ES2210700T3 - Acoplamiento rapido. - Google Patents
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Abstract
UN ACOPLAMIENTO RAPIDO (1) PARA CONDUCTOS, TUBERIAS O MANGUERAS, EN PARTICULAR PARA TUBERIAS DE AGENTE REFRIGERANTE, COMPRENDE UN MANGUITO (2) QUE SE PUEDE FIJAR EN EL EXTREMO DE UNA DE LAS DOS CONDUCCIONES O SIMILARES, ASI COMO UNA BOQUILLA (3) QUE SE PUEDE FIJAR EN EL EXTREMO DE LA OTRA DE LAS DOS CONDUCCIONES O SIMILARES, Y QUE SE PUEDE INTRODUCIR EN EL MANGUITO CON UNA ZONA ESENCIALMENTE CILINDRICA. SOBRE LA ZONA CILINDRICA DEL RACOR (3) ESTA FORMADO UN BORDON ANULAR (10) QUE SIRVE PARA EFECTOS DE BLOQUEO. UN ELEMENTO DE BLOQUEO ANULAR (11) SIRVE DE "CERROJO DE RESORTE", QUE VA FIJADO EN EL MANGUITO (2), Y QUE AL ABRIR O CERRAR EL ACOPLAMIENTO RAPIDO (1) SE PUEDE DESPLAZAR CON DEFORMACION ELASTICA POR ENCIMA DEL BORDON ANULAR (10). EL ELEMENTO DE BLOQUEO ANULAR (11) ESTA COMPUESTO POR UNA MULTITUD DE ELEMENTOS DESLIZANTES (12) QUE ASIENTAN SOBRE LA SUPERFICIE ENVOLVENTE EXTERIOR DE LA BOQUILLA (3), Y DE LA CORRESPONDIENTE MULTITUD DE ELEMENTOS ELASTICOS (13) QUE MANTIENEN UNIDOS ENTRE SI LOS ELEMENTOS DESLIZANTES (12). LOS ELEMENTOS ELASTICOS (13) ESTAN DISEÑADOS DE FORMA TAL QUE DURANTE EL DESPLAZAMIENTO DE LAS PIEZAS DESLIZANTES (12) POR ENCIMA DEL BORDON ANULAR (10) DE LA BOQUILLA (3) PERMITEN EL ENSANCHAMIENTO RADIAL DEL ELEMENTO DE BLOQUEO (11), GRACIAS A SU ELASTICIDAD.
Description
Acoplamiento rápido.
La invención concierne a un acoplamiento rápido
para unir tuberías, tubos o mangueras, especialmente tuberías de
conducción de un agente frigorífico, con
a) un manguito que puede unirse con el extremo de
una de las dos tuberías o similares;
b) un racor que puede unirse con el extremo de la
otra de las dos tuberías o similares y que se puede introducir en el
manguito con una zona sustancialmente cilíndrica provista de un
reborde anular exterior;
c) un elemento de bloqueo que puede fijarse en el
manguito y que, al cerrar y abrir el acoplamiento rápido, se puede
enchufar sobre el reborde anular del racor con deformación elástica
en al menos algunas zonas, y que está compuesto de una pluralidad
de elementos de deslizamiento de forma relativamente estable y una
pluralidad correspondiente de elementos de unión.
En el documento DE 621 831 C se describe un
acoplamiento rápido de esta clase. Un anillo de resorte no
completamente cerrado con elementos de deslizamiento calados encima
sirve allí de elemento de bloqueo. Este anillo de resorte presenta
un punto de empalme que se dobla en sentido de apertura al
introducir un racor cónico a través de dicho anillo de resorte. Se
origina entonces primeramente una estructura que ya no es coaxial
con el anillo original. Para restablecer la coaxialidad es necesario
un desplazamiento lateral del anillo de resorte. Además, aumenta la
distancia entre los elementos de deslizamiento contiguos al punto de
empalme, mientras que se mantiene igual la distancia entre los demás
elementos de deslizamiento. Por tanto, los elementos de
deslizamiento tienen que moverse tanto en dirección periférica a lo
largo de la superficie cónica del racor como en dirección radial.
Esta conversión del movimiento de avance axial del racor en un
movimiento combinado de los elementos de deslizamiento requiere
relativamente mucha fuerza. Si, como ocurre en el estado de la
técnica, el elemento de bloqueo se aplica al mismo tiempo a un
anillo tórico de sellado, este anillo tórico de sellado se deforma
también en dirección periférica. Esto puede perjudicar la
estanqueidad de la unión con el transcurso del tiempo.
En el documento DE 195 16 096 C se describe otro
modo de construcción de un acoplamiento rápido. El elemento de
bloqueo posee aquí la forma de una jaula que, en posición contigua
al extremo libre del manguito, presenta una zona cilíndrica hueca
cerrada. Desde ésta se extienden en una pieza con componente de
dirección axial dos juegos de dedos en forma de tiras. El primero de
estos juegos discurre en dirección puramente axial y sirve para
posicionar el elemento de bloqueo dentro del manguito, mientras que
el segundo juego de dedos se extiende cónicamente hacia dentro y
sirve para fines de bloqueo. Al cerrar el acoplamiento rápido, los
extremos libres de este segundo juego de dedos se deslizan hacia
fuera sobre el reborde anular del racor con curvado elástico y se
encastran después detrás de este reborde anular, de modo que ya no
es posible una retracción del racor. El elemento de bloqueo a manera
de jaula que aquí se utiliza es una pieza muy complicada y, por
tanto, cara que además, debido a su extensión axial dentro del
manguito, ocupa un espacio considerable.
Formas de construcción semejantes de
acoplamientos rápidos se han descrito en los documentos DE 39 24
173 A, US 5 069 424 A y EP 0 193 271 B.
El cometido de la presente invención consiste en
configurar un acoplamiento rápido de la clase citada al principio
de tal manera que el proceso de acoplamiento pueda realizarse con
reducido consumo de fuerza y se garantice una estanqueidad
constantemente alta de la unión, pudiendo fabricarse el
acoplamiento rápido a un precio especialmente bajo y permitiendo el
mayor ahorro de espacio posible.
Este problema se resuelve según la invención por
el hecho de que
d) el elemento de bloqueo es una pieza anular
completamente cerrada y los elementos de bloqueo situados entre los
elementos de deslizamiento están configurados como elementos
extensibles con dilatación elástica.
A diferencia del estado de la técnica, que, en
cuanto a la deformabilidad del elemento de bloqueo, confía
sustancialmente en el ensanchamiento del anillo de resorte o en la
elasticidad a la flexión de los dedos conformados, la presente
invención hace uso de un auténtico ensanchamiento radial de una
pieza de bloqueo de forma auténticamente anular. A este fin, el
elemento de bloqueo se divide funcionalmente en zonas diferentes:
Los elementos de deslizamiento sirven para hacer contacto con la
superficie envolvente del racor y especialmente del reborde anular
allí previsto y, debido a las fuerzas de reacción que experimentan
sobre la superficie envolvente exterior, introducen fuerzas de
ensanchamiento en el elemento de bloqueo de forma anular. Estas
fuerzas conducen después a una dilatación elástica de los elementos
extensibles que unen los elementos de deslizamiento y que se alargan
especialmente al enchufar el elemento de bloqueo sobre el reborde
anular, con lo que se agrandan el perímetro del elemento de bloqueo
de forma anular y, por tanto, su diámetro. El elemento de bloqueo
empleado según la invención es de construcción muy corta en
dirección axial, ya que no están previstos dedos que se extiendan en
dirección axial. Además, se puede fabricar a muy bajo precio como
pieza de inyección sencilla.
Especialmente ventajosa atendiendo a criterios de
costes es la ejecución de la invención en la que el elemento de
bloqueo se ha fabricado en una sola pieza de un material unitario,
estando determinada la extensibilidad diferente de los elementos de
deslizamiento y de los elementos extensibles por dimensiones
geométricas diferentes. Este elemento de bloqueo, que puede estar
hecho, por ejemplo, de un plástico adecuado, es una pieza de
inyección especialmente barata.
Además, o como alternativa, los elementos de
deslizamiento y los elementos extensibles pueden consistir en
materiales diferentes, es decir que la diferente extensibilidad de
los elementos de deslizamiento y los elementos extensibles se
atribuye al menos en parte a propiedades diferentes de los
materiales.
Los elementos de deslizamiento pueden tener forma
esférica o a manera de barril. Se pueden fabricar así con mucha
facilidad mediante técnicas de inyección y pueden deslizarse bien
sobre el reborde anular del racor.
Una alternativa comparativamente favorable
consiste en que los elementos de deslizamiento son segmentos de
anillo.
Una forma de ejecución especialmente preferida de
la invención se caracterizada porque el elemento de bloqueo está
fijado axialmente en una ranura de la superficie envolvente interior
del manguito y porque entre el fondo de la ranura y el elemento de
bloqueo está previsto al menos un elemento elástico que permite un
ensanchamiento radial del elemento de bloqueo bajo deformación
elástica. Por tanto, el fondo de la ranura del manguito tiene en
esta forma de ejecución un diámetro que es mayor que el diámetro
exterior del elemento de bloqueo de forma anular. La rendija entre
el elemento de bloqueo y el fondo de la ranura es puenteada por al
menos un elemento elástico, preferiblemente dos elementos elásticos.
Este hace posible, por un lado, el ensanchamiento radial necesario
del elemento de bloqueo, pero proporciona al mismo tiempo una unión
sustancialmente exenta de holgura entre el manguito y el elemento de
bloqueo y sella el espacio interior del manguito contra la
penetración de suciedades.
La fuerza con la que tiene que guiarse el racor
con respecto al manguito en un acoplamiento rápido según la
invención depende de la "pendiente" de los flancos de ascenso
del reborde anular del racor, es decir, del ángulo de inclinación de
estos flancos ascendentes con respecto al eje del racor: Cuanto más
pendiente sea este flanco de ascenso tanto mayor será la fuerza que
tiene que aplicarse al "escalar" esta superficie de ascenso por
los elementos de deslizamiento del elemento de bloqueo en dirección
axial. Particularmente al aplicar el acoplamiento rápido según la
invención para tuberías de conducción de un agente frigorífico, es
recomendable la ejecución en la que el flanco de ascenso del reborde
anular contiguo al extremo libre del racor presenta un ángulo de
inclinación relativamente pequeño con respecto al eje del racor,
mientras que el flanco de ascenso del reborde anular contiguo al
extremo de fijación del racor presenta un ángulo de inclinación
relativamente grande con respecto al eje del racor. Esto significa
que el racor puede introducirse en el manguito con un consumo de
fuerza relativamente pequeño, pero que la retracción del racor desde
el estado cerrado del acoplamiento rápido no es posible sin ayuda
de una herramienta especial.
El manguito comprende convenientemente dos zonas
cilíndricas que están unidas una con otra a través de un escalón
radial, presentando la zona cilíndrica más próxima al extremo libre
del manguito un diámetro interior que corresponde al diámetro
exterior del manguito por fuera del reborde anular, y sirviendo el
escalón entre las zonas cilíndricas del manguito como tope axial
para el extremo libre del racor. Esta ejecución asegura que, estando
cerrado el acoplamiento rápido, el racor y el manguito sean fijos
en ambas direcciones axiales: Una retracción del racor es impedida
por el elemento de bloqueo "encastrado" detrás del reborde
anular, mientras que un avance adicional del racor hacia dentro del
manguito queda suprimido por el escalón entre las dos zonas
cilíndricas del manguito.
Se explica seguidamente con más detalle un
ejemplo de ejecución de la invención haciendo referencia al dibujo;
muestran:
la figura 1, el alzado lateral de un acoplamiento
rápido según la invención, en sección axial en la mitad
superior;
la figura 2, el alzado lateral de un elemento de
bloqueo de forma anular como el que se emplea en el acoplamiento
rápido de la figura 1;
la figura 3, la vista en planta del elemento de
bloqueo de forma anular de la figura 1; y
la figura 4, un fragmento de la figura 1 en el
que se ilustra el desbloqueo del acoplamiento rápido.
Se hace referencia en primer lugar a la figura 1.
El acoplamiento rápido, identificado en conjunto con el símbolo de
referencia 1, comprende un manguito 2 que se fija herméticamente al
extremo de una tubería de conducción de un agente frigorífico, no
representada, así como un racor 3 que está fijado también
herméticamente al extremo de una tubería de conducción de un agente
frigorífico, no representada, que deberá unirse herméticamente al
flujo con la tubería de conducción de agente frigorífico
primeramente citada.
El manguito 2 presenta en su extremo situado a la
derecha en la figura 1 una zona cilíndrica 2a cuyo diámetro
interior está ajustado al diámetro exterior de la tubería de
conducción del agente frigorífico que ha de fijarse aquí. A esta
primera zona cilíndrica 2a se une, a través de un escalón 2b, una
segunda zona cilíndrica 2c del manguito 2, cuyo diámetro interior es
algo mayor que el diámetro interior de la zona 2a y está adaptado al
diámetro exterior del racor sustancialmente cilíndrico 3. A la
segunda zona cilíndrica 2c se une, más hacia la izquierda en la
figura 1, una zona 2d que se ensancha cónicamente hacia el extremo
libre del manguito 2 y que está cerrada por una brida anular 2e
curvada hacia dentro y que discurre en dirección sustancialmente
radial. En la zona de transición entre la brida anular 2e y la zona
cónica 2d del manguito 2 está formada una ranura 5.
Como ya se ha mencionado, el racor 3 es
cilíndrico en su forma general. No obstante, existen tres
diferencias con respecto a esta forma cilíndrica: En las
proximidades del extremo libre del racor 3 éste presenta dos
ranuras anulares 6, 7 en cada una de las cuales está situado un
anillo de sellado 8, 9. La disposición es evidentemente tal que en
el estado cerrado del acoplamiento rápido 1 representado en la
figura 1 queda garantizado por medio de las juntas 8, 9 un traspaso
estanco del agente frigorífico desde una tubería de conducción de
este agente, a través del ánima interior del racor 3, hasta la otra
tubería de conducción de agente frigorífico que ha de conectarse al
manguito 2.
La tercera diferencia del racor 3 respecto de una
forma puramente cilíndrica consiste en una distancia algo mayor que
las ranuras 6, 7 al extremo libre del reborde anular 10 formado
sobre la superficie envolvente exterior. La transición del diámetro
algo agrandado en la zona del reborde anular 10 al diámetro
"normal" del racor 3 a ambos lados de dicho reborde anular 10
se efectúa a través de dos flancos de ascenso 10a y 10b. El flanco
de ascenso 10a vuelto hacia el extremo libre del racor 3 y, por
tanto, contiguo a las ranuras 6, 7 asciende de forma relativamente
suave, es decir que posee un ángulo de inclinación relativamente
pequeño con respecto al eje del racor 3, mientras que el flanco
opuesto 10b está provisto de un ángulo de ascenso relativamente
grande con respecto al eje del racor 3 y, por consiguiente, se
extiende en dirección axial en un recorrido relativamente corto.
La fijación del manguito 2 sobre el racor 3 se
efectúa con ayuda de un elemento de bloqueo 11 de forma anular que
se ha representado con detalle en las figuras 2 y 3. Comprende una
pluralidad de elementos de deslizamiento esféricos 12 que están
unidos unos con otros a través de un número correspondiente de
elementos extensibles elásticos 13 relativamente estrechos. En el
ejemplo de ejecución representado en el dibujo el elemento de
bloqueo 10 completo consiste en un mismo plástico inyectado. Las
diferentes propiedades elásticas de los elementos de deslizamiento
12 de forma esférica, por un lado, y los elementos extensibles
elásticos 13, por otro lado, resultan exclusivamente de sus
diferentes dimensiones geométricas. Esta es la forma más barata de
fabricar tal elemento de bloqueo 11. Sin embargo, en principio es
posible también producir las diferentes propiedades de elasticidad
de las piezas de deslizamiento 12 y los elementos 13 mediante una
elección correspondiente del material.
Como puede deducirse de las figuras 1 y 4, el
elemento de bloqueo 11 de forma anular está asentado en la ranura 5
del manguito 2 con intercalación de dos anillos tóricos elásticos
14, 15. La disposición es tal que el elemento de bloqueo 11 está
ciertamente fijado en dirección axial por la ranura 5, pero, debido
a la elasticidad de los anillos tóricos 14, 15, puede ensancharse
en dirección radial.
El funcionamiento del acoplamiento rápido 1
anteriormente descrito es como sigue:
En primer lugar, hay que suponer que el racor 3
del acoplamiento rápido 1 está completamente extraído del manguito
2; como se representa en el dibujo, el elemento de bloqueo elástico
11 está asentado en la ranura 5 del manguito 2. Los elementos
extensibles 13 del elemento de bloqueo 11 se han contraído hasta el
estado sustancialmente exento de tensiones, en el cual el diámetro
del círculo colocado tangencialmente a las líneas de limitación
interiores de los elementos de deslizamiento esféricos 12 tiene su
valor más pequeño. Para unir el racor 3 y el manguito 2 se introduce
ahora el racor 3 con su extremo libre por delante en el espacio
interior del manguito 2 a través de la abertura existente dentro de
la brida anular 2e. El flanco de ascenso 10a del reborde anular 10
del racor 3 que va adelantado durante este movimiento tropieza ahora
con las piezas de deslizamiento 12 del elemento de bloqueo 11. Las
piezas de deslizamiento 12 se trasladan hacia arriba sobre el flanco
de ascenso 10a con dilatación elástica de los elementos extensibles
13. Este ensanchamiento radial del elemento de bloqueo 11 va
acompañado de una compresión correspondiente de los anillos tóricos
14, 15 asentados en la ranura 5 del manguito 2. Al proseguir el
avance del racor 3, los elementos de deslizamiento 12 del elemento
de bloqueo 11 llegan a la zona del flanco de ascenso 10b del reborde
anular 10 del racor 9 que va retrasado en esta dirección de
movimiento. Dichos elementos se deslizan bajando por este flanco de
ascenso 10b; en este momento, el extremo libre del racor 3 ha
llegado a las proximidades del escalón 2b del manguito 2.
Debido al ángulo de ataque relativamente grande
del flanco de ascenso 10b del reborde anular 10 del racor 3, ya no
es ahora posible retirar nuevamente el manguito 2 del racor 3
mediante una sencilla acción de tracción axial hacia la derecha en
la figura 1. Por tanto, el manguito 2 está de momento fijado en el
racor 3 de manera duradera y resistente a la tracción y, debido a
las juntas 8, 9, también de manera hermética al agente
frigorífico.
La suelta del acoplamiento rápido 1 descrito se
efectúa, en caso necesario, con ayuda de una herramienta de retirada
especial 16 que está calada sobre la superficie envolvente exterior
del racor 3 en la zona de éste contigua a la tubería de conducción
del agente frigorífico. La herramienta de retirada 16 comprende una
parte estacionaria 17 que va fijada sobre la superficie envolvente
exterior del racor 3 y que lleva una rosca exterior 19 en un
apéndice cilíndrico 18 que se extiende hacia la derecha en la figura
1.
Además, pertenece a la herramienta de retirada 16
una parte giratoria 20 que posee en su zona situada a la izquierda
en la figura 1 una rosca interior 21 cooperante con la rosca
exterior 19. La zona extrema 22 vuelta hacia el manguito 2 y situada
a la derecha en la figura 1 se estrecha cónicamente hacia el
extremo libre, concretamente con un ángulo de inclinación respecto
del eje de la parte 20 que es relativamente pequeño y comparable
aproximadamente con el ángulo de inclinación del flanco 10a del
reborde anular 10 del racor 3.
Si se debe soltar el acoplamiento rápido 1
partiendo de la posición representada en la figura 1, se gira la
parte giratoria 20 de modo que se mueva hacia la derecha debido a
las roscas interactuantes 19, 21. La zona extrema cónica 22 de la
parte giratoria 20 atraviesa entonces la abertura de la brida anular
2e del manguito 2 llegando al espacio interior de este manguito 2 y
tropieza allí con las piezas de deslizamiento 12 del elemento de
bloqueo 11 de forma anular. En el curso de este movimiento el
elemento de bloqueo 11 de forma anular se ensancha radialmente con
dilatación de las zonas extensibles 13 de una manera semejante a lo
que tuvo lugar al cerrar el acoplamiento rápido 1 en el flanco 10a
del reborde anular 10 del racor 3. Cuando el elemento de bloqueo 11
de forma anular se ha ensanchado en grado suficiente de esta manera,
es decir que las líneas de limitación interiores de los elementos de
deslizamiento 12 están situadas sobre un círculo que es mayor que el
diámetro exterior del reborde anular 10 del racor 3, el manguito 2
puede ser extraído sin problemas hacia la derecha; las dos piezas de
acoplamiento 2, 3 están ahora nuevamente sueltas una de otra.
Claims (8)
1. Acoplamiento rápido (1) para unir tuberías,
tubos o mangueras, especialmente tuberías de conducción de un agente
frigorífico, que comprende
a) un manguito (2) que puede unirse con el
extremo de una de las dos tuberías o similares;
b) un racor (3) que puede unirse con el extremo
de la otra de las dos tuberías o similares y que puede introducirse
en el manguito (2) con una zona sustancialmente cilíndrica provista
de un reborde anular exterior (10);
c) un elemento de bloqueo (11) que puede fijarse
en el manguito (2) y que, al cerrar y abrir el acoplamiento rápido
(1), puede enchufarse sobre el reborde anular (10) del racor (3) con
deformación elástica en al menos algunas zonas, y que está compuesto
de una pluralidad de elementos de deslizamiento (12) de forma
relativamente estable y una pluralidad correspondiente de elementos
de unión (13),
caracterizado porque
d) el elemento de bloqueo (11) es una pieza
anular completamente cerrada y los elementos de unión situados
entre los elementos de deslizamiento (12) están construidos como
elementos extensibles (13) dotados de dilatación elástica.
2. Acoplamiento rápido según la reivindicación 1,
caracterizado porque el elemento de bloqueo (11) se ha
fabricado en una sola pieza a base de un material unitario,
viniendo determinada la extensibilidad diferente de los elementos de
deslizamiento (12) y los elementos extensibles (13) por dimensiones
geométricas diferentes.
3. Acoplamiento rápido según la reivindicación 1
ó 2, caracterizado porque los elementos de deslizamiento y
los elementos extensibles consisten en materiales diferentes.
4. Acoplamiento rápido según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los
elementos de deslizamiento (12) poseen forma esférica o a manera de
barril.
5. Acoplamiento rápido según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los elementos
de deslizamiento son segmentos de anillo.
6. Acoplamiento rápido según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
elemento de bloqueo (11) está fijado axialmente en una ranura (11)
de la superficie envolvente interior del manguito (2) y porque
entre el fondo de la ranura (5) y el elemento de bloqueo (11) está
previsto al menos un elemento elástico (14, 15) que permite, bajo
deformación elástica, un ensanchamiento radial del elemento de
bloqueo (11).
7. Acoplamiento rápido según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el flanco
de ascenso (10a) del reborde anular (10) contiguo al extremo libre
del racor (3) presenta un ángulo de inclinación relativamente
pequeño con respecto al eje del racor (3), mientras que el flanco de
ascenso (10b) del reborde anular (10) contiguo al extremo de
fijación del racor (3) presenta un ángulo de inclinación
relativamente grande con respecto al eje del racor (3).
8. Acoplamiento rápido según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
manguito (2) comprende dos zonas cilíndricas (2a, 2c) que están
unidas una con otra a través de un escalón radial (2b), presentando
la zona cilíndrica (2c) más próxima al extremo libre del manguito
(2) un diámetro interior que corresponde al diámetro exterior del
racor (3) por fuera del reborde anular (10), y sirviendo el escalón
(2b) entre las zonas cilíndricas (2a, 2c) del manguito (2) como tope
axial para el extremo libre del racor (3).
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| US3456963A (en) * | 1967-07-31 | 1969-07-22 | Stephen V Dillon | Bead type coupling for plain end pipe joint |
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