por exemplo, na indústria automobilística em sistemas de ar de carga ou de resfriamento/ aquecimento. Condicionados pelas tolerâncias de mangueira correntes, surgem diferentes taxas de compressão - com altos valores em grandes espessuras de mangueira ou baixos valores em pequenas espessuras de mangueira. As tolerâncias de diâmetro nos bocais aumentam esse efeito.

[017] A montagem dos anéis ocorre em geral dependendo do trajeto; isto é, a redução do diâmetro do anel é ajustada a uma medida definida. Nesse caso, condicionada pelas tolerâncias mencionadas na espessura de mangueira e nos bocais resultam diferentes taxas de compressão; em outras palavras, as taxas de compressão não podem ser ajustadas, mas resultam das tolerâncias na espessura da mangueira e no diâmetro do bocal.

[018] A invenção reduz o perigo de danos da mangueira com potência constante. A taxa de compressão produzida pelo anel na área central não rebordeada permanece inalterada, enquanto as áreas de borda rebordeadas produzem uma saída suave da mangueira comprimida e, por conseguinte, poupam o material da mangueira.

[019] Sobretudo, porém, o rebordo das bordas da circunferência 10 aumenta a rigidez inerente do anel. Desse modo a invenção permite o uso de materiais de tira mais finos para o anel, sem que desse modo tivesse que ser aceita uma deterioração da resistência ou da rigidez da forma do anel na direção radial. Experiências mostraram que é possível uma redução da espessura da tira em torno de até 20% com a mesma rigidez, o que significa uma economia de material correspondente.

[020] A fim de evitar um dobramento do anel durante a contração, até agora teria que ser usada uma espessura da tira superdimensionada em relação à potência necessária de fato (compressão da mangueira). As taxas de compressão necessárias na verdade teriam que ser obtidas também com espessuras da tira menores; sem rebordo, no entanto, existiria o perigo que o anel dobrasse durante a compressão.

[021] O aperfeiçoamento da rigidez inerente do anel de contração através da curvatura para fora das bordas da circunferência 10 foi quantificado por uma simulação de computador, que se baseia no método dos elementos finitos. Os resultados estão ilustrados na figura 5, e serão esclarecidos a seguir.

[022] Foram examinados três anéis de multicrimpagem (MCR), que são fabricados respectivamente a partir de uma tira de aço, cujas extremidades de topo foram soldados a topo uma com a outra (a denominada "cross-welding"/solda cruzada RX). O primeiro anel (MCR RX) em suas bordas da circunferência não foi curvado para fora em absoluto, portanto um anel simples com espessura de tira homogênea e diâmetro de cerca de 40 mm constante na direção axial. O segundo e o terceiro anel apresentam bordas da circunferência rebordeadas respectivamente para fora ("curled edges" CE) e de resto são idênticos ao primeiro anel. Nesse caso, a aba 16 passa nas bordas da circunferência 10 axiais do segundo anel (MCR RX CE~45°) em um ângulo de montagem de cerca de 45° em relação à seção central 13 não rebordeada do anel. No caso do terceiro anel (MCR RX CE<90°) esse ângulo de montagem possui cerca de 85°.

[023] Foi simulado o comportamento dos três anéis com um denominado modelo de meia concha. Nesse caso, os anéis são colocados um após o outro em torno de um disco, que possui o diâmetro do anel contraído por crimpagem e que é constituído de duas conchas em forma de meia lua. As duas meias conchas são movimentadas então uma contra a outra na simulação, e com base em uma análise de elementos finitos é calculado como os três anéis se comportam respectivamente.

[024] Na fig. 5 está representado quão intensa é a força de reajuste gerada respectivamente pelo anel, em função do deslocamento das duas meias conchas. A força contrária ou de reajuste decisiva para a resistência do anel em Newton é representada em milímetros em função do alargamento do diâmetro do anel, que está condicionada pela distância das duas meias conchas de uma para a outra. Deve ser reconhecido que, na faixa de um alargamento do diâmetro de até 10 mm, o terceiro anel bastante rebordeado "MCR RX CE<90°" gera uma força contrária consistentemente maior do que o segundo anel "MCR RX CE~45°", rebordeado somente em torno de cerca de 45° e, por sua vez, essa força contrária consistentemente maior do que o primeiro anel "MCR RX" não rebordeado. Nesse caso, deve ser observado que somente a faixa com alargamentos do diâmetro de até cerca de 1 mm é tecnicamente relevante. No caso de alargamentos do diâmetro maiores o anel de contração iria perder a redução alcançada através do processo de crimpagem, que é necessária para a ligação de vedação entre o bocal e a mangueira através do anel de contração.

[025] Se os valores da força contrária forem comparados respectivamente ao valor de 1 mm de alargamento do diâmetro tipicamente relevante na realidade técnica, então obtém-se para o primeiro anel "MCR RX" uma força de cerca de 6.600 N, para o segundo anel "MCR RX CE~45°" uma força de cerca de 7.900 N e para o terceiro anel "MCR RX CE<90°" uma força de cerca de 9.600 N. A força contrária contra o alargamento radial e, com isso, a resistência do terceiro anel de acordo com o exemplo de execução da presente invenção é, portanto, em relação a um anel não rebordeado em torno de 45%, e em relação a um anel rebordeado somente em torno de cerca de 45° ainda é melhorada em torno de 20%.

[026] Sumarizando, a presente invenção refere-se a um anel de contração cujas duas bordas da circunferência 10 são rebordeadas, e que por causa de sua maior rigidez inerente permite o uso de espessuras de tira mais finas sem o perigo de um dobramento. As bordas da circunferência 10 terminam em abas 16 voltadas radialmente para fora, as quais com uma seção central 13 do anel que fica axialmente mais interna e não rebordeada formam um ângulo de cerca de 70° a 90°. O rebordo consiste em um alargamento do diâmetro das bordas do anel, sendo que, as áreas de bordas do anel 14 são curvadas para fora de forma arredondada, e as superfícies da borda 11 passam com um ângulo, de preferência de cerca de 0o a cerca de 20° em relação ao eixo do anel 12.

Claims

1. Anel de contração, que é rebordeado nas duas bordas da circunferência (10) axiais, caracterizado pelo fato de que as bordas da circunferência (10) terminam em abas (16) voltadas radialmente para fora, as quais passam com um ângulo de cerca de 70° a 90° em relação a uma seção central (13) do anel que fica axialmente mais interna e não rebordeada.

2. Anel de contração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o rebordo é constituído de um alargamento do diâmetro das bordas da circunferência (10) ao longo de toda a circunferência do anel.

3. Anel de contração, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que as áreas de bordas (14) do anel que ficam entre a seção central (13) e as abas (16) são curvadas para fora de forma arredondada.

4. Anel de contração, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que as superfícies frontais (11) das bordas da circunferência (10) que ficam axialmente para fora passam com um ângulo de cerca de 0o a cerca de 20° em relação ao eixo do anel (12).

5. Anel de contração, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que apresenta uma espessura de tira, em essência homogênea, ao longo de toda a largura do anel.

6. Anel de contração, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que esse anel é fabricado a partir de uma tira de aço curvada para formar um anel, cujas extremidades de topo são soldadas a topo uma na outra.

7. Anel de contração, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que é projetado para o propósito de ser empurrado sobre uma mangueira, a fim de pressionar a mangueira então através da multicrimpagem radial em sua área de sobreposição com um bocal dura sobre essa mangueira.