ES2963507T3 - Anillo de contracción - Google Patents

Abstract

Un collarín por contracción, cuyos dos bordes circunferenciales (10) están rebordeados, permite utilizar espesores de banda más finos sin riesgo de pandeo debido a su mayor resistencia intrínseca. Los bordes circunferenciales (10) terminan en brazos (16) que apuntan radialmente hacia fuera y forman un ángulo de aprox. 70° a 90° con una porción central sin pestañas (13) del anillo que está ubicada axialmente más hacia adentro. El rebordeado consiste en una ampliación del diámetro de los bordes del collarín, estando las zonas de los bordes del collarín (14) dobladas de forma redondeada hacia fuera y las superficies de los bordes (11) discurriendo en un ángulo preferentemente de aprox. 0° a aprox. 20° con respecto al eje del collar (12). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Anillo de contracción

Estado de la técnica

Los denominados anillos multiengarce o anillos de contracción se fabrican en diferentes versiones. En un procedimiento conocido, un tubo soldado axialmente o a lo largo de una línea helicoidal se divide en anillos con la anchura deseada. Alternativamente, a partir de un fleje hendido conforme a anchura de anillo deseada se cortan de forma recta u oblicua longitudes correspondientes a la circunferencia del anillo, y después, se redondean formando un anillo y los dos extremos de juntura se sueldan a tope entre sí.

Para la contracción, el anillo se comprime por medio de una herramienta con varias mordazas de presión que actúan radialmente hacia dentro. Durante este proceso de contracción, también conocido como multiengarce, existe el riesgo de que el anillo se doble si el fleje no es lo suficientemente grueso.

Un anillo de contracción genérico se describe en el documento DE102007008274A1 descrito. El anillo descrito en dicho documento se aplica por presión sobre un tubo flexible mediante multiengarce radial en la zona de solapamiento con un tubo. Muestra en sección transversal una estructura arqueada dos veces radialmente hacia dentro, estando las secciones radiales interiores redondeadas para proteger el tubo flexible.

Otro anillo de contracción genérico tipo se describe en el documento EP0728979A1.

Resumen de la invención

La invención tiene el objetivo general de eliminar, al menos parcialmente, las desventajas que se producen en los anillos de contracción conocidos. Un objetivo más específico consiste en proporcionar un anillo de contracción que permita usar para una resistencia predefinida grosores de fleje más reducidos.

La solución de este objetivo se consigue porque el anillo está doblado hacia fuera en ambos cantos circunferenciales axiales en un ángulo de 70° a 90°. Este conformado logrado preferiblemente mediante rebordeado u otros procesos de doblado o canteado, tiene el efecto de aumentar la rigidez inherente del anillo según el principio de una acanaladura o un soporte en I, de modo que puede evitarse el pandeo del anillo durante la contracción incluso con grosores de fleje más reducidos.

El conformado provoca una expansión de diámetro de los cantos de fleje, por lo que los cantos de fleje están redondeados y doblados hacia fuera. De este modo, se evitan daños del material del tubo flexible encerrado por el anillo.

Dibujo

A continuación, se explican con más detalle ejemplos de realizaciones de la invención con la ayuda del dibujo. En este, muestran:

La figura 1, un alzado lateral axial de un anillo de contracción según la invención con cantos circunferenciales rebordeados,

la figura 2, una vista en sección transversal axial a lo largo de la línea A-A de la figura 1,

la figura 3, una vista en perspectiva del anillo de contracción según la invención,

la figura 4, una parte X de la figura 2 como sección axial ampliada y

la figura 5, un diagrama fuerza-recorrido con el resultado de simulación por ordenador del comportamiento de carga de tres anillos de contracción.

Ejemplos de realización

El anillo mostrado en el dibujo tiene un espesor de fleje o grosor de fleje constante y está rebordeado radialmente hacia fuera en sus dos cantos circunferenciales 10 de tal manera que las alas 16 encierran con la sección central 13 no rebordeada un ángulo de aproximadamente 70° a aproximadamente 90°. Resultan particularmente preferibles unos ángulos de aprox. 75° a aprox. 85°.

En el ejemplo de realización mostrado, el ángulo es de aproximadamente 80° y las superficies frontales 11 sustancialmente rectas de los cantos circunferenciales 10 discurren en un ángulo de aproximadamente 10° con respecto al eje anular 12. La sección central de anillo 13 situado radialmente más hacia el interior, finaliza en ambos lados con una zona redondeada 14.

Toda la superficie interior del anillo está libre de cantos frente al tubo flexible (no mostrado) circundado por el mismo, siendo la altura radial del rebordeado hacia fuera preferiblemente tan grande que los extremos axiales 15 de la sección de anillo interior 13 tengan una distancia del tubo flexible incluso bajo una fuerte compresión durante el proceso de engarce. La sección central 13 discurre de forma continua en dirección circunferencial, sin ser interrumpida por un cierre o similar.

Los anillos multiengarce se utilizan en el caso de materiales de tubo flexible sensibles, por ejemplo en la industria automovilística en sistemas de aire de carga o de refrigeración/calefacción. Debido a las tolerancias comunes de tubos flexibles, se producen diferentes tasas de compresión, con valores altos en tubos flexibles de gran grosor y valores bajos en tubos flexibles de pequeño grosor. Las tolerancias de diámetro en las tubuladuras aumentan este efecto.

El montaje de los anillos se realiza generalmente en función del recorrido; es decir, la reducción del diámetro de anillo está ajustada en una medida definida. Debido a las tolerancias antes mencionadas en el grosor de tubo flexible y la tubuladura existen por tanto diferentes tasas de compresión; en otras palabras, las tasas de compresión no pueden ajustarse, sino que resultan de las tolerancias en el grosor de tubo flexible y el diámetro de tubuladura.

La invención reduce el riesgo de daños de tubos flexibles manteniendo su rendimiento. La tasa de compresión generada por el anillo en la zona central no rebordeada permanece inalterada, mientras que las zonas marginales rebordeadas dan lugar a una descarga suave del tubo flexible comprimido, protegiendo así el material del tubo flexible.

Pero sobre todo, el rebordeado de los cantos circunferenciales 10 aumenta la rigidez inherente del anillo. De este modo, la invención permite el uso de un material de fleje más fino para el anillo sin tener que aceptar un deterioro en la resistencia o rigidez dimensional del anillo en la dirección radial. Experimentos han demostrado que es posible reducir el grosor de la correa hasta un 20% con la misma rigidez, lo que significa un ahorro de material correspondiente.

Para evitar el pandeo del anillo durante la contracción, antes era necesario utilizar un grosor de fleje sobredimensionado en comparación con el rendimiento realmente requerido (compresión del tubo flexible). Las tasas de compresión requeridas también podrían alcanzarse con grosores de fleje menores, pero sin rebordeado existiría el riesgo de que el anillo se pandee durante la compresión.

La mejora de la rigidez inherente del anillo de contracción mediante el doblado hacia fuera de los cantos circunferenciales axiales 10 se cuantificó mediante una simulación por ordenador basada en el método de los elementos finitos. Los resultados se ilustran en la figura 5 y se explican a continuación.

Se examinaron tres anillos multiengarce (MCR) fabricados respectivamente a partir de un fleje de acero, cuyos extremos se soldaron a tope entre sí (la llamada "soldadura cruzada" RX). El primer anillo (MCR RX) no está doblado hacia fuera en absoluto en sus cantos circunferenciales, es decir que es un anillo simple con un grosor de fleje homogéneo y un diámetro constante de aproximadamente 40 mm en dirección axial. El segundo y el tercer anillo presentan respectivamente cantos circunferenciales rebordeados hacia fuera (“curled edges” CE) y, por lo demás, son idénticos al primer anillo. En este caso, el ala 16 discurre en los cantos circunferenciales 10 axiales del segundo anillo (MCR RX CE-45°) en un ángulo de ajuste de aprox. 45° con respecto a la sección central no rebordeada 13 del anillo. En el tercer anillo (MCR RX CE<90°), este ángulo de ajuste es de aprox. 85°.

El comportamiento de los tres anillos se simuló con un denominado modelo de semicasquillos. Según este, los anillos se colocan sucesivamente alrededor de un disco que tiene aproximadamente el diámetro del anillo contraído por engarce y que se compone de dos casquillos en forma de media luna. Los dos semicasquillos son movidos ahora en direcciones opuestas en la simulación y sobre la base de un análisis de elementos finitos se calcula cómo se comportan respectivamente los tres anillos.

En la figura 5 está representado el valor de la fuerza de retroceso generada respectivamente por el anillo en función del desplazamiento de los dos semicasquillos. La fuerza de retroceso o contrafuerza en newtons, decisiva para la resistencia del anillo, se representa en función de la expansión del diámetro de anillo en milímetros, provocada por el alejamiento de los dos semicasquillos entre sí. Se puede observar que en la zona de una expansión de diámetro de hasta 10 mm, el tercer anillo fuertemente rebordeado “MCR RX c E<90°” produce una contrafuerza continuamente mayor que el segundo anillo “MCR RX CE<45°” que solo está rebordeado aprox. 45° y este, a su vez, produce una contrafuerza continuamente mayor que el primer anillo “MCR RX” no rebordeado. Debe tenerse en cuenta que solo es técnicamente relevante la zona con expansiones de diámetro de hasta aproximadamente 1 mm. En caso de mayores expansiones del diámetro, el anillo de contracción perdería la reducción de diámetro lograda por el proceso de engarce que es necesaria para la unión estanqueizante de la tubuladura y el tubo flexible mediante el anillo de contracción.

Si se comparan respectivamente los valores de la contrafuerza con el valor de expansión radial de 1 mm típicamente relevante en la realidad técnica, se obtiene una fuerza de aprox. 6.600 N para el primer anillo "MCR RX", una fuerza de aprox. 7.900 N para el segundo anillo "MCR RX CE-45°" y una fuerza de aprox. 9.600 N para el tercer anillo "MCR RX C<e><90°". La contrafuerza contra la expansión radial y, por tanto, la resistencia del tercer anillo según el ejemplo de realización de la presente invención se mejora en un 45% en comparación con un anillo sin rebordear y todavía en un 20% en comparación con un anillo rebordeado solo 45° aproximadamente.

Resumiendo, la presente invención se refiere a un anillo de contracción, cuyos dos cantos circunferenciales 10 están rebordeados y que por su mayor rigidez inherente permite por tanto el uso de grosores de fleje más finos sin riesgo de pandeo. Los cantos circunferenciales 10 finalizan en alas 16 orientadas radialmente hacia fuera, que encierran un ángulo de aproximadamente 70° a 90° con una sección central 13 del anillo que está situada axialmente más hacia el interior y no está rebordeada. El rebordeado consiste en una expansión de diámetro de los cantos del anillo, estando las zonas de cantos del anillo 14 doblados hacia fuera de forma redondeada y discurriendo las superficies de canto 11 en un ángulo de entre aprox. 0° y aprox. 20° con respecto al eje de anillo 12, preferiblemente.

Claims (7)

REIVINDICACIONES

1. Anillo de contracción que está rebordeado en ambos cantos circunferenciales axiales (10),caracterizado porquelos cantos circunferenciales (10) finalizan en alas (16) que están orientadas radialmente hacia fuera y que discurren en un ángulo de aproximadamente 70° a 90° con respecto a una sección central (13) del anillo, que está situada axialmente más hacia dentro y que no está rebordeada.

2. Anillo de contracción según la reivindicación 1, en el que el rebordeado consiste en una expansión de diámetro de los cantos circunferenciales (10) en toda la circunferencia del anillo.

3. Anillo de contracción según la reivindicación 1 o 2, en el que las zonas de canto (14) del anillo, situadas entre la sección central (13) y las alas (16), están dobladas hacia fuera de forma redondeada.

4. Anillo de contracción según una de las reivindicaciones anteriores, en el que las superficies frontales (11) axialmente exteriores de los cantos circunferenciales (10) discurren en un ángulo de aprox. 0° a aprox. 20° con respecto al eje de anillo (12).

5. Anillo de contracción según una de las reivindicaciones anteriores, que tiene un grosor de fleje sustancialmente homogéneo en toda la anchura del anillo.

6. Anillo de contracción según una de las reivindicaciones anteriores, que está fabricado a partir de un fleje de acero doblado formando un anillo, cuyos extremos de juntura están soldados a tope entre sí.

7. Anillo de contracción según una de las reivindicaciones anteriores, que está concebido para ser empujado sobre un tubo flexible con el fin de aplicar entonces el tubo flexible por presión sobre una tubuladura en su zona de solapamiento con esta última mediante multiengarce radial.