ES2198543T3 - Acoplamiento. - Google Patents

Abstract

UN ELEMENTO DE ACOPLAMIENTO DE MANGUERAS (2) COMPRENDE UNA CARCASA (50) CON UNA ABERTURA PASANTE Y CON RANURAS (32A, 32B) ORIENTADAS OBLICUAMENTE A LO LARGO DE LA SUPERFICIE INTERIOR DE LA CARCASA, UN PISTON (20) DISPUESTO EN LA CARCASA PARA ESTANQUIZAR LA CITADA ABERTURA PASANTE, UN ARBOL (40) ACOPLADO AL PISTON, Y UN ACTUADOR (10) DISPUESTO DENTRO DE LA CARCASA (50). TRAS LA ROTACION RELATIVA ENTRE LA CARCASA (50) Y EL ACTUADOR, EL ARBOL (40) ENTRARA EN LAS RANURAS (32A, 32B) Y ESTABLECERA UN MOVIMIENTO RELATIVO LINEAL ENTRE LA CARCASA (50) Y EL PISTON (20), ESTANDO EL CITADO ACTUADOR (10) DISPUESTO Y CONFORMADO DE MODO QUE ACTUE DIRECTAMENTE SOBRE EL ARBOL (40). PREFERIBLEMENTE SE MONTAN RODILLOS (42A, B, 44A, B) EN EL ARBOL.

Description

Acoplamiento.

Sector técnico

La presente invención se refiere en general a los acoplamientos de manguera y, más concretamente, a los acoplamientos para la conexión desmontable de una manguera gruesa con un recipiente. El acoplamiento es del tipo que consta de un elemento macho diseñado para quedar montado de forma permanente en el recipiente, y un elemento hembra diseñado para ser unido permanentemente a la manguera, el cual, en su posición conectada, puede ser enganchado con la parte macho mediante un movimiento giratorio.

Antecedentes

Los acoplamientos de este tipo se utilizan sobre todo para llenar camiones cisterna y similares desde su parte inferior, estando dotadas tanto la parte macho como la parte hembra de sendas válvulas de cierre automático que se abren al encajarse los dos elementos de acoplamiento, generalmente mediante un dispositivo de bloqueo del tipo de enganche por bayoneta. En los acoplamientos anteriormente conocidos, durante la fase de bloqueo la rotación relativa hace que unos rodillos recorran ranuras excéntricas inclinadas dispuestas en la superficie interior del elemento hembra. Los rodillos se montan en un eje transversal en el interior del alojamiento del elemento hembra, estando conectado dicho eje con el pistón de la válvula del elemento hembra. De este modo dicho pistón de válvula es obligado a insertarse en el elemento macho, formando de esta manera una abertura de modo que el líquido o gas pueda fluir libremente a través del acoplamiento.

Sobre todo en el uso anteriormente indicado, en el que el elemento macho está ubicado en el fondo del depósito, la interconexión de los dos elementos de acoplamiento se ha de realizar a menudo en un espacio limitado que exija un cambio brusco de dirección de la manguera gruesa que en la mayoría de los casos tiene un diámetro de 6-8 cm y paredes gruesas a fin de resistir las altas presiones, a menudo del orden de magnitud de entre 0,7 y 1,0 Pa. Esto significa que el acoplamiento se expone frecuentemente a esfuerzos de rotura muy importantes que actúan sobre la conexión entre los elementos macho y hembra.

En los acoplamientos de manguera ya conocidos dichos esfuerzos acarrean problemas que implican, entre otros, la fricción del material, concretamente entre los rodillos y el eje en que se montan dichos rodillos, y entre los rodillos y las ranuras excéntricas. Este problema se acentúa por el hecho de que, en las realizaciones del estado anterior de la técnica, era necesario utilizar un actuador corto que actuaba sobre el pistón de modo que la estabilidad del acoplamiento resultase insatisfactoria. Por este motivo ciertos acoplamientos contienen un conjunto de muelle que proporciona mayor rigidez a la estructura.

En US 3441055 (Pickell) se describe otro ejemplo más del estado de la técnica. Pickell divulga un acoplamiento en el que se consigue la rotación mutua de dos piezas mediante dos asas. Para acomodar los esfuerzos longitudinales ejercidos durante la rotación de las asas se proporcionan esferas de bloqueo en unas aberturas. Dichas esferas se enganchan en una ranura en la porción inferior de acoplamiento al girarse las asas, acoplando de este modo las partes de acoplamiento superior e inferior. La conexión del acoplamiento conseguido de este modo es frágil y poco fiable.

Resumen de la invención

El objeto de la presente invención es evitar dichas desventajas de los acoplamientos anteriormente conocidos.

Se logra el objeto anteriormente indicado aplicando la constatación de que, si se utilizan dos pares de rodillos de reducción de fricción junto con una disposición de interconexión que consta de resaltes y rodillos de bloqueo en los elementos macho y hembra del acoplamiento, se evita dichas desventajas y se consigue un acoplamiento de manguera en el que se reduce la fricción y se aumenta la rigidez en comparación con los acoplamientos del estado anterior de la técnica.

Este objeto, entre otros, se logra mediante el acoplamiento de manguera tal y como se define en la reivindicación 1 que se acompaña.

Otras características de la invención serán evidentes de las sub-reivindicaciones.

Breve descripción de los dibujos

La invención se describirá a continuación en mayor detalle, en relación con las figuras que se acompañan, en las cuales:

La Figura 1 muestra de forma esquemática la ubicación en un depósito de los elementos de un acoplamiento de manguera de acuerdo con la invención;

La Figura 2 ilustra los elementos que constituyen el acoplamiento de la manguera.

La Figura 3 es una vista en sección transversal por un acoplamiento macho ya conocido;

La Figura 4 es una vista en sección transversal a través de un elemento hembra, en el acoplamiento de manguera de acuerdo con la invención;

La Figura 5 muestra los elementos ilustrados en las Figuras 3 y 4 aproximados pero no interconectados;

La Figura 6 muestra los elementos ilustrados en las Figuras 3 y 4 aproximados e interconectados;

La Figura 7 muestra en mayor detalle una parte excéntrica que forma parte del elemento macho; y

La Figura 8 muestra una realización alternativa de un actuador en el acoplamiento de la manguera.

Realizaciones Aspectos estructurales

En la Figura 1, 70 designa la parte inferior de un recipiente que, a título de ejemplo, puede ser un depósito montado en un vehículo, con el elemento macho 4 de un acoplamiento de una conexión de manguera montado permanentemente en el fondo del depósito.

El elemento macho, cuya forma es la de un manguito tubular que consta de una válvula de cierre automático, constituye un alargamiento en forma de tubo de una abertura en el fondo del depósito 70 y se dispone para que colabore con un elemento hembra 2 unido al extremo de una manguera 72. El diseño del elemento hembra 2 permite que abrace la parte inferior del elemento macho 4 para ser unido al mismo mediante un dispositivo de bloqueo de tipo bayoneta al producirse la rotación del elemento hembra 2. El elemento hembra consta además de una válvula de cierre automático que, al igual que la válvula en el elemento macho 4, se abre cuando se unen los dos elementos de acoplamiento.

La Figura 2 es una vista en perspectiva que muestra un acoplamiento de manguera preferente de acuerdo con la invención que consta del elemento macho 4 ya conocido y el innovador elemento hembra 2 del que consta la invención.

El elemento macho ya conocido, que se muestra también en una vista en sección en la Figura 3, consta de un alojamiento cilíndrico 82 montado en el depósito 70 (ver la Figura 1) mediante un dispositivo de montaje 97 que tiene un casquillo 94 y una empaquetadura plana 96 así como una junta tórica 98 para sellar el alojamiento. En el alojamiento 82 del elemento macho el extremo opuesto al dispositivo de montaje 97 se dota de un pistón 84 que se monta de forma móvil longitudinalmente en el alojamiento y se sujeta contra el esfuerzo de un muelle en su posición exterior mediante un muelle helicoidal 88 que descansa contra un apoyo 92 en el alojamiento. Una junta tórica 86 proporciona un cierre hermético entre el alojamiento y el pistón 84 en su posición exterior.

El elemento hembra 2, mostrado también en sección transversal en la Figura 4, consta además de una alojamiento 50 dispuesto para engancharse en el alojamiento del elemento macho 82. Por ese motivo el alojamiento 50 consta de una brida periférica 51, cuyo diámetro interior es ligeramente mayor que el diámetro exterior del alojamiento 82 del elemento macho, de modo que el elemento hembra pueda encerrar un extremo del elemento macho cuando se aproximan los dos elementos. Una vez aproximados los elementos 2, 4, se giran relativamente uno con respecto al otro y de este modo los rodillos de bloqueo 54-a-c montados en los ejes 56-a-c se enganchan detrás de los salientes 83 montados en el alojamiento del elemento macho 82.

En el alojamiento 50 se dispone un medio de leva cilíndrica 30 que presenta dos ranuras excéntricas dirigidas oblicuamente 32 a, b. La forma de dichas ranuras se ilustra más claramente en la Figura 7. Entre el alojamiento 50 y el medio de leva 30 se monta una junta tórica 52 que proporciona un cierre hermético entre dichas piezas. El medio de leva se afianza al alojamiento 50 mediante dos tornillos de bloqueo 58a, b, que atraviesan el alojamiento y el medio de leva. Si es necesario, se puede utilizar más de dos tornillos de bloqueo.

Dentro del medio de leva 30 existe a su vez, montado de forma no rígida, un actuador cilíndrico 10, fabricado por ejemplo de latón, acero o aluminio o de cualquier otro material adecuado para su función. En un extremo el actuador tiene tres salientes 12a-c dispuestos para engancharse en los huecos 85a-c en el alojamiento del elemento macho 82. Los resaltes tienen aletas periféricos 19 a-c que impiden que los rodillos de bloqueo 54 a-c se suelten de su eje correspondiente. Además, en una ranura periférica se dispone una junta tórica 14 que proporciona un cierre entre el alojamiento del elemento macho 82 y el actuador 10 cuando los dos elementos de acoplamiento 2, 4 se han aproximado. Existe también una arandela deslizante 18, por ejemplo de Teflón, dispuesta entre la parte exterior del actuador 10 y el medio de leva, así como un anillo de desgaste o guía 36, por ejemplo de Teflón. La función de los dos últimos componentes es reducir la fricción cuando el actuador 10 y el medio de leva 30 se obligan a girar relativamente uno respecto al otro.

Tal como ya se ha indicado y como muestran los dibujos, el actuador 10 es sustancialmente cilíndrico pero presenta dos aberturas o muescas 18a,b en la superficie de envolvimiento. Dichas aberturas están alargadas en el sentido del eje longitudinal y tienen extremos lisos y redondeados por motivos de fabricación y fuerza. Las aberturas acogen un eje transversal 40 que se describirán a continuación en mayor detalle.

El actuador puede tener casi la misma longitud que el alojamiento 50 en el que está montado. Esto significa que los esfuerzos de rotura entre las dos partes de acoplamiento a las que se hizo referencia en las introducciones pueden ser absorbidos más eficientemente que si la longitud fuese sustancialmente menor. Además, así también se reduce el desgaste producido en la rotación entre los rodillos 42a, b en las ranuras excéntricas y el alojamiento 50 y entre el medio de leva 30 y el actuador 10. Adicionalmente, permite omitir el conjunto de muelle utilizado en muchos acoplamientos de manguera del estado anterior de la técnica para hacer que el actuador sea más rígido. Sin embargo, a fin de simplificar el proceso de fabricación y reducir el consumo del material y por tanto el peso, el actuador se puede fabricar algo más corto de lo que se aprecia de las Figuras 2 y 4. En la Figura 8 se muestra un actuador modificado en el que se ha recortado el extremo exterior desviado de la superficie que engancha la otra mitad de acoplamiento. Esto sólo reduce de forma poco significativa la capacidad de absorber los esfuerzos de rotura.

Dentro del actuador 10 hay un pistón 20 que se puede desplazar en el sentido del eje longitudinal. El pistón tiene una superficie de contacto 22 de dimensiones algo más pequeñas que el pistón 84 del elemento macho. Además, adyacente a dicha superficie de contacto, el pistón tiene una ranura periférica en la que se dispone una junta tórica 23 para formar un cierre hermético entre el actuador 10 y el pistón 20.

En un orificio transversal 24 en el pistón, adyacente a su extremo opuesto a la superficie de contacto, existe un eje 40, cuya forma se aprecia más claramente en la Figura 4. La posición de montaje del eje se mantiene mediante un pivote de bloqueo 28 que se engancha en una muesca 26 en el pistón sustancialmente a lo largo del eje longitudinal del pistón.

Montado en el eje 40 hay dos pares de rodillos, un primer par de rodillos exteriores 42a, b y un segundo par de rodillos interiores 44a, b. Los rodillos interiores recorren las muescas 16a, 16b en el actuador, mientras los rodillos exteriores recorren las ranuras excéntricas 32a, 32b en los medios de leva. En el extremo del eje 40, en las superficies terminales del mismo, se montan tapas 46a, 46b de un material de baja fricción, por ejemplo Teflón, a fin de reducir la fricción entre el eje 40 y la parte interior del alojamiento 50.

En el extremo del alojamiento del elemento hembra 50 se une por medios conocidos una manguera 72 (indicada en la Figura 1) o similar mediante un receptor de manguera 60 que consta, por ejemplo, de un cojinete de rótula atornillado o integrado (no indicado) y una empaquetadura plana 62 de Teflón o Vulculán.

Funcionamiento

A continuación se describirá el funcionamiento del acoplamiento de la manguera de acuerdo con la invención. La Figura 5 muestra una sección transversal por los elementos hembra y macho 2 y 4, respectivamente, aproximados pero no interconectados y bloqueados uno contra otro, y la Figura 6 muestra las dos partes de acoplamiento en una posición de bloqueo mutuo que sigue una rotación de aproximadamente 100º, estando abierto el pasaje entre las dos partes de acoplamiento.

En la posición inicial, mostrada en la Figura 5, las dos partes de acoplamiento han sido aproximadas en una posición en la que los salientes 12 del actuador del elemento hembra se enganchan en las muescas 85 en el alojamiento del elemento macho 82. Cuando giran mutuamente los alojamientos 50, 82 de los elementos de acoplamiento 2 y 4, respectivamente, el actuador acompañará al alojamiento del elemento macho 82, es decir, el actuador se hace girar en y relativamente con el alojamiento 50 del elemento hembra y el medio de leva 30. Los rodillos interiores 44a, 44b, montados en el eje 40 y que recorren las aberturas 16a, 16b, del actuador, participan en dicho movimiento giratorio. De este modo el pistón 20 también se hace girar relativamente con el alojamiento del elemento hembra 50 y el medio de leva 30.

Cuando se gira el eje 40 y en consecuencia el pistón 20, los rodillos exteriores 42a, 42b se obligan a desplazarse en las ranuras de leva oblicuas 32a, 32b en la parte de leva. Tienen una inclinación que significa que se imparte un movimiento lineal respecto al eje 40 y por consiguiente también al pistón 20, relativo al alojamiento 50 en la dirección hacia la otra parte de acoplamiento 4. Este movimiento obliga a su vez al pistón 84 a penetrar el alojamiento del elemento macho 82, causando la compresión del muelle helicoidal 88. Cuando los elementos han sido girados aproximadamente 100º, los rodillos exteriores 42a, b llegan a sus posiciones finales en las ranuras excéntricas 32a, b de modo que se impida más rotación. El movimiento de retorno de los rodillos en las ranuras excéntricas se contrarresta en ese momento por un pequeño resalte (no indicado) de forma que se consiga una posición de bloqueo.

En ese momento el pistón 20 ha entrado tan profundamente en la otra parte de acoplamiento 4 que un fluido en estado gaseoso o líquido pueda pasar libremente por el acoplamiento por las rutas indicadas con flechas en la Figura 6. Gracias a la forma cilíndrica del pistón 20 la configuración de flujo se volverá más blanda, en comparación con los acoplamientos de la técnica anterior, logrando una mejora en el flujo de fluido.

Cuando las dos partes de acoplamiento tienen que ser desacopladas, los alojamientos se giran uno relativo al otro en el sentido opuesto a la dirección de bloqueo, de modo que los rodillos exteriores 42a, b y por consiguiente el pistón 20 también vuelvan a asumir sus posiciones iniciales al igual que el pistón 82 en el elemento macho, y por tanto se impide el flujo de fluido por el acoplamiento.

En la Figura 8 se muestra una realización alternativa del actuador 10. Puesto que queda fijo en el sentido axial, su extremo opuesto a la manguera se puede cortar, de modo que se consiga un actuador tanto más ligero como más sencillo de fabricar.

Debido al hecho de que el elemento hembra según la invención puede funcionar junto con los elementos machos existentes dotados del mismo zócalo de acoplamiento, se logra una intercambiabilidad que evita la necesidad de sustituir los elementos macho, extremo que constituye naturalmente una ventaja.

Aunque se ha descrito en el texto anterior las realizaciones preferentes de la invención, un técnico cualificado apreciará que son susceptibles de variaciones y modificaciones dentro del alcance de las reivindicaciones que se acompañan. Los materiales propuestos pueden ser modificados, por ejemplo, en el sentido de que los componentes deslizantes se pueden fabricar de otros materiales que no sean Teflón, con un bajo coeficiente de fricción. Además, los materiales utilizados en los otros componentes pueden ser modificados para que se correspondan con las sustancias para las cuales se pretende utilizar el acoplamiento de la manguera.

De acuerdo con la realización preferente se utilizan rodillos 42 a, b y 44 a, b, que pueden ser omitidos o sustituidos, naturalmente, por guías o bloques deslizantes que realicen la función correspondiente.

Además, el eje 40, que en la realización preferente se afianza de forma desmontable al pistón 20, también puede ser unido solidariamente con el mismo pistón.

Las aletas periféricas 19 a-c pueden ser sustituidas ventajosamente por pivotes insertados en los salientes 12a-c que desempeñen la misma función. De este modo se simplifica la fabricación del actuador.

No es necesario que las aberturas o muescas 16a, b del actuador tengan extremos redondeados y lisos sino que pueden ser rectos o tener alguna otra forma que cumpla con su propósito.

A pesar del hecho de que en el dispositivo mostrado existan ranuras 32a, b en la superficie interior del alojamiento 50 por las que se desplaza el eje 40, la disposición opuesta también es concebible, en el sentido de incorporar en la superficie interior del alojamiento unos resaltes orientados de forma oblicua que se enganchan con el eje.

Claims (4)

1. Acoplamiento de manguera que dispone de un elemento macho (4) con un alojamiento del elemento macho (82) y un elemento hembra (2) con un alojamiento del elemento hembra (50) dotado de una abertura pasante y ranuras (32a, 32b) dirigidos oblicuamente a lo largo de la superficie interior del alojamiento del elemento hembra, estando compuesto dicho elemento hembra además por un pistón (20) para sellar dicha abertura pasante, un eje transversal (40) conectado a dicho pistón y un actuador (10) ubicado dentro de dicho alojamiento (50), enganchándose dicho eje (40) en dichas ranuras (32a, 32b) y generando un movimiento lineal relativo entre el alojamiento del elemento hembra (50) y el pistón (20) como respuesta a una rotación relativa entre el alojamiento del elemento hembra (50) y el actuador (10) en el que un primer par de rodillos (42a, 42b) se monta en un eje (40) de modo que recorran unas ranuras (32a, 32b) en las que las aberturas (16a, b) se ubican en el actuador y reciben el eje (40) y durante la rotación relativa entre el alojamiento (50) y el actuador, la parte del actuador que define las aberturas (16a, b) actúa en el eje transversal en un sentido paralelo al sentido de rotación, mediante el cual se imparte al eje conectado con el pistón un movimiento rotativo con respecto al alojamiento, caracterizado por un segundo par de rodillos (44a, b) montado en el eje (40) de modo que recorran dichas aberturas (16a, b) en el actuador, salientes (12 a-c) dispuestos en el extremo del actuador más cerca del elemento macho, rodillos de bloqueo (54 a-c) dispuestos dentro del alojamiento del elemento hembra (50) y resaltes (83) ubicados en el alojamiento del elemento macho (82) del elemento macho y con muescas (85a-c) entre ellos, en los que los rodillos de bloqueo se disponen de modo que se enganchen en los resaltes del actuador cuando se desconecta el acoplamiento de la manguera, y de modo que se enganchen detrás de los resaltes (83) en el alojamiento del segundo elemento (82) cuando el acoplamiento de manguera se conecta mientras los salientes (12-a-c) se enganchan en una de las muescas (85-a-c).

2. Elemento de acoplamiento de manguera de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por unas tapas (46 a, b) situados en las superficies terminales del eje (40) y que constan de un material con un bajo coeficiente de fricción.

3. Elemento de acoplamiento de manguera de acuerdo con la Reivindicación 1 ó 2, caracterizado en que el actuador (10) tiene una longitud que se corresponde esencialmente con la longitud del alojamiento (50).

4. Elemento de acoplamiento de manguera de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado en que el eje (40) está unido de forma desmontable al pistón (20).