ES2198121T3 - Dispositivo de empalme instantaneo para tubo. - Google Patents

Abstract

Este dispositivo comprende un casquillo (2) destinado a recibir una junta (6) y un anillo de fijación (4) provisto de dientes elásticos inclinados con relación a un plano transversal. El casquillo (2), genéricamente cilíndrico circular, está deformado localmente de forma que presente un alojamiento anular en el cual se alojan la junta (6) y el anillo de fijación (4). El casquillo presenta una zona cilíndrica circular (16) destinada a ser engastada.

Description

Dispositivo de empalme instantáneo para tubo.

La presente invención se refiere a un dispositivo de empalme instantáneo para tubo, en particular un tubo destinado a conducir un líquido.

El campo de aplicación de la presente invención es el empalme de tubos destinados a conducir fluidos que se encuentran bajo algunos bares de presión. Se puede tratar, por ejemplo, de conducciones de agua tales como las conducciones de agua de uso sanitario o de calefacción.

Se conocen dispositivos de empalme en los cuales basta introducir el extremo de un tubo a empalmar y empujarlo de forma axial hacia el interior del dispositivo para realizar un empalme que presente una buena estanqueidad y un buen comportamiento mecánico. Dichos dispositivos de empalme presentan generalmente una pieza anular que presenta en su periferia unos dientes que se extienden radialmente hacia el interior pero que están todos inclinados, con respecto al plano transversal en el cual se encuentra la pieza anular, hacia el interior del dispositivo de empalme. El diámetro medido en los extremos libres de los dientes es inferior al diámetro exterior del tubo a empalmar. Sin embargo, estos dientes presentan una cierta elasticidad que, combinada con la inclinación de los mismos permite la introducción del tubo a empalmar en el dispositivo de empalme. Una vez el extremo del tubo introducido e insertado en el dispositivo del empalme, se impide la retirada de éste mediante los dientes que pasan entonces a apoyarse sobre la superficie exterior del tubo y que pasan a apuntalarse. Así la pieza anular y sus dientes mantienen mecánicamente el extremo del tubo en el dispositivo de empalme. Una (o varias) junta(s) realiza(n) la estanqueidad a nivel de este empalme.

Los empalmes de este tipo conocidos comprenden un casquillo en el cual está montada generalmente una junta. Un conjunto que presenta una pieza anular con unos dientes elásticos es entonces montado en un extremo del casquillo. Este conjunto comprende por ejemplo un tope para permitir el posicionado axial de la pieza anular dentada, la pieza anular dentada, un pulsador que sirve por una parte para liberar un tubo empalmado actuando sobre los dientes elásticos para empujarlos hacia el interior del casquillo y por otra parte de contratope para impedir la retirada de la pieza anular dentada cuando se ejerce una tracción sobre el tubo que tiende a hacer salir el tubo del dispositivo de empalme, así como un anillo exterior que permite la fijación de las tres piezas anteriores sobre el casquillo de empalme.

El inconveniente de este tipo de dispositivo es su relativa complejidad y por ello su precio de coste relativamente elevado. En efecto, se encuentra de nuevo aquí un conjunto de varias piezas a ensamblar sobre un casquillo.

Es conocida, por la patente US 2 201 372, la realización de un dispositivo de empalme instantáneo que presenta un casquillo destinado a recibir una junta y un anillo de enganche provisto de dientes elásticos inclinados con respecto a un plano transversal. Este casquillo es de forma general cilíndrica circular, y está deformado localmente de tal manera que presenta un alojamiento anular en el cual están alojados la junta y el anillo de enganche. Además, este casquillo está dotado de un extremo que puede ser engastado de tal forma que mantenga la junta así como el anillo de enganche en su alojamiento. En el documento EP 0 992 896, se indica, por una parte, que la junta y el anillo de enganche son mantenidos por engaste, y que por otra parte, el casquillo presenta una zona circular que permite la fijación del casquillo en el tubo a empalmar por engaste. Sin embargo, el inconveniente de estos dispositivos reside en el hecho de que, después del empalme y por lo tanto del deslizamiento del tubo a través del anillo de enganche, este tubo puede ser rayado a nivel de la junta. La estanqueidad no se realiza pues en las mejores condiciones.

La presente invención tiene entonces como objetivo proponer un nuevo dispositivo de empalme, de tipo instantáneo, que permita evitar los inconvenientes enunciados anteriormente.

Para ello, el dispositivo que propone la invención es un dispositivo según la reivindicación 1.

Este dispositivo de empalme permite así asegurar, después del empalme, que el tubo no esté rayado a nivel de la junta. Además, este dispositivo es fácil de realizar. Utiliza muy pocas piezas. El casquillo puede presentar una forma fácil de realizar. En efecto, basta realizar en éste un alojamiento para recibir la junta y el anillo de enganche. Este casquillo es de una longitud suficiente para presentar una zona que permita un engastado después del empalme de un tubo. Ello permite entonces garantizar la indesmontabilidad del empalme y así tener también un empalme simple y fiable. El hecho de prever un engastado permite evitar cualquier movimiento del tubo empalmado con respecto al casquillo. Estos movimientos se han de evitar para no dañar la junta, pues estos movimientos son transmitidos al anillo de enganche que los transmite a la junta. El engastado permite evitar cualquier interacción entre el anillo de enganche y la junta, incluso cuando hay importantes variaciones de presión en el empalme.

Otra ventaja de un empalme según la invención con respecto a un empalme a engastar es que es más fácil realizar el montaje de un circuito con un empalme de este tipo. En efecto, los tubos pueden ser todos colocados en los empalmes y se pueden seguidamente engastar todos los empalmes. Ello se puede realizar incluso cuando se ha sometido a presión el circuito.

La zona cilíndrica circular destinada a ser engastada está dispuesta por ejemplo entre, por un lado, el alojamiento que recibe el anillo de enganche y la junta de estanqueidad, y por otro lado, un tope realizado en el interior del casquillo y destinado a limitar la introducción de un tubo a empalmar con respecto al dispositivo.

En una primera forma de realización de un dispositivo de empalme según la invención, el anillo de enganche es colocado al lado de la junta en el alojamiento.

En una segunda forma de realización de un dispositivo de empalme según la invención, el anillo de enganche está embebido por sobremoldeado parcial en la junta, estando libres al menos los extremos de los dientes. En este caso, el conjunto formado por la junta y el anillo de enganche está dispuesto en el alojamiento previsto para ello en el casquillo de tal manera que el anillo de enganche se encuentra corriente abajo, es decir hacia el interior del casquillo.

Para preservar la junta en el momento de la fabricación del empalme, ésta está protegida ventajosamente por una arandela antiextrusión colocada al lado de ésta, del lado del exterior del casquillo. En este caso, la arandela antiextrusión presenta un diámetro interior ligeramente superior al diámetro exterior del tubo a empalmar. Se realiza entonces un juego entre la arandela antiextrusión y el tubo a empalmar.

De todas maneras, la invención se comprenderá mejor con ayuda de la descripción que sigue, con respecto al dibujo esquemático anexo que representa, a título de ejemplos no limitativos, unos dispositivos de empalme según la invención.

La figura 1 es una vista en sección longitudinal de un casquillo que presenta en cada uno de sus extremos un dispositivo de empalme según la invención, siendo los dos dispositivos de empalme diferentes entre sí en los dos extremos del casquillo.

la figura 2 es una vista lateral de un anillo de enganche aislado de la figura 1,

la figura 3 es una vista frontal del anillo de enganche de la figura 2,

la figura 4 es una vista parecida a la figura 1 que muestra otras dos formas de realización

la figura 5 muestra en vista lateral las juntas y el anillo de enganche aislados de la figura 4,

la figura 6 es una vista frontal del conjunto mostrado en la figura anterior, y

la figura 7 es otra vista parecida a la figura 1 que muestra otras dos formas de realización.

La figura 1 muestra un casquillo 2, por ejemplo de cobre, en el interior del cual se encuentran un primer conjunto constituido por un primer anillo de enganche 4 y una junta 6, y un segundo conjunto constituido por un segundo anillo de enganche 4, una junta 6 y una arandela 8 antiextrusión.

El casquillo 2 presenta una forma general cilíndrica tubular de sección circular. Presenta un diámetro interior sensiblemente igual al diámetro exterior de un tubo 10 a empalmar sobre la mayor parte de su longitud. Presenta un diámetro interior más importante a nivel de los dos conjuntos que comprenden el primer anillo 4 y la junta 6. Así, la pared interior del casquillo 2 presenta un alojamiento en cada extremo para recibir los anillos de enganche 4 y las juntas 6.

Los anillos de enganche 4 y las juntas 6 están engastadas en el casquillo 2. Como se puede ver en la figura 1, los extremos izquierdo y derecho del casquillo presentan un labio 12 plegado hacia el interior. Antes del engastado, los labios 12 son sensiblemente paralelos al eje 14 del casquillo 2.

La superficie interior del casquillo 2 presenta, a partir de su centro, una primera zona 16 que presenta un diámetro interior sensiblemente igual al diámetro exterior del tubo 10 a empalmar, seguidamente un ensanchamiento 18 hasta alcanzar un diámetro interior sensiblemente igual al diámetro exterior del anillo de enganche 4 o de la junta 6, seguidamente una segunda zona 20 que sirve de alojamiento al anillo de enganche 4, a la junta 6 y de forma eventual a la arandela 8 y finalmente el labio 12. En el centro del casquillo destinado a recibir el tubo a empalmar, la cara interior del casquillo presenta una nervadura anular 22 que sirve de tope en el momento de la introducción del tubo 10 a empalmar.

El anillo de enganche 4 es un anillo metálico, por ejemplo de acero, que comprende una parte anular exterior 4a en la periferia interior de la cual están regularmente fijados unos dientes elásticos 4b. La parte anular exterior 4a se presenta en forma de un pequeño manguito centrado sobre el eje 14 del casquillo 2. Los dientes 4b están inclinados hacia el interior del casquillo 2. El diámetro medido en los extremos libres de los dientes 4b es inferior al diámetro exterior del tubo 10 a empalmar. La parte anular exterior 4a presenta en cuanto a ella un diámetro inferior superior al diámetro exterior de este tubo 10.

Como se ha indicado más arriba, antes de la colocación del anillo de enganche 4, de la junta 6 y eventualmente de la arandela 8 en el casquillo 2, el labio exterior 12 es sensiblemente paralelo al eje 14. El conjunto que tiene que ser alojado en la zona 20 puede ser entonces introducido en el casquillo 2. Pasa a topar contra la zona de ensanchamiento 18. Se engasta entonces este conjunto en el casquillo 2 pasando a rebatir el labio 12 hacia el eje 14 del casquillo para impedir así cualquier retirada del conjunto introducido en el alojamiento previsto para ello fuera del casquillo sin deformación del labio 12. La presencia de la arandela 8 previene la solicitación axial de la junta 6 cuando se lleva a cabo esta operación de engastado.

La junta 6 es una junta de forma anular que presenta una sección rectangular. Su diámetro interior corresponde sensiblemente al diámetro exterior del tubo a empalmar 10 mientras que su diámetro exterior corresponde al diámetro interior de la zona 20 que forma el alojamiento. Las diversas tolerancias son definidas en función de las presiones que reinan a nivel del empalme y también del fluido destinado a circular en el tubo a empalmar 10.

La arandela 8 antiextrusión es una arandela metálica, por ejemplo de acero. Sin embargo, es posible prever la realización de esta arandela en un material sintético. El diámetro interior de esta arandela 8 es ligeramente superior al diámetro exterior del tubo a empalmar de tal manera que un ligero juego subsiste entre la arandela 8 y el tubo 10.

En el alojamiento realizado a nivel de la zona 20 del casquillo 2, se encuentra, en el sentido que va del interior del casquillo hacia el exterior, el anillo de enganche 4, la junta 6 y en su caso la arandela 8.

El empalme del tubo 10 se lleva a cabo de la siguiente manera. La inclinación y la elasticidad de los dientes del anillo de enganche permiten la introducción del extremo del tubo a empalmar 10 en el interior del casquillo sin ser un obstáculo para esta introducción. La junta 6 permite realizar la estanqueidad a nivel del empalme. Cuando se ejerce una tracción sobre el tubo a empalmar 10 que tiende a hacer salir este último del casquillo 2, las fuerzas de rozamiento a nivel de los dientes del anillo de enganche y de la superficie exterior del tubo 10 tienden a hacer volver los dientes del anillo de enganche a su posición de reposo mostrada en la figura 2. Sin embargo, la presencia del extremo del tubo a empalmar impide este retorno. Los dientes se apuntalan y retienen el tubo como unas garras. Este sistema de empalme es conocido por el experto en la materia. Para garantizar el carácter indesmontable del empalme realizado de esta manera, e impedir cualquier movimiento relativo entre el tubo 10 y la junta 6, el usuario realiza un engastado a nivel de la zona 16 del casquillo 2. Este engastado es efectuado entre la zona 20 que sirve de alojamiento de la junta y el anillo de enganche, y el tope 22. Se puede utilizar eventualmente el ensanchamiento 18 para posicionar la herramienta que permita realizar el engaste. Haciendo solidarios el casquillo y el extremo del tubo 10, se evita cualquier movimiento relativo entre el anillo 4 en agarre sobre el tubo 10 y la junta 6 alojada en el casquillo 2, incluso cuando hay fuertes variaciones de presión en el interior del tubo 10. El anillo 4 no daña entonces la junta 6 que asegura su función de estanqueidad.

La combinación del anillo de enganche 4 con engastado favorece el enganchado del tubo 10 en el empalme. Esta solución está adaptada al empalme de tubos de diámetros pequeños pero es sobre todo interesante para los tubos de grandes diámetros (superiores a 50 mm). Con un esfuerzo de engastado inferior al esfuerzo ejercido para engastar un empalme a engastar del mismo diámetro, se obtiene un mejor anclaje del tubo en el empalme.

El hecho de prever la junta 6 corriente arriba del anillo de enganche 4, permite que el tubo empalmado 10 no sea rayado por los dientes 4b a nivel de la junta 6. Ello contribuye a la prevención de eventuales escapes.

La figura 4 muestra dos variantes de realización de unos dispositivos de empalme de la figura 1. Se vuelve a encontrar aquí un casquillo 32 con dos alojamientos, un alojamiento que encierra un conjunto formado por un anillo de enganche 34 y una junta 36 y otro alojamiento que encierra un conjunto formado por un anillo de enganche 34, una junta 36 y un anillo antiextrusión 38. Las diferencias con los dispositivos de la figura 1 son que el anillo de enganche 34 está embebido en la junta 36, que el anillo de enganche presenta una forma diferente de la de las figuras 2 y 3 y que el anillo antiextrusión 38 presenta una forma distinta de la arandela 8. Debido a la forma del anillo 38, la forma del casquillo 32 difiere ligeramente de la forma del casquillo 2 a nivel del alojamiento que aloja el anillo 38.

El anillo de enganche 34 presenta una parte anular exterior 34a y unos dientes 34b elásticos que se extienden radialmente hacia el interior del casquillo 32 estando al mismo tiempo inclinados hacia el interior del casquillo. La parte anular 34a no es ya cilíndrica como para el anillo de enganche 4, sino que es una arandela que está ligeramente inclinada con respecto a un plano transversal del casquillo. La inclinación de la arandela 34a es opuesta a la inclinación de los dientes 34b y permite a la arandela apoyarse sobre la superficie interior del casquillo.

Este anillo de enganche está embebido en el material constitutivo de la junta 36. Este conjunto presenta así una forma anular de sección rectangular, sobresaliendo hacia el interior de este conjunto anular los dientes 34b del anillo de enganche.

El anillo de enganche 34 se encuentra cerca de un extremo de la junta 36 y el conjunto dado por el anillo de enganche 34 y la junta 36 está dispuesto de tal manera en su alojamiento que el anillo de enganche 34 se encuentra hacia el interior del casquillo 32.

El anillo antiextrusión 38 pasa a proteger la junta 36 no solamente sobre la cara frontal de ésta sino también lateralmente, del lado del casquillo 32. la sección de este anillo 38 se presenta pues en forma de un ángulo recto. Al igual que para la arandela 8, el diámetro interior de este anillo es ligeramente superior al diámetro exterior del tubo a empalmar de manera que deje subsistir un ligero juego entre el anillo 38 y el tubo 10. El material utilizado para realizar este anillo antiextrusión es por ejemplo el acero.

El alojamiento del casquillo 32 está adaptado para alojar el anillo de enganche 34 embebido en la junta 36 así como el anillo antiextrusión 38. Se tiene de esta forma un ensanchamiento 40 a nivel de la zona de alojamiento de este anillo antiextrusión 38.

La realización de estos dispositivos es parecida a la realización de los dispositivos representados en la figura 1. Se pasa también a aprisionar el conjunto que comprende la junta 36, el anillo de enganche 34 y eventualmente el anillo antiextrusión 38 por engaste haciendo plegando el labio 42 del casquillo 32.

El funcionamiento de los dispositivos de empalme de la figura 4 es en todo punto semejante al de los dispositivos de la figura 1. Se vuelve a encontrar también el mismo efecto de cooperación entre el engastado y el anillo de enganche para la realización de un mejor enganche.

La figura 7 muestra otras dos variantes de realización de dispositivos de empalme según la invención. Se vuelve a encontrar aquí un casquillo 52 con dos alojamientos, un alojamiento que encierra un conjunto formado por un primer anillo de enganche 54 y una junta tórica 56 y el otro alojamiento que contiene un conjunto formado por un segundo anillo de enganche 54 idéntico al otro anillo de enganche 54 y una junta de forma 58 en la cual está embebido el segundo anillo de enganche 54. Esta figura 7 muestra unos alojamientos con formas ligeramente diferentes a las de los alojamientos de las figuras 1 y 4. Mientras que en esas figuras 1 y 4 el alojamiento presentaba una sección sensiblemente rectangular, los alojamientos representados en la figura 7 presentan una sección más bien redondeada.

Los anillos de enganche 54 presentan cada uno una parte anular exterior 54a y unos dientes 54b elásticos que se extienden radialmente hacia el interior del casquillo 52 estando al mismo tiempo inclinados con respecto a un plano transversal de este casquillo. La parte anular 54a es una arandela que está dispuesta en un plano transversal del casquillo 52. Está prevista una superficie de apoyo 60 en el alojamiento correspondiente para servir de soporte a su arandela 54a.

La junta 56 es una junta tórica. Se encuentra, con respecto al anillo de enganche 54, del lado de la abertura del casquillo 52 por la cual se introduce el extremo del tubo 10.

Para colocar el anillo de enganche 54 y la junta tórica 56, se procede de la misma manera que la descrita anteriormente con referencia a las figuras 1 y 4. Así se vuelve a encontrar en este modo de realización un labio de engaste 62 a nivel del extremo del casquillo 52.

De la misma manera que para las formas de realización de las figuras 1 y 4,el casquillo 52 presenta una nervadura anular 22 que sirve de tope en el momento de la introducción del tubo 10 a empalmar. A un lado y otro de esta nervadura anular 22, se encuentra una zona sensiblemente cilíndrica circular 16 destinada a ser engastada una vez el extremo del tubo 10 ha pasado a topar contra la nervadura anular 22.

En la parte derecha de la figura 7 está representada una sexta forma de realización de un empalme según la invención. Esta forma de realización es comparable a la forma de realización representada en la parte izquierda de la figura 4. Aquí, como ya se ha indicado, difiere la forma del alojamiento que recibe el anillo de enganche 54 y la junta 58. El anillo de enganche 54 utilizado aquí es también ligeramente diferente: en vez de tener una arandela exterior 34a inclinada, se tiene aquí una arandela exterior 54a dispuesta en un plano sensiblemente transversal. La forma de la junta 58 difiere de la de la junta 36. Esta junta 58 presenta una forma general rectangular redondeada en sus lados menores. Del lado interior, es decir del lado destinado a estar en contacto con el extremo del tubo 10, la junta 38 presenta dos nervaduras anulares 64 que forman dos labios de estanqueidad periféricos. Estas nervaduras 64 se encuentran entre los dientes 54b del anillo de enganche 54 y la abertura correspondiente del casquillo 52 destinada a recibir el extremo del tubo 10 a empalmar.

Con respecto a los dispositivos de empalme conocidos que comprenden un anillo de enganche comparable a los anillos de enganche descritos más arriba, los dispositivos según la invención presentan algunas ventajas.

Una primera ventaja es económica. En efecto, la operación de engastado del labio que cierra el alojamiento que contiene el anillo de enganche es fácil de realizar y no emplea un utillaje complejo. El precio de coste de un dispositivo de empalme según la invención es pues poco elevado. En los dispositivos de la técnica anterior a la invención, debe realizarse un primer subconjunto que comprende el anillo de enganche que es seguidamente montado en un casquillo. Además del hecho de que el número de piezas es mayor en los dispositivos de la técnica anterior, debe también considerarse que en estos dispositivos son necesarias numerosas manipulaciones, centrados y orientaciones de las piezas. Esto precisa una sucesión de etapas de montaje mientras que para el dispositivo según la invención estas etapas son muy limitadas. Un empalme según la invención puede ser montado de forma automatizada.

Además, gracias al pequeño número de piezas necesarias para realizar el empalme instantáneo según la invención, se reduce el volumen de este empalme. Esta ganancia de espacio es importante en el contexto actual en que se tiende cada vez más a la miniaturización de los dispositivos.

Como ya se ha evocado más arriba, se obtiene con un empalme según la invención un excelente enganche gracias a la combinación del engastado del casquillo sobre el extremo del tubo a empalmar y del anillo de enganche. Esta ventaja es más sensible para los empalmes de tubos de grandes diámetros.

Finalmente, el montaje de un circuito con unos empalmes según la invención es fácil. Basta con poner los tubos en su lugar en los empalmes y seguidamente, una vez todos los tubos instalados, los empalmes son engastados.

Como se deduce, la invención no se limita a las formas de realización de un dispositivo de empalme y de un procedimiento descritas más arriba a título de ejemplos no limitativos; la invención engloba por el contrario todas las variantes en el marco de las reivindicaciones que siguen.

En efecto, son previsibles otras formas de casquillos, de anillos de enganche, de juntas y de anillos de protección. Las formas descritas más arriba sólo se dan a título de ejemplos.

Los materiales indicados para los diferentes elementos que constituyen un empalme según la invención se dan a título indicativo y pueden ser modificados en función del ámbito de uso del empalme.

Claims (6)

1. Dispositivo de empalme instantáneo para un tubo (10) que comprende un casquillo (2; 32; 52) de forma general cilíndrica, una junta (6; 36; 56; 58) y un anillo de enganche (4; 34; 54) provisto de dientes elásticos (4b; 34b; 54b) inclinados con respecto a un plano transversal, o eventualmente radiales, estando el mencionado dispositivo destinado a ser fijado sobre un tubo a empalmar por engastado a nivel de una zona cilíndrica circular (16) presentada por el casquillo, caracterizado porque la junta (6; 36; 56; 58) y el anillo de enganche (4; 34; 54) son fijados en un mismo alojamiento anular practicado en el casquillo, estando la mencionada junta dispuesta corriente arriba del anillo de enganche, es decir del lado de una abertura del casquillo destinada a recibir un tubo a empalmar.

2. Dispositivo de empalme según la reivindicación 1, caracterizado porque la zona cilíndrica circular (16) destinada a ser engastada está dispuesta entre, por una parte, el alojamiento que recibe el anillo de enganche y la junta de estanqueidad, y por otra parte, un tope (22) realizado en el interior del casquillo y destinado a limitar la introducción de un tubo a empalmar (10) con respecto al dispositivo.

3. Dispositivo de empalme según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el anillo de enganche (4; 54) está colocado al lado de la junta (6; 56) en el alojamiento.

4. Dispositivo de empalme según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el anillo de enganche (34; 54) está embebido parcialmente en la junta (36; 58), siendo al menos los extremos de los dientes (24b; 54b) libres, estando dispuesto el conjunto formado por la junta (36; 58) y el anillo de enganche (34; 54) en el alojamiento previsto para ello en el casquillo (32; 52) de tal forma que el anillo de enganche (34; 54) se encuentra corriente abajo, es decir hacia el interior del casquillo (32; 52).

5. Dispositivo de empalme según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la junta (6; 36) está protegida por una arandela antiextrusión (8; 38) colocada a su lado, del lado del exterior del casquillo.

6. Dispositivo de empalme según la reivindicación 5, caracterizado porque la arandela antiextrusión (8; 38) presenta un diámetro interior ligeramente superior al diámetro exterior del tubo a empalmar (10).