ES2260295T3 - Conexion para tuberias que reduce la fueza de apriete requerida, que comprende una tuerca de apriete con dos secciones roscadas cuyos pasos difieren. - Google Patents
Conexion para tuberias que reduce la fueza de apriete requerida, que comprende una tuerca de apriete con dos secciones roscadas cuyos pasos difieren.Info
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Abstract
Conexión para tuberías para conectar un elemento tubular (1) a una pieza de recepción (2), comprendiendo la conexión para tuberías un cuerpo de ajuste (3) que presenta un rebaje (8) para recibir el elemento tubular (1), una tuerca de apriete (6a) que presenta una primera rosca (7a) y una segunda rosca (7b), presentando el cuerpo de ajuste una primera rosca (4) correspondiente a la primera rosca de la tuerca de apriete, y un anillo cortante (9) entre la tuerca de apriete y el cuerpo de ajuste, estando dispuesto el anillo cortante para ser presionado entre una parte de pared similar a una cuña (10) del rebaje y el elemento tubular cuando se aprieta la tuerca de apriete, y una tuerca suplementaria (6b) que presenta una rosca (7c) cuyo sentido de rotación y paso se corresponde con la segunda rosca (7b) de la tuerca de apriete (6a) y cuyo sentido de rotación se corresponde con el de la primera rosca (7a) de la tuerca de apriete (6a), caracterizada porque el paso de la rosca (7c) de la tuerca suplementaria (6b) es inferior al paso de la primera rosca (7a) de la tuerca de apriete (6a), y porque la tuerca de apriete (6a) está diseñada para no ejercer presión contra el anillo cortante (9) cuando lo aprieta.
Description
Conexión para tuberías que reduce la fuerza de
apriete requerida, que comprende una tuerca de apriete con dos
secciones roscadas cuyos pasos difieren.
La presente invención se refiere a una conexión
para tuberías para conectar un elemento tubular a una pieza de
recepción, comprendiendo la conexión para tuberías un cuerpo de
ajuste que presenta un rebaje para alojar el elemento tubular, una
tuerca de apriete que presenta una primera rosca y una segunda
rosca, presentando el cuerpo de ajuste una primera rosca que se
corresponde con la primera rosca de la tuerca de apriete, y un
anillo cortante entre la tuerca de apriete y el cuerpo de ajuste,
estando dispuesto el anillo cortante de tal modo que queda
comprimido entre una parte de la pared similar a una cuña del rebaje
y el elemento tubular cuando se aprieta la tuerca de apriete, y una
tuerca suplementaria que presenta una rosca cuyo sentido de rotación
y paso se corresponde con la segunda rosca de la tuerca de apriete y
cuyo sentido de giro se corresponde con el de la primera rosca de la
tuerca de apriete. Dicha conexión para tuberías es conocida a partir
del documento US-A-2.701.149. El
apriete de la conexión se basa en el sellado conseguido mediante el
"anillo cortante" metálico. A este respecto, la expresión
"pieza de recepción" se refiere a cualquier punto de
acoplamiento utilizado en las diversas aplicaciones de la conexión
para tuberías. Por ejemplo, la pieza de recepción puede ser la pared
de un contenedor o de un recipiente, una bomba, una rosca de un
elemento tubular, etc.
A partir de la norma DIN nº 2353 se conoce una
conexión cuyo apriete no se basa en la utilización de una junta
realizada en un material a base de caucho, sino en el sellado
proporcionado por un anillo metálico cortante. Cuando se gira la
tuerca de apriete hacia el cuerpo de ajuste, el anillo cortante
presiona en un espacio en forma de cuña hacia el primer elemento
tubular cortando la superficie exterior del mismo y apretándose
contra él, y al mismo tiempo aprieta hacia las superficies internas
de la tuerca de apriete y el cuerpo de ajuste. Cuanto más se aprieta
la tuerca al girarla, más profundamente corta el anillo cortante en
la tubería y la conexión resulta más fuerte. La norma DIN define los
ajustes para tuberías de diámetros comprendidos entre 4 y 42 mm. El
paso de rosca del primer extremo del cuerpo de ajuste, es decir, el
de la primera rosca, es de 1 ó 2 mm dependiendo del tamaño de la
tubería, de tal modo que cuanto mayor es la tubería, mayor es el
paso.
Para conseguir el sellado mencionado
anteriormente, la tuerca de apriete debe ser atornillada con una
fuerza suficiente. La tuerca de apriete de una conexión de gran
tamaño debe enroscarse con un par mayor que la tuerca de apriete de
una conexión pequeña.
Un problema de las conexiones conocidas
descritas anteriormente puede ser que el par necesario para la
tuerca de apriete sea elevado, particularmente cuando se trata de
tuberías de diámetros grandes. Este problema resulta más evidente si
la conexión está dispuesta en un espacio limitado, sin sitio para
utilizar herramientas grandes. En cambio, en espacios limitados
deben utilizarse herramientas pequeñas que deben ser apretadas con
una gran fuerza, para conseguir un par suficiente y una conexión
segura. Mediante la utilización de un paso de rosca más fino en la
combinación de tuerca de apriete/cuerpo de ajuste, el par requerido
sería menor, pero, en primer lugar no se dispone de conexiones de
este tipo debido a que los cuerpos de ajuste están normalizados y
presentan unos pasos de rosca relativamente grandes, y en segundo
lugar, un paso más fino es técnicamente más difícil de fabricar que
un paso de rosca más basto. Además, un paso fino sería de un montaje
lento.
El documento
US-A-2.701.149 mencionado
anteriormente da a conocer un acoplamiento con, por lo menos, dos
anillos de sellado que deben apretarse por separado junto con las
correspondientes tuercas de apriete, para conseguir un incremento de
la sección transversal de la junta efectiva. Se supone que la
disposición de dichos anillos de sellado y de las tuercas de apriete
proporciona el apriete adecuado del acoplamiento, a pesar de que no
se necesita una fuerza extraordinaria para apretar las tuercas de
apriete.
El documento
DE-C-4.141.841 da a conocer un
acoplamiento para gas. El acoplamiento comprende un mecanismo con
una relación de engranajes que permite ejercer una gran fuerza axial
sobre una junta para conseguir un mejor efecto de sellado. La junta
está dispuesta entre una zona de la cara de un elemento para gas y
la pestaña de un manguito. No actúan fuerzas radiales en la junta
debido a que el manguito no dispone de ningún rebaje con una parte
de la pared en forma de cuña. Según lo anterior, la junta no puede
penetrar en la superficie exterior curvada del elemento para
gas.
El objetivo de la presente invención consiste en
proporcionar una conexión resistente y a prueba de fugas que pueda
ser apretada fácilmente, incluso con herramientas pequeñas y en un
espacio limitado, permitiendo sin embargo la utilización de unos
cuerpos de ajuste normalizados.
Esto se consigue mediante una conexión para
tuberías con las características enunciadas en la reivindicación 1
adjunta. La invención se caracteriza porque el paso de rosca de la
tuerca suplementaria es inferior al paso de la primera rosca de la
tuerca de apriete. El anillo cortante está dispuesto de manera que
hace presión contra la tuerca suplementaria y el cuerpo de ajuste a
medida que se va apretando la tuerca de apriete. De esta manera se
consigue que la fuerza actúe sobre el anillo cortante como se
pretende.
Puede decirse que la tuerca suplementaria según
la invención cambia la relación de engrane de la rosca de la tuerca
de apriete: cuando se hace girar la tuerca de apriete n vueltas, el
anillo cortante no ejerce presión/avanza una distancia S1 = n x p en
la que p es el paso de rosca del cuerpo de ajuste, sino que el
anillo cortante ejerce presión/avanza una distancia S2 = n x p - n x
p2, en la que p2 es el paso de rosca de la tuerca suplementaria, con
la condición de que la tuerca suplementaria permanece en su sitio
para evitar que gire mientras se hace girar la tuerca de apriete. Si
el paso de rosca p2 de la tuerca suplementaria está cerca del paso p
del cuerpo de apriete, se consigue una conexión fácil de realizar
(porque el paso de rosca es relativamente grande), en la que el
anillo cortante presiona/se desplaza solamente una corta distancia,
incluso aunque la tuerca de apriete gire varias vueltas n. Mediante
una pequeña fuerza se transmite una gran fuerza al anillo cortante
que actúa sobre la tuerca de apriete.
En el caso de que la primera rosca de la tuerca
de apriete sea una rosca interior, la primera rosca del cuerpo de
ajuste es una rosca exterior y el cuerpo de apriete puede ser un
cuerpo de acuerdo con la norma DIN. Además, si la segunda rosca (I)
de la tuerca de apriete está dispuesta sobre la circunferencia
interior de la tuerca de apriete, los hilos de rosca de la tuerca de
apriete están bien protegidos contra impactos externos, si éstos se
produjeran en la conexión terminada. De manera ventajosa, el
diámetro (I) de la rosca de la tuerca suplementaria es menor que el
diámetro de la primera rosca (f) de la tuerca de apriete, con lo que
existe espacio para que la tuerca suplementaria penetre
profundamente en el interior de la tuerca de apriete, en un espacio
en el interior de la primera rosca de la misma, y en consecuencia la
conexión resulta compacta, fuerte para su tamaño y el margen de
ajuste de la conexión resulta mayor.
Preferentemente, el paso de rosca de la tuerca
suplementaria es del 20 al 80%, y en muchas aplicaciones más
preferentemente del 20 al 60%, del paso de rosca de la primera rosca
(f) de la tuerca de apriete.
Preferentemente, la circunferencia exterior de
la tuerca suplementaria es menor que la circunferencia exterior de
la tuerca de apriete, lo que hace que sea muy fácil aplicar las
herramientas a las superficies de la tuerca y es extremadamente
fácil apretar la conexión y por consiguiente abrirla, si fuera
necesario.
El cuerpo de ajuste comprende preferentemente
una circunferencia exterior en forma de tuerca que es de un
diámetro menor que la circunferencia de la tuerca de apriete. De
esta manera, el cuerpo de ajuste es preferentemente de un tamaño
normal.
El diámetro interior de la tuerca suplementaria
corresponde preferentemente al diámetro del rebaje del cuerpo de
ajuste, y la superficie interior de la tuerca suplementaria encaja
en la superficie exterior del elemento tubular que soporta
radialmente dicho elemento tubular.
La tuerca suplementaria comprende en uno de sus
extremos una parte cónica, cuyo diámetro interior aumenta hacia
dicho extremo. Por lo tanto, la parte cónica dirige la fuerza
ejercida sobre el anillo cortante, de manera que el anillo cortante
realiza una presión de manera efectiva sobre la superficie del
elemento tubular a medida que se hace girar la tuerca
suplementaria.
Las formas de realización preferidas de la
conexión para tuberías según la invención están definidas en las
reivindicaciones adjuntas 2 a 12.
Las principales ventajas de la conexión para
tuberías según la invención son que puede ser apretada fuertemente y
a prueba de fugas, de manera fácil y rápida utilizando un par
reducido, lo que permite, si es necesario, la utilización de
herramientas pequeñas adecuadas para espacios reducidos. Las
ventajas anteriores son más evidentes cuando se utilizan tuberías
grandes, de diámetros comprendidos por ejemplo entre 30 y 80 mm. La
conexión para tuberías es fácil de realizar y permite utilizar un
cuerpo de ajuste normalizado, lo cual naturalmente es ventajoso.
A continuación se describirá la invención con
mayor detalle, mediante una forma de realización preferida,
haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
la Figura 1 ilustra una conexión para tuberías
de la técnica anterior, y
las Figuras 2 a 4 ilustran una conexión para
tuberías según la invención.
La Figura 1 ilustra una conexión para tuberías
conocida, para conectar una tubería 1' o un elemento tubular a una
pieza de recepción 2', por ejemplo, la pared de un recipiente 2a',
una bomba (no representada) o un elemento tubular (no
representado). La conexión para tuberías comprende un cuerpo de
ajuste 3', en un primer extremo del cual existe una primera rosca
exterior 4' y en el extremo opuesto una segunda rosca exterior 5'.
La primera rosca 4 se acopla a la rosca interior 7' correspondiente
de una tuerca de apriete 6'. El número de referencia 8' indica un
rebaje en el cuerpo de ajuste para recibir el extremo 12' de la
tubería 21. El número de referencia 9' indica un anillo cortante
que está situado parcialmente en una parte cónica, similar a una
cuña, de la pared 10', y parcialmente en una parte cónica 11' de la
tuerca de apriete 6'. Como puede apreciarse en la Figura, la parte
de pared 10' es contigua al rebaje 8' y de esta manera delimita en
realidad el rebaje 8'. A medida que se gira la tuerca de apriete 6',
el anillo cortante 9' presiona contra la superficie de la tubería 1'
y realiza el sellado. Cuanto más se hace girar la tuerca de apriete
6', más profundamente penetra el anillo cortante en la superficie de
la tubería y más fuerte será la conexión. La tubería 1' tiene por
ejemplo, 42 mm de diámetro y el paso de la rosca del cuerpo de
ajuste 7' es de 2 mm. De esta manera, cuando se hace girar la tuerca
de apriete 6' una vuelta, la tuerca de apriete avanza 2 mm hacia la
derecha. La rosca exterior 5' se acopla con la pieza de recepción
2'.
La Figura 2 ilustra una conexión para tuberías
según la invención. La Figura 3 ilustra la conexión para tuberías de
la Figura 2 una vez apretada, formando una conexión segura.
La parte de adaptación 6 de la conexión para
tuberías corresponde a la parte de adaptación 6' de la Figura 1 y
es conforme a la norma DIN nº 2353. La conexión para tuberías de la
figura difiere de la de la Figura 1, en que en vez de una sola
tuerca de apriete la conexión comprende dos tuercas: una tuerca de
apriete 6a y la denominada tuerca suplementaria 6b. La tuerca de
apriete 6a comprende una primera rosca 7a, cuyo paso corresponde al
paso de la rosca 4 del cuerpo de ajuste. La tuerca de apriete 6a
comprende una segunda rosca interna 7b, y la tuerca complementaria
6b comprende la correspondiente rosca exterior 7c. El sentido de
rotación de la rosca interior 7b corresponde al de la primera rosca
7a, pero el paso es menor. El paso de la primera rosca 7a es de 2 mm
y el paso de la rosca interior 7b es de 1 mm. Naturalmente, los
valores anteriores se proporcionan únicamente a título de ejemplo.
Más generalmente, puede decirse que el paso de la rosca 7b es del 20
al 80% del paso de la rosca 7a, con lo que el intervalo comprendido
entre 20 y 60 comprendería la mayor parte de las aplicaciones. Si el
paso de la rosca 7b fuera muy fino, la fabricación del mismo sería
difícil.
La tubería 1 de la Figura 2 puede quedar sellada
al cuerpo de ajuste 3 de manera tal que primero se montan la tuerca
de apriete 6a, la tuerca suplementaria 6b y el anillo cortante 9
alrededor del extremo de la tubería y se introduce a continuación el
extremo de la tubería en el rebaje 8 del cuerpo de ajuste. A
continuación, se gira la tuerca de apriete 6a, de tal modo que el
anillo cortante 9 encaja contra la parte de pared 10 y la parte
cónica 10b del extremo de la tuerca suplementaria. Después de esto,
se continúa apretando la tuerca de apriete 6a, y de manera
simultánea se mantiene en su sitio la tuerca suplementaria 6b, de
tal modo que no gira con respecto al cuerpo de ajuste. Con ello,
cuando la tuerca de apriete 6a ha girado, por ejemplo dos vueltas,
se desplaza 2 x 2 = 4 mm hacia la derecha. Sin embargo, la tuerca
suplementaria 6b se desplaza simultáneamente 2 x 1 = 2 mm hacia la
izquierda con respecto a la tuerca de apriete 6a, con lo que la
tuerca suplementaria 6b comprime el anillo cortante 4 - 2 = 2 mm
hacia la derecha en sentido axial. Debido a esto, la fuerza para
hacer girar la tuerca 6a sigue siendo reducida en comparación con la
solución de la Figura 1, a pesar de que en la última mencionada se
necesita girar solamente una vuelta para desplazar el anillo
cortante 2 mm hacia la derecha.
La Figura 3 muestra una conexión robusta a
prueba de fugas, en la que el anillo cortante 9 ha realizado un
corte en la superficie de la tubería 1.
Como el diámetro interior de la tuerca
suplementaria 6b corresponde al diámetro exterior de la tubería 1,
la tuerca suplementaria soporta la tubería radialmente.
El diámetro de la primera rosca 7a de la tuerca
de apriete 6a es mayor que el de la segunda rosca 7b, con lo que el
extremo de la tuerca suplementaria 6b puede ser introducido en el
interior de la rosca 7a. De esta forma se consigue una conexión
compacta para tuberías con un gran margen para ajuste/apriete. La
circunferencia exterior de la tuerca suplementaria 6b es menor que
la circunferencia exterior de la tuerca de apriete 6a, y en
consecuencia pueden aplicarse fácilmente herramientas a las
tuercas.
La Figura 4 es una vista axonométrica de la
conexión según la invención.
Aunque en la presente invención se ha descrito
únicamente una forma de realización de la invención, debe apreciarse
que pueden introducirse detalles de la misma en una diversidad de
formas sin apartarse del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
De esta manera, por ejemplo, la tuerca de apriete puede por lo menos
en principio, presentar una rosca exterior en vez de la rosca
interior y en consecuencia, la tuerca suplementaria debe comprender
en correspondencia una rosca interior. No obstante, esta última
solución haría que el ajuste fuera más grande y que las roscas
exteriores estarían expuestas a impactos exteriores. Asimismo la
aplicación de las herramientas sería más difícil.
Claims (12)
1. Conexión para tuberías para conectar un
elemento tubular (1) a una pieza de recepción (2), comprendiendo la
conexión para tuberías un cuerpo de ajuste (3) que presenta un
rebaje (8) para recibir el elemento tubular (1), una tuerca de
apriete (6a) que presenta una primera rosca (7a) y una segunda rosca
(7b), presentando el cuerpo de ajuste una primera rosca (4)
correspondiente a la primera rosca de la tuerca de apriete, y un
anillo cortante (9) entre la tuerca de apriete y el cuerpo de
ajuste, estando dispuesto el anillo cortante para ser presionado
entre una parte de pared similar a una cuña (10) del rebaje y el
elemento tubular cuando se aprieta la tuerca de apriete, y una
tuerca suplementaria (6b) que presenta una rosca (7c) cuyo sentido
de rotación y paso se corresponde con la segunda rosca (7b) de la
tuerca de apriete (6a) y cuyo sentido de rotación se corresponde con
el de la primera rosca (7a) de la tuerca de apriete (6a),
caracterizada porque el paso de la rosca (7c) de la tuerca
suplementaria (6b) es inferior al paso de la primera rosca (7a) de
la tuerca de apriete (6a), y porque la tuerca de apriete (6a) está
diseñada para no ejercer presión contra el anillo cortante (9)
cuando lo aprieta.
2. Conexión para tuberías según en la
reivindicación 1, caracterizada porque el paso de la rosca
(7c) de la tuerca suplementaria (6b) es de 20 a 80% el paso de la
primera rosca (7a) de la tuerca de apriete (6a).
3. Conexión para tuberías según la
reivindicación 1, caracterizada porque el paso de la rosca
(7c) de la tuerca suplementaria (6b) es de 20 a 60% el paso de la
primera rosca (7a) de la tuerca de apriete (6a).
4. Conexión para tuberías según la
reivindicación 1, caracterizada porque el anillo cortante (9)
está dispuesto para ejercer presión contra la tuerca suplementaria
(6b) y el cuerpo de ajuste (3) a medida que la tuerca de apriete
(6a) se va apretando.
5. Conexión para tuberías según la
reivindicación 1, caracterizada porque la segunda rosca (7b)
de la tuerca de apriete (6a) está dispuesta en una circunferencia
interior de la tuerca de apriete por lo que la rosca de la tuerca
suplementaria (6b) es una rosca exterior (7c).
6. Conexión para tuberías según la
reivindicación 1, caracterizada porque la primera rosca de la
tuerca de apriete (6a) es una rosca interior (7a), por lo que la
primera rosca del cuerpo de ajuste (3) es una rosca exterior
(4).
7. Conexión para tuberías según la
reivindicación 6, caracterizada porque el diámetro de la
rosca (7c) de la tuerca suplementaria (6b) es inferior al diámetro
de la primera rosca (7a) de la tuerca de apriete (6a).
8. Conexión para tuberías según la
reivindicación 1, caracterizada porque la circunferencia
exterior de la tuerca suplementaria (6b) es inferior en tamaño a la
circunferencia exterior de la tuerca de apriete (6a).
9. Conexión para tuberías según la
reivindicación 1, caracterizada porque el cuerpo de ajuste
(3) comprende una circunferencia exterior en forma de tuerca que es
inferior en tamaño a la circunferencia exterior de la tuerca de
apriete (6a).
10. Conexión para tuberías según la
reivindicación 1, caracterizada porque la circunferencia
interior de la tuerca suplementaria (6b) es igual al diámetro del
rebaje (8) del cuerpo de ajuste (3).
11. Conexión para tuberías según la
reivindicación 10, caracterizada porque la tuerca
suplementaria (6b) comprende en un extremo una parte cónica (10b)
cuyo diámetro interior aumenta hacia dicho extremo.
12. Conexión para tuberías según la
reivindicación 1, caracterizada porque el cuerpo de ajuste
(3) comprende, en un extremo opuesto al rebaje (8), una rosca (5)
que debe ser conectada a la pieza de recepción (2).
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