ES2345134T3 - Anillo cortante metalico. - Google Patents
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Abstract
Anillo cortante metálico (1) para una conexión roscada (SV) para la unión hermética de un tubo (2) a una pieza de empalme (3), con una sección de unión a tope de tubo (1a) y una sección de corte (1b) conectada en dirección axial a la sección de unión a tope de tubo (1a) con un contorno exterior esencialmente cilíndrico trazado mediante un diámetro exterior (D1b) de la sección de corte (1b), presentando la sección de corte (1b) en su lado de cara a la pieza de empalme (3) filos cortantes (7, 8) y en su lado de cara a la sección de unión a tope de tubo (1a), un tope (4) orientado en forma radial hacia fuera desde la circunferencia del anillo cortante (1), trazado por el diámetro exterior (D1b), con una superficie de tope (5) para la pieza de empalme (3) extendida transversalmente al eje longitudinal (X-X) del anillo cortante, caracterizado porque el tope (4) para la pieza de empalme (3) presenta un borde de tope (9) saliente anular circundante respecto de la superficie de tope (5).
Description
Anillo cortante metálico.
El presente invento trata de un anillo cortante
metálico para una conexión roscada para la unión hermética de un
tubo a una pieza de empalme, con una sección de unión a tope de tubo
y una sección de corte conectada en dirección axial a la sección de
unión a tope de tubo, presentando la sección de corte desde el
perímetro exterior del anillo cortante, orientado en forma radial
hacia fuera, un tope con una superficie de tope para la pieza de
empalme extendida transversalmente al eje longitudinal del anillo
cortante.
Conexiones roscadas con anillos similares se
conocen por los documentos DE-AS 1 167 608,
DE-AS 1 175 639, GB 1 117 987 A y por el documento
US 2 406 488, en los que en todos los casos el tope para la pieza de
tope se encuentra en el lado frontal del anillo cortante.
Es así, que en el documento
DE-AS 1 167 608 se describe un racor de conexión
para tubos, que se compone por una parte de una pieza de conexión
que presenta un área frontal extendida perpendicular al eje del tubo
y una de superficie anular extendida de igual forma para el apoyo
del extremo del tubo. Además, el racor conocido se compone de una
tuerca racor que abarca el extremo del tubo, enroscable sobre la
pieza de empalme, así como de un anillo de sellado templado
dispuesto en el extremo del tubo que, al extraer la tuerca racor,
mediante un borde cortante dirigido radialmente hacia dentro en la
zona trasera de su extremo engrana en la superficie exterior del
tubo y con su filo cortante anular frontal, que también podría
considerarse un tope, en el área frontal de la pieza de empalme,
atravesando la parte del anillo de sellado conectada al filo
cortante anular del lado frontal por fuera la pared del taladro
cilíndrico conectado al área frontal y por dentro la superficie
exterior del extremo del tubo, con poca holgura.
El documento DE-AS 1 175 639
describe un procedimiento para la fabricación de un anillo de
sellado de uniones de tubo, que, entre el cono de alojamiento de
una pieza de empalme y una pieza de apriete concurrente con la
misma, en el desplazamiento axial de la pieza de presión, entalla
con un borde duro de corte la envoltura del tubo a conectar,
convirtiendo mediante cilindros giratorios la parte anterior del
anillo de sellado de una forma cilíndrica a una forma cónica, hasta
formar una saliente proyectada fuera del canto exterior de la parte
anterior.
El documento GB 1 117 987 A describe un
acoplamiento de tubería mediante el cual al conectar una tubería
puede conseguirse un abocardado del extremo del tubo. A este fin
sirve, entre otros, un anillo denominado
"tube-flaring sleeve" que con un borde
cortante orientado radialmente hacia dentro sujeta el tubo a ser
abocardado en su circunferencia exterior cuando su extremo, al
conectar presiona contra un elemento cónico de abocardado,
denominado "flaring member", dispuesto en forma centrada. En
el lado del frente, el abocardado de tubo hace tope contra una
superficie cónica radial exterior de un contrataladro. El anillo
presenta del lado frontal, orientado hacia el elemento de
abocardado y el contrataladro, un filo cortante radial y superficies
achaflanadas axialmente dirigidas hacia fuera y hacia dentro, con
diferentes ángulos de chaflán ajustados a las superficies cónicas
del elemento de abocardado y contrataladro.
Por el documento US 2 406 488 se conoce una
unión de tubo con un anillo cortante, que presenta una brida
orientada oblicua- y radialmente hacia dentro, que al enroscar es
doblada hacia atrás mediante una pieza de empalme adyacente a la
misma desde su posición oblicua original a una posición alineada
casi perpendicular al eje longitudinal de la unión y, de este modo,
entalla en la superficie exterior del tubo a conectar. Además, el
anillo cortante presenta en su área frontal - exteriormente al
costado de la brida - un refuerzo anular axial, que al enroscar
aprieta como tope sobre la pieza de empalme, frenando de este modo
el movimiento de flexión de la brida.
Un anillo cortante metálico que corresponde al
tipo mencionado al comienzo se conoce por el documento
DE 33 41 726 A1. Este documento describe una conexión roscada para la unión hermética de un tubo con una unión de tubo o pieza roscada, compuesta de un cuerpo que presenta un taladro que partiendo de un área frontal se estrecha cónicamente en forma continua hacia el interior del cuerpo, una tuerca enroscable sobre el cuerpo, que presenta un taladro que se estrecha cónicamente alejándose del cuerpo y, sujetado tensionado entre el taladro cónico del lado del cuerpo y el taladro cónico del lado de la tuerca, un anillo intermedio dotado en su extremo de cara al cuerpo, de múltiples filos orientados radialmente hacia dentro. De este modo, se consigue el objetivo de crear con el anillo intermedio un anillo cortante que, con una rigidez axial elevada presenta en dirección radial un trabajo de deformación reducido. Ello se consigue, porque sobre la circunferencia de una zona maciza del anillo cortante se encuentran distribuidos uniformemente refuerzos dirigidos en sentido axial. Debido a una configuración selectiva de los refuerzos se le confiere al anillo cortante un comportamiento elástico ajustado a los requerimientos del caso. Para conseguir además, que se le muestre al personal de montaje en forma definida la finalización del proceso de montaje, se dispone que unas superficies cónicas de tope del lado de la tuerca de la zona maciza y de refuerzo, se mantengan desplazadas entre sí de manera definida. En el anillo cortante conocido se dispone en el extremo del lado de la tuerca un bulbo anular sobre el que del lado exterior se encuentran los refuerzos y en cuya zona está conformada una sección de unión a tope de tubo, por medio de una superficie interior de esta zona que envuelve en arrastre de forma la superficie exterior del tubo a conectar.
DE 33 41 726 A1. Este documento describe una conexión roscada para la unión hermética de un tubo con una unión de tubo o pieza roscada, compuesta de un cuerpo que presenta un taladro que partiendo de un área frontal se estrecha cónicamente en forma continua hacia el interior del cuerpo, una tuerca enroscable sobre el cuerpo, que presenta un taladro que se estrecha cónicamente alejándose del cuerpo y, sujetado tensionado entre el taladro cónico del lado del cuerpo y el taladro cónico del lado de la tuerca, un anillo intermedio dotado en su extremo de cara al cuerpo, de múltiples filos orientados radialmente hacia dentro. De este modo, se consigue el objetivo de crear con el anillo intermedio un anillo cortante que, con una rigidez axial elevada presenta en dirección radial un trabajo de deformación reducido. Ello se consigue, porque sobre la circunferencia de una zona maciza del anillo cortante se encuentran distribuidos uniformemente refuerzos dirigidos en sentido axial. Debido a una configuración selectiva de los refuerzos se le confiere al anillo cortante un comportamiento elástico ajustado a los requerimientos del caso. Para conseguir además, que se le muestre al personal de montaje en forma definida la finalización del proceso de montaje, se dispone que unas superficies cónicas de tope del lado de la tuerca de la zona maciza y de refuerzo, se mantengan desplazadas entre sí de manera definida. En el anillo cortante conocido se dispone en el extremo del lado de la tuerca un bulbo anular sobre el que del lado exterior se encuentran los refuerzos y en cuya zona está conformada una sección de unión a tope de tubo, por medio de una superficie interior de esta zona que envuelve en arrastre de forma la superficie exterior del tubo a conectar.
En la sección de unión a tope del tubo se
conecta en sentido axial hacia el cuerpo una sección de corte que
presenta un tope para la pieza de empalme, transversal al eje
longitudinal del anillo cortante, extendido orientado radialmente
hacia fuera desde el perímetro externo del anillo cortante. En este
caso, en un modelo de fabricación, una superficie de tope del
propio tope, se extiende en ángulo recto al eje longitudinal del
anillo, en otro modelo de fabricación se extiende en forma oblicua
al eje longitudinal del anillo y, en cada caso, confluye en los
refuerzos mencionados situados radialmente aún más externos. Al
apretar la tuerca, la superficie de tope actúa como límite de
apriete, es decir, con el tope firme de la superficie de tope sobre
la pieza de empalme, el momento de apriete experimenta un aumento
brusco, indicando la finalización del proceso de montaje.
Contrariamente al documento
DE-AS 1 167 608, en el que el anillo cortante es
sujetado elásticamente entre la tuerca racor y la pieza de empalme
y en el que el canto de corte para el tubo no puede ser dispuesto en
una zona anterior de cara a la pieza de empalme, el anillo cortante
según el documento DE 33 41 726 A1, que corresponde al tipo
mencionado al comienzo, permite en el montaje una limitación del
apriete, que puede realizarse como un llamado montaje en bloque, y
la disposición de un borde de sellado adicional en la zona anterior
del anillo.
El presente invento tiene el objetivo de crear
un anillo cortante metálico del tipo mencionado inicialmente, que
se caracterice por un efecto de sellado y por una mejora del montaje
y, de este modo, una fabricación más económica del racor.
Según el invento, ello se consigue mediante un
anillo cortante del tipo mencionado inicialmente, en el que el tope
para la pieza de empalme presenta respecto a la superficie de tope,
un borde de tope saliente anular circundante.
Manteniendo todas las ventajas del anillo
cortante de esta clase conocido, esta fabricación según el invento
posibilita en primer lugar, crear una conexión roscada para la unión
hermética de un tubo con una pieza de empalme que presenta una
elevada funcionalidad, porque el borde de tope saliente anular
circundante respecto a la superficie de tope forma un borde de
sellado adicional. Además, según el invento es posible reducir el
coste de montaje en la fabricación de la conexión roscada,
produciendo mediante el borde de tope, más deformable que la
superficie de tope, una compensación de tolerancia con vistas a las
dimensiones longitudinales axiales del anillo o de la pieza de
empalme.
Otras características favorables de
configuración están contenidas en la subreivindicación, así como en
la descripción siguiente.
El invento se explicará con mayor detalle en
base a un ejemplo de realización preferente mostrado en el dibujo.
En este caso se muestran:
la figura 1, una semisección axial de una
conexión roscada con un anillo cortante metálico según el
invento,
la figura 2, en una representación ampliada
respecto a la figura 1, una sección longitudinal axial del anillo
cortante metálico según el invento,
la figura 3, en una representación ampliada
respecto a la figura 2, un detalle designado con X en la figura
2.
En las diferentes figuras del dibujo, las piezas
iguales y correspondientes entre sí, están dotadas siempre con la
misma referencia y, consecuentemente, se describen normalmente una
sola vez.
Como inicialmente resulta de la figura 1, un
anillo de corte metálico 1 según el invento está destinado al uso
para una conexión roscada SV para la unión hermética de un tubo 2
con una pieza de empalme 3, como ser un manguito o una pieza
roscada.
El anillo cortante 1 presenta una sección de
unión a tope del tubo 1a y una sección de corte 1b conectada en
dirección axial a la sección de unión a tope 1a, presentando la
sección de corte 1b un tope 4, extendido desde el perímetro
exterior del anillo cortante 1 y orientado radialmente hacia fuera,
con una superficie de tope 5 para la pieza de empalme 3 extendida
en forma transversal al eje longitudinal del anillo cortante
X-X, en especial para un área frontal 3a de la pieza
de empalme 3.
La pieza de empalme 3 está dotada de un taladro
cónico 3b axial en el que el anillo cortante 1 engrana en parte, es
decir, con su sección de corte 1b. Una tuerca 6 enroscable sobre la
pieza de empalme 3 dotada de una rosca exterior 3c - a continuación
de su taladro roscado 6a - está igualmente dotada de un taladro
cónico 6b. En este caso el anillo cortante 1 es sujetado - en la
zona de su sección de corte 1b - entre el taladro cónico 3b de la
pieza de empalme 3 y - en la zona de su sección de unión a tope de
tubo 1a - el taladro cónico 6b de la tuerca 6.
En el lado de cara a la pieza de empalme 3, es
decir, en su sección de corte 1b, el anillo cortante 1 está dotado
de filos cortantes 7, 8, en especial dos filos cortantes 7, 8 que,
al apretar la tuerca 6 se desplazan axialmente sobre la pieza de
empalme 3 hasta chocar contra el tope 4, por acción del taladro
cónico 3b de la pieza de empalme 3 y, al mismo tiempo entallan en
forma radial en la pared 2a del tubo 2 a conectar.
El tope 4 con su superficie de tope 5 extendida
radialmente del lado de cara a la pieza de empalme 3 en forma
transversal al eje longitudinal del anillo cortante, al apretar la
tuerca 6 actúa como límite de apriete, es decir, con un tope firme
de la superficie de tope 5 el momento de apriete a ser producido
para el apriete experimenta un aumento brusco. En este caso, según
el invento está previsto que el tope 4 para la pieza de empalme 3
presente un borde de tope 9 saliente anular circundante respecto de
la superficie de tope 5, no reconocible en la figura 1, pero que
pueda verse en las representaciones ampliadas del anillo cortante 1
en las figuras 2 y 3. El borde de tope 9 representa - como ya
mencionado - un borde de sellado adicional y beneficia en el
montaje la compensación de tolerancias, en especial en dirección al
eje longitudinal X-X.
En el lado de la tuerca 6, el anillo cortante 1
con su sección de unión a tope del tubo 1a en forma de bulbo anular
y, preferentemente, configurada exteriormente también en forma
cónica se apoya exteriormente sobre la tuerca 6 e interiormente
sobre el tubo 2. Mediante la unión en arrastre de forma a tope con
la pared 2a del tubo 2, se garantiza que en el tubo 2 no se
presenten efectos de entallado que pudieran reducir la resistencia
del tubo 2.
Como muestran la figura 2 y, más claramente, la
figura 3, el invento en una ejecución preferente puede disponer que
el borde de tope 9 divide la superficie de tope en dos superficies
parciales 5a, 5b - una interna y una externa - anulares dispuestas
en forma concéntrica una de otra, presentando las superficies
parciales 5a, 5b en especial una inclinación diferente al eje
longitudinal del anillo cortante X-X. De esta forma,
con una elevada estabilidad y resistencia se le puede otorgar al
borde de tope 9 una configuración de contorno óptima con vistas al
tope y, consecuentemente, a la estanqueidad producida.
La figura 3 muestra, especialmente, que la
superficie parcial interna 5a se ensancha cónicamente en dirección
a la pieza de empalme 3, mientras que la superficie externa 5b se
estrecha cónicamente en dirección a la pieza de empalme 3, de forma
que entre las superficies parciales 5a, 5b se encuentra incluido un
ángulo obtuso \alpha. Con la selección de este ángulo \alpha
puede predeterminarse el comportamiento de apriete del borde de tope
9 en el área frontal 3a de la pieza de empalme 3, por ejemplo
mediante el aumento del momento de apriete al alcanzar el tope
4.
El invento no se limita al ejemplo de
fabricación representado, sino que abarca también todos los modelos
que tienen el mismo efecto en sentido del invento. Especialmente son
también posibles otros modelos de la superficie de tope 5 y del
borde de tope 9, siempre y cuando por ejemplo, los bordes de tope 9
puedan ser configurados de manera desafilada, variando el ángulo
\alpha o mediante un posible redondeo mínimo de la punta del
borde.
En especial, en lo que se refiere a la
inclinación de la superficie parcial interna 5a respecto al eje
longitudinal X-X del anillo cortante, la misma sólo
puede divergir algo de un desarrollo ortogonal, particularmente
menos que la inclinación de la superficie externa 5b, por ejemplo
en hasta 25º máximo, preferentemente en menos de 15º. En este caso,
en una acanaladura que se produce mediante un receso del diámetro
exterior D1a de una zona 1az, preferentemente cilíndrica, del
contorno exterior de la sección de unión a tope de tubo 1a respecto
al diámetro exterior D1b de una zona 1bz, del mismo modo
preferentemente cilíndrica, del contorno exterior de la sección de
corte 1b, puede estar previsto un redondeado R, produciéndose de
este modo, una optimización del desarrollo de las tensiones
mecánicas en el anillo cortante 1 montado.
- 1
- anillo cortante
- 1a
- sección de unión a tope de tubo de 1
- 1b
- sección de corte de 1
- 1az
- zona cilíndrica de 1a
- 1bz
- zona cilíndrica de 1b
- 2
- tubo
- 2a
- pared de 2
- 3
- pieza de empalme
- 3a
- área frontal de 3
- 3b
- taladro cónico en 3
- 3c
- rosca exterior de 3
- 4
- tope en 1
- 5
- superficie de tope de 4
- 5a
- superficie parcial interna de 5
- 5b
- superficie parcial externa de 5
- 6
- tuerca
- 6a
- taladro roscado en 6
- 6b
- taladro cónico en 6
- 7,8
- filos cortantes de 1
- 9
- borde de tope de 4
- D1a
- diámetro exterior de 1az
- D1b
- diámetro exterior de 1bz
- R
- redondeado
- SV
- conexión roscada de 1, 2, 3
- X-X
- eje longitudinal de 1, SV
- \alpha
- ángulo entre 5a y 5
Claims (6)
1. Anillo cortante metálico (1) para una
conexión roscada (SV) para la unión hermética de un tubo (2) a una
pieza de empalme (3), con una sección de unión a tope de tubo (1a) y
una sección de corte (1b) conectada en dirección axial a la sección
de unión a tope de tubo (1a) con un contorno exterior esencialmente
cilíndrico trazado mediante un diámetro exterior (D1b) de la
sección de corte (1b), presentando la sección de corte (1b) en su
lado de cara a la pieza de empalme (3) filos cortantes (7, 8) y en
su lado de cara a la sección de unión a tope de tubo (1a), un tope
(4) orientado en forma radial hacia fuera desde la circunferencia
del anillo cortante (1), trazado por el diámetro exterior (D1b),
con una superficie de tope (5) para la pieza de empalme (3)
extendida transversalmente al eje longitudinal (X-X)
del anillo cortante, caracterizado porque el tope (4) para
la pieza de empalme (3) presenta un borde de tope (9) saliente
anular circundante respecto de la superficie de tope (5).
2. Anillo cortante, según la reivindicación 1,
caracterizado porque el borde de tope (9) divide la
superficie de tope (5) en dos superficies parciales (5a, 5b) - una
interna y una externa - anulares dispuestas en forma concéntrica
una de otra.
3. Anillo cortante, según la reivindicación 2,
caracterizado porque las superficies parciales (5a, 5b)
presentan una inclinación diferente al eje longitudinal del anillo
cortante (X-X).
4. Anillo cortante, según la reivindicación 2 ó
3, caracterizado porque la superficie parcial interna (5a)
se ensancha cónicamente en dirección a la pieza de empalme (3).
5. Anillo cortante, según una de las
reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque la superficie
externa (5b) se estrecha cónicamente en dirección a la pieza de
empalme (3).
6. Anillo cortante, según una de las
reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque la/una
inclinación de la superficie parcial interna (5a) respecto del eje
longitudinal (X-X) del anillo cortante diverge del
desarrollo ortogonal respecto del eje longitudinal
(X-X) del anillo cortante en hasta 25º máximo, en
especial en menos de 15º.
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