MX2008013424A - Montaje de acoplamiento giratorio multifuncional para lineas de fluidos. - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un montaje de acoplamiento giratorio para proporcionar una interconexión giratoria entre las líneas que contienen fluido. El montaje incluye un alojamiento y un miembro de retención para retener el alojamiento mientras coopera con éste para dejar al alojamiento girar en el mismo en por lo menos un eje. El alojamiento puede girar esféricamente. El alojamiento tiene una perforación para dejar al fluido fluir entre las líneas interconectadas. El montaje también incluye por lo menos un componente macho retirable montable dentro de cada perforación del alojamiento para girar en el mismo y prevenir fuga externa del fluido. El componente macho está conectado a una línea y tiene una canalización que permite que el fluido fluya entre el par de líneas a través del montaje. La funcionalidad multifuncional del girado es conseguida para reducir la fuerza de torsión en líneas interconectadas, durante la operación, por ejemplo con maquinaria dinámica.

Description

MONTAJE DE ACOPLAMIENTO GIRATORIO MULTIFUNCIONAL PARA LINEAS DE FLUIDO Campo de la Invención La presente invención se refiere generalmente a los acoplamientos giratorios para líneas de fluido, y más específicamente a acoplamientos giratorios para proporcionar un giro multifuncional entre una o más líneas en aplicaciones industriales tales como sistemas hidráulicos. Antecedentes de la Invención Los acoplamientos y conexiones son componentes que permiten que los conductos, cables, tubos y similares, generalmente se puedan llamar "líneas", que se interconectarán. Los acoplamientos hidráulicos, por ejemplo, permiten que las líneas hidráulicas que contienen el fluido hidráulico se interconecten para facilitar el funcionamiento y minimizar el daño del sistema hidráulico. Los acoplamientos giratorios se desean particularmente puesto que permiten que las líneas se muevan en relación entre sí. Tal movimiento se requiere especialmente cuando se utilizan líneas flexibles, y aun más cuando las líneas flexibles se utilizan en combinación con equipo industrial resistente dinámico. Un ejemplo de tal equipo dinámico es un equipo forestal tal como máquinas de tala y otras cabezas multifuncionales, que se utilizan en confines ajustados de áreas forestales en proximidad de árboles muy pesados y de fuerzas elevadas. Las máquinas de tala tienen una variedad de piezas móviles dinámicas tales como brazos mecánicos, garras, cilindros y motores. Por supuesto, otros campos industriales - tales como de construcción y minería también requieren la maquinaria dinámica grande. Frecuentemente, se utilizan partes dinámicas accionadas hidráulicamente y, por lo tanto, una variedad de sistemas hidráulicos - integrados por rotores hidráulicos, líneas, acoplamientos, medios de control, etc. -. Los sistemas hidráulicos tienen muchas cualidades preferibles, entre las cuales están la adaptabilidad, eficacia, resistencia, durabilidad, dinamismo, confiabilidad y economía. La accesibilidad y facilidad de mantenimiento son características muy deseables del arreglo del acoplador en cualquier sistema hidráulico, especialmente en donde los acoplamientos se arreglan en localizaciones y orientaciones complicadas en la máquina, lo cual se hace la mayor parte del tiempo para proteger los acoplamientos contra impactos y otros incidentes que causan daño. En la técnica anterior, las líneas se interconectan usando una variedad de conexiones y acoplamientos, algunos que proporcionan una funcionalidad de giro entre las líneas. Frecuentemente estos acoplamientos implican cojinetes de bola o aguja, que son susceptibles a daño y han limitado la durabilidad, especialmente cuando se utilizan en aplicaciones donde deben soportar fuerzas axiales fuertes e impactos laterales. Además, frecuentemente se desea reagrupar una pluralidad de líneas en un conjunto o "grupo", para organizar las líneas y protegerlas contra daños. Tales grupos de líneas deben transportar el fluido a las partes requeridas de la máquina y dependiendo de las preocupaciones geométricas del equipo el grupo se puede forzar a que tenga un arreglo no lineal y ocasionalmente difícil. Los grupos frecuentemente terminan en localizaciones importantes en el sistema hidráulico. Por ejemplo, donde la energía hidráulica se requiere en una cabeza de una máquina de tala, el grupo puede terminar en un conjunto de conexiones en una localización accesible cerca de la cabeza, en cuyo punto cada línea se puede dividir a las localizaciones específicas en la cabeza. Por otra parte, el grupo suministra frecuentemente el fluido a una parte dinámica que puede girar o experimentar una variedad de otros movimientos que hacen que el grupo de líneas mantenga la fuerza de torsión, inflexión u otras fuerzas dañinas correspondientes. Por ejemplo, una cabeza de tala puede ser giratoria y por lo tanto las líneas hidráulicas que suministran los rotores, cilindros y/o otros accionadores necesarios deben ocuparse de estos movimientos. En la técnica anterior, los grupos de líneas se reagrupan y se montan al equipo por medio de una variedad de medios de montaje incluyendo abrazaderas, pernos y tornillos, cuerdas, cadenas, colectores caseros, entre otros conectores estándar. Ocasionalmente las líneas se montan de manera fija en sus conexiones a la superestructura de las máquinas. Los grupos de líneas frecuentemente se sujetan juntos usando medios de sujeción burdo, para a colocar los acoplamientos y/o conexiones de una manera no dañina. Sin embargo, esto hace al mantenimiento de los acoplamientos muy tedioso y muy difícil, puesto que los medios de sujeción se deben desunir para tener acceso a un acoplamiento. En la técnica anterior, los grupos de líneas también se reagrupan y montan al equipo usando una "mampara" o "colector". Por ejemplo, cada pluralidad de líneas tiene una conexión metálica estándar que interconecta dos lados de la línea, se puede reagrupar en una "mampara de placa". La conexión de cada línea se suelda a una sola mampara de placa, que a su vez se conecta a la máquina por un mosquetón. Estas mamparas de placa ofrecen maniobrabilidad limitada y por consiguiente las líneas son menos adaptables a los requisitos de fuerza de torsión y por lo tanto son más susceptibles al daño. También hay "mamparas giratorias" y "colectores de bloque giratorios" que interconectan los grupos de líneas mientras que proporcionan el giro entre los dos lados de la unidad giratoria. Las conexiones están conectadas a las líneas y soldadas o aseguradas de otra manera a una placa. La placa se monta dentro de un collar de cojinete, que mantiene la placa y permite que gire.

El collar de cojinete entonces es montado a la máquina, por ejemplo mediante soldadura, bisagra o mosquetón. Estas unidades permiten una cierta funcionalidad de giro entre las líneas, pero son ineficaces contra la fuerza de torsión y muchas otras fuerzas dinámicas. Esto puede conducir al daño de las líneas y/o desconexión dañadas de las líneas de sus conexiones debido a la fuerza de torsión. Esto también proporciona la capacidad limitada de giro de las líneas. Estas unidades también pueden ser costosas y son ineficaces en la prevención del daño costoso particularmente a las líneas hidráulicas. Documentos de patente de la técnica anterior Existen algunos documentos de patente que describen los acoplamientos o empalmes con una funcionalidad giratoria, a lo largo de un eje o de manera esférica. La Patente Norteamericana No. 6,776,552 (MARUNAKA) describen un empalme de bola que permita la reducción de la fricción giratoria incorporando rodillos esféricos. El empalme esférico de MARUNAKA se dirige a aplicaciones en el campo de automóviles mecánicos. La Patente Norteamericana No. 5,275,444 (WYTHOFF) describen un acoplamiento giratorio para la transmisión de fluido de alta presión. Este acoplamiento incluye dos hemisferios esféricos que están conectados para girar sobre un eje. Los dos hemisferios incluyen cavidades y uno de los hemisferios incluye un cuello con el cual una tuerca se pueda conectar.

Las Patentes Norteamericanas Nos.4,411,545 (ROBERGE) y 3,007,747 (ISLER) describen un empalme universal que incluye una cubierta esférica mantenida por un anillo. El alojamiento esférico tiene una abertura a través de la cual una barra puede insertarse. El anillo incluye surcos de cooperación para facilitar la inserción de la cubierta en el mismo. La Patente Norteamericana No. 3,165,339 (FACCOU) describen un acoplamiento esférico para trasmitir fluidos a altas o bajas temperaturas. Este acoplamiento esférico incluye un elemento masculino esférico insertado en un elemento hembra, estos cada uno de dos elementos tiene un cuello canalizado. Los elementos macho y hembra son interconectados por una pluralidad de anillos y tornillos. La Patente Norteamericana No. 6,746,056 (PALMER) describen un empalme para trasmitir fluidos y para la unión de una pistola de aerosol. El empalme incluye un componente esférico macho y un componente hembra correspondiente. El componente macho incluye un miembro tubular canalizado integral. Otras Patentes y Solicitudes de Patente Norteamericanas se relacionaron a empalmes y acoplamientos esféricos son: 10/408,361 (PALMER), 11/390,562 (CLEMM), 5,018,546 (CARMACK y col.), 5,507,534 (REI FENBERGER y col.), 5,671,816 (TI BBITTS) 5,975,490 (ESSMAN) y 6,220,636 (VELOSKEY). Las unidades para el acoplamiento y reagrupación de líneas de fluido conocidas en la técnica presentan numerosas desventajas. Por ejemplo, las unidades de acoplamiento conocidas son principalmente burdas y de mal aspecto, haciendo el mantenimiento e inspección un poco difíciles, aunque ofrecen protección, funcionalidad, adaptabilidad de grupo y flexibilidad limitadas. Otras desventajas de las unidades de acoplamiento conocidas serían conocidas por un experto en la técnica. Por lo tanto existe una presente necesidad de un avance en el campo de las unidades de acoplamiento que supera por lo menos algunas de las desventajas de la técnica anterior. Breve Descripción de la Invención La presente invención responde a la necesidad anterior proponiendo un montaje de acoplamiento giratorio para proporcionar una conexión giratorio entre las líneas. De acuerdo a un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un montaje de acoplamiento giratorio para proporcionar una conexión giratoria entre por lo menos un par de líneas que contienen un fluido. El montaje de acoplamiento giratorio incluye un alojamiento que tiene superficies externas y un miembro de retención para conservar el alojamiento mientras coopera con las superficies externas para permitir que el alojamiento gire en el mismo sobre por lo menos un eje. La cubierta tiene un soporte a través del mismo para cada par de líneas, cada soporte tiene primeras y segundas aberturas. La primera abertura permite que el fluido fluya a través del mismo desde una de las líneas. El montaje de acoplamiento giratorio también incluye por lo menos un componente macho desprendible montable dentro de cada soporte del alojamiento para gira sobre el mismo y para prevenir la salida externa del fluido. Uno de por lo menos un componente macho tiene un puerto conectable a las otras líneas en la segunda abertura y tiene una canalización que permite que el fluido fluya entre los pares de líneas. Permitiendo que el componente macho gire dentro del alojamiento y permitiendo que el alojamiento girar sobre un eje dentro del miembro de retención, una funcionalidad de "doble giro" es proporcionada. Por lo tanto, las primeras y segundas líneas de los pares pueden girar independientemente, una con el alojamiento y la otra con el componente macho. Esto proporciona numerosas ventajas en la adaptación a los requisitos de fuerza de torsión en las líneas y mejora el intervalo de seguridad de movimiento de las líneas. Además, cuando una pluralidad de líneas se interconecta al montaje de acoplamiento, pueden girar juntas como un grupo e individualmente, lo cual proporciona muchas ventajas durante la operación. De acuerdo a otro aspecto de la presente invención, también se proporciona un montaje de acoplamiento giratorio para proporcionar una conexión giratoria entre por lo menos un par de líneas que contienen un fluido, incluyendo un alojamiento que tiene superficies esféricas externas. El montaje de acoplamiento giratorio también incluye un miembro de retención para conservar el alojamiento mientras que coopera con las superficies externas para permitir que el alojamiento gire en el mismo sobre por lo menos un eje. La cubierta tiene un soporte a través de la misma para cada par de líneas, cada soporte tiene primeras y segundas aberturas. La primera abertura permite que el fluido fluya a través de la misma desde una de las líneas. El montaje de acoplamiento giratorio también incluye por lo menos un componente macho montable dentro de cada soporte del alojamiento y es cooperable en el mismo para prevenir la salida externa del fluido. Uno fde por lo menos un componente macho tiene un puerto conectable a la otra línea en la segunda abertura y tiene una canalización que permite que el fluido fluya entre los pares de líneas. La capacidad giratoria esférica permite que el alojamiento tenga tres grados de libertad para adaptarse a una gran variedad de fuerza de torsión y otros requerimientos. El componente macho es insertable dentro del soporte del alojamiento a modo que durante el movimiento giratorio del alojamiento los requisitos de fuerza de torsión sean soportados por la cooperación entre el componente macho y el soporte de alojamiento. La canalización del componente macho también contiene el fluido que fluye fuera del alojamiento a su interior, por lo tanto limita el riesgo de fuga especialmente en el caso del movimiento esférico dinámico del alojamiento. Esta construcción permite menos probabilidad de fugas, reemplazo fácil y mantenimiento del componente macho y funcionalidad giratoria excelente para las líneas de conexión.

Otras características y ventajas de la presente invención serán entendidas mejor durante la lectura de las modalidades preferidas de la misma con referencia a los dibujos anexos. Breve Descripción de los Dibujos Las figuras 1 y 2 son vistas en perspectiva superiores de una primera modalidad preferida del montaje de acoplamiento giratorio de acuerdo a la presente invención. La figura 3 es una vista lateral en despiece de la primera modalidad de las figuras 1 y 2. La figura 4 es una vista en perspectiva superior de la segunda modalidad preferida del montaje de acoplamiento giratorio de acuerdo a la presente invención. La figura 5 es una vista en perspectiva superior de la tercera parte de la modalidad del montaje de acoplamiento giratorio mostrada en la figura 4. La figura 6 es una vista longitudinal cortada de la parte del montaje de acoplamiento giratorio de acuerdo a una tercera modalidad de la presente invención. La figura 7 es una vista longitudinal cortada de la parte del montaje de acoplamiento giratorio de acuerdo a una variante de la tercera modalidad de la presente invención. La figura 8 es una vista longitudinal cortada de la parte del montaje de acoplamiento giratorio de acuerdo a otra variante de la tercera modalidad de la presente invención. La figura 9 es una vista en plano lateral de la parte del montaje de acoplamiento giratorio de acuerdo a una variante de la tercera modalidad de la presente invención. Las figuras 10 y 11 son vistas en perspectiva inferiores y superiores respectivamente del componente macho de acuerdo a un aspecto preferido del montaje de acoplamiento giratorio de la presente invención. La figura 12 es una vista longitudinal cortada del componente macho de las figuras 10 y 11. La figura 13 es una vista enfocada del área XIII de la figura 12. La figura 14 es una vista longitudinal cortada del alojamiento de acuerdo a un aspecto preferido del montaje de acoplamiento giratorio de la presente invención. La figura 15 es una vista en perspectiva de la tuerca de acuerdo a un aspecto preferido del montaje de acoplamiento giratorio de la presente invención. La figura 16 es una vista longitudinal cortada de la tuerca de la figura 15. La figura 17 es una vista acercada del área XVII de la figura 16. La figura 18 es una vista en plano lateral en despiece de la parte del montaje de acoplamiento giratorio mostrado en la figura 9. La figura 19 es una vista de plano lateral de la parte del montaje de acoplamiento giratorio de acuerdo a otra variante de la tercera modalidad de la presente invención. Descripción las Modalidades Preferidas La presente invención se refiere a un montaje de acoplamiento giratorio para interconectar las líneas que contienen un fluido y que proporcionan el giro multifuncional entre las líneas. Se debe entender que el montaje de acoplamiento giratorio se puede utilizar en las industrias hidráulicas, plomería, procesamiento químico, forestal y minera y aplicaciones, que conectan conductos, tuberías, líneas, tubos, etc. preferiblemente, las modalidades de la invención puede ser particularmente útiles en combinación con líneas hidráulicas, y preferiblemente en la maquinaria resistente dinámica. Por "líneas" se entiende que el montaje de acoplamiento giratorio puede interconectar dos o más equipos que contienen fluido, de transmisión de fluido o de recepción de fluido. Las líneas frecuentemente son llamadas conductos, tuberías, tubos, mangueras o conductos. Sin embargo, puesto que las líneas frecuentemente transportan fluido a un componente de una máquina, que es particularmente el caso en la maquinaria accionada hidráulicamente, se debe observar que una de las "líneas" interconectadas por el montaje de acoplamiento giratorio se puede incorporar por un componente de recepción de fluido de la máquina. El "fluido" almacenado o transmitido a través de las líneas es preferiblemente un fluido hidráulico. Tales fluidos hidráulicos se conocen generalmente en la técnica y se basan frecuentemente en los productos químicos tales como ésteres de glicol, éteres, aceite de ricino o silicón, o una variedad de otros aceites dependiendo del uso. El fluido hidráulico se suministra a varias partes del equipo tales como cilindros, rotores, etc. En ciertas modalidades de la invención, se permite que el fluido lubrique las partes móviles necesarias del acoplamiento fugándose parcialmente de las canalizaciones y/o soportes en los intersticios que se comunican con ellas. El montaje de acoplamiento giratorio de la presente invención es particularmente útil en sistemas hidráulicos, y aún preferiblemente en los circuitos hidráulicos de detección de carga. En aplicaciones alternativas, el acoplamiento puede contener otro fluido tal como agua u otros fluidos acuosos. Se debe entender que el término "giratorio" generalmente incluye una variedad de movimientos, incluyendo giro, giro alrededor de un punto a lo largo de un arco y giro en algunos casos alrededor de un punto de tres dimensiones. Dependiendo del uso deseado y construcción específica del montaje, la funcionalidad "giratoria" puede ofrecer de uno a tres grados de libertad. También, el giro se permite preferiblemente como un movimiento inverso. También, donde el giro se limita a una giro sobre un solo eje, este giro se permite preferiblemente a 360 grados, y más. Existe de hecho una gran variedad de movimientos giratorios posibles usando el montaje de acoplamiento de la presente invención, como es evidente a la luz de la descripción de las modalidades preferidas. Las figuras 1-3 ilustran una primera modalidad del montaje de acoplamiento giratorio 20. La figura 4 ilustra una segunda modalidad del montaje de acoplamiento giratorio 20, y la figura 5 ilustra una parte del mismo. La figura 9 ilustra una tercera modalidad del montaje de acoplamiento giratorio 20, y las figuras 6-8 y 18-19 ilustran una parte del mismo. Primera modalidad Refiriéndose a la primera modalidad mostrada en las figuras 1-3, el montaje 20 incluye un alojamiento 22 que tiene superficies externas 24. En esta modalidad preferida, el alojamiento 22 tiene una forma frustro-esférica y las superficies externas 24 son lisas y esféricas. El montaje de acoplamiento 20 proporciona una interconexión entre los pares de líneas. En la modalidad mostrada en las figuras 1-3, cinco pares de líneas (no ilustradas) se pueden conectar con el montaje, pero será entendido que cualquier número apropiado tal como una o más interconexiones, se pueden proporcionar sin apartarse del alcance de la presente invención. Refiriéndose a la figura 3, el alojamiento 22 también tiene un soporte 26 a través del mismo para cada par de líneas (no ¡lustradas). Cada soporte 26 tiene una primera 28a y segunda aberturas 28b. Preferiblemente, el soporte 26 tiene una forma cilindrica y lineal, pero puede alternativamente tener otra configuración, tal como angulosa o en forma de "U", para ciertas aplicaciones deseadas. Será entendido que todos los soportes en un alojamiento dado no necesitan tener la misma forma. La primera abertura 28a permite que el fluido fluya a través del misma a partir de la una de las líneas. Refiriéndose a las figuras 1-3, el montaje 20 también incluye un miembro de retención 30 para conservar el alojamiento 22 mientras coopera con las superficies externas 24 para permitir que el alojamiento 22 gire de manera esférica en el mismo. El giro esférico permite tres grados de libertad para adaptarse a una variedad de requerimientos. El miembro de retención 30 incluye preferiblemente un anillo de acojinamiento 32 que tiene superficies esféricas internas (carácter 33 en las figuras 2 y 3) cooperando con las superficies esféricas externas 24 del alojamiento 22. El miembro de retención 30 puede tener alternativamente una forma distinta a la de un anillo para conservar el alojamiento 22 mientras permite el movimiento esférico. El anillo de acojinamiento puede cubrir una parte sustancial del alojamiento 22 también para la protección agregada. El miembro de retención también incluye preferiblemente un soporte 34 para montar el montaje al equipo. Por ejemplo, en la industria forestal el soporte 34 se puede fijar para soportar de manera próxima una cabeza giratoria de tala (no ilustrada), las líneas que son transmitidas de la trama de vehículo móvil o barrera de codillo vía el montaje giratorio 20. El soporte 34 se puede montar usando soldadura, pernos u otros medios de montaje conocidos en la técnica. La interfaz entre las superficies externas 24 y el miembro de retención 30 se proporcionan preferiblemente con medios antifricción tales como grasa o aerosol (por ejemplo aerosol de Teflon). Alternativamente, se pueden utilizar otros medios conocidos en la técnica para hacer las dos superficies deslizables y cooperables para permitir un movimiento giratorio. Se debe observar que el miembro de retención 30 puede tener otros componentes para conservar el alojamiento 22 mientras que permite el giro sobre el mismo. Refiriéndose a la figura 3, el montaje 20 adicionalmente incluye por lo menos un componente macho 36 montable dentro de cada soporte 26 del alojamiento 22. El componente macho 36 preferiblemente gira en el mismo. El componente macho 36 también preferiblemente desprendible se monta en el soporte 26, que se puede hacer por una variedad de medios. También se monta para prevenir la salida externa del fluido, lo cual es logrado preferiblemente por las superficies colindantes y también puede incluir una unidad de sellado y/o anillos de cierre, y/o otros componentes como será discutido con mayor detalle abajo. Refiriéndose ahora a las figuras 6-8, 10, 12 y 19, el componente macho 36 también tiene una canalización 37 a través del mismo. La canalización es preferiblemente cilindrica y lineal, pero puede alternativamente tener una variedad de otras configuraciones, si se desea. La canalización 37 permite que el fluido fluya entre los pares de líneas ya conectadas. Refiriéndose nuevamente a la figura 3, existe preferiblemente un par de primeros 36a y segundos componentes 36b machos en cada soporte 26. Estos primeros y segundos componentes machos se montan preferiblemente en una configuración opuesta, pero dependiendo de la forma y configuración del soporte 26 pueden tener una diferente relación con respecto entre sí. Cuando hay un par de componentes machos, el primer componente macho 36a está conectado a una de las líneas en la primera abertura 28a y el segundo componente macho 36b está conectado a la otra línea en la segunda abertura 28b. Según lo mencionado arriba, cada componente macho 36 es preferiblemente giratorio dentro de los soportes correspondientes 26. El giro del componente macho 36 en combinación con la capacidad de giro del alojamiento 22 dentro del miembro de retención 30, permite que el montaje 20 proporcione la funcionalidad de "doble giro". Durante el funcionamiento, esta funcionalidad es muy ventajosa para interconectar las líneas y especialmente para interconectar los grupos de líneas. Cuando se interconecta el grupo de líneas, hay una pluralidad de pares de líneas agrupadas juntas en un grupo, cada par está asociado a un soporte 26 y con un par de componentes machos 36a, 36b en los lados opuestos del alojamiento 22. Refiriéndose a la figura 1, frecuentemente las líneas serán agrupadas juntas como grupo en una cara 38 de la entrada del montaje 20 y las líneas se dividirán lejos entre sí en el lado de salida 40 del montaje para suministrar las partes de máquina específica con fluido. En respuesta a la fuerza de torsión del grupo entero de líneas, el alojamiento 22 puede girar dentro del miembro de retención 30, de tal modo se adapta y libera la tensión en las líneas. Por otra parte, en respuesta a la fuerza de torsión de las líneas individuales, que ocurre frecuentemente en el lado de salida 40 del montaje, los componentes machos 30 en ese lado pueden girar individualmente, de tal modo se libera la tensión en las líneas mientras que no se introduce tensión en otras líneas. En un aspecto preferido de la primera modalidad preferida, los componentes machos 36 se montan para girar sobre un eje longitudinal de los mismos mientras se contraen dentro del soporte 26. Esto presenta ventajas particulares para la adaptación a los requerimientos y fuerzas de torsión. Alternativamente, los componentes machos 36 se pueden montar dentro del soporte 26 para tener una variedad de capacidades giratorias alrededor de por lo menos un eje. Los componentes machos pueden ser de una variedad de tipos, incluyendo el tipo preferido descrito abajo u otras conexiones conocidas en la técnica. Aunque es preferible tener un par de componentes machos 36a, 36b montados dentro de cada soporte, alternativamente pude haber un solo componente macho 36 montado en el soporte 26, según lo ilustrado en las figuras 6-9 y 18-19. En estos casos, el componente macho 36 tiene un puerto 42 para conectarse a una línea y el alojamiento 22 tiene un puerto 44 para conectarse a la otra línea en la segunda abertura.

Opcionalmente, el cuerpo principal del alojamiento 22 puede tener un orificio o ranura (no mostrada) en el mismo y el miembro de retención 30 también tiene un orificio o ranura (no mostrado) en el mismo. Estos orificios pueden estar alineados para poder insertar un perno (no mostrado) a través del mismo para proporcionar un eje sobre el cual el alojamiento gira. La inserción del perno también limita el movimiento del alojamiento a un grado de libertad dentro del miembro de retención. Esta característica opcional permite la facilidad del mantenimiento para poder girar para acceder a ciertos componentes y después liberar el alojamiento en esa posición para la inspección o reemplazo de los componentes. Además, un segundo perno (no mostrado) se puede insertar dentro de un segundo par de orificios en una manera similar para eliminar todo el movimiento del alojamiento dentro del miembro de retención. Segunda modalidad Refiriéndose a la segunda modalidad mostrada en la figura 4, y a la parte que se muestra en la figura 5, el montaje 20 incluye nuevamente los componentes machos 36 montados dentro del alojamiento 22 que a su vez se montan dentro del miembro de retención 32. Según lo mostrado en la figura 5, el alojamiento 22 tiene superficies externas 24 que definen un elemento de acoplamiento circular 46 alrededor de la periferia del alojamiento 22, que toma preferiblemente la forma de un borde circular, para acoplarse al miembro de retención 30. El miembro de retención 30 comprende preferiblemente un surco (no mostrado) para acoplarse y estar en la relación deslizable con el borde circular. Por supuesto, otros elementos de acoplamiento, incluyendo una configuración opuesta de borde-surco, se pueden utilizar. Durante el funcionamiento, el alojamiento 22 gira sobre un eje que es normal al plano definido dentro del elemento de acoplamiento circular. Preferiblemente, el eje sobre el cual el alojamiento 22 gira es I paralelo a los ejes de giro de los componentes machos 36. Tercera modalidad Refiriéndose a las figuras 6-9 y 18-19, puede haber un solo componente macho 36 montado dentro del alojamiento 22, para interconectar un par de líneas. Preferiblemente, el componente macho 36 es giratorio dentro del alojamiento 22. En las ilustraciones, el alojamiento 22 tiene superficies externas 24 que son esféricas para cooperar con un miembro de retención (mostrado como 30 en la figura 9) para proporcionar el giro esférico del alojamiento 22 con respecto al miembro de retención.

Refiriéndose a la figura 9, durante el funcionamiento las dos líneas conectadas a la entrada 38 y los lados de salida 40 se pueden hacer girar independientemente, por ejemplo en las direcciones opuestas si se desea. Arreglo de montaje preferido del componente macho Refiriéndose a ahora a las figuras 6-8 y 10-19, un arreglo de montaje de componente macho preferido será descrito. Se debe observar que esta construcción está dada a modo de ejemplo y que el componente macho se puede montar dentro del soporte del alojamiento en una variedad de maneras, dependiendo del uso y funcionalidad deseados. También, las otras modalidades y figuras serán discutidos según sea necesario abajo por motivo de comparación. Será entendido adicionalmente que el arreglo descrito abajo se puede utilizar para uno, una porción o todos los componentes machos dentro de un montaje de acoplamiento dado de acuerdo a la presente invención, posiblemente en combinación con uno o más arreglos diferentes. En las figuras 6-8 y 10-19, el miembro de retención no se muestra. El conjunto de componentes 50 en estas figuras será descrito abajo. El conjunto 50 tiene preferiblemente una construcción que permite la interconexión coaxial de dos líneas, pero se debe entender que se puede adaptar para proporcionar una diferente interconexión, tal como una conexión de 90° o una conexión oblicua. El conjunto 50 permite un aumento considerable en el porcentaje de superficies de soporte (también llamadas "superficies de empuje" o "superficies colindantes") entre los componentes. La unidad de acoplamiento giratorio es muy robusta, si las fuerzas operacionales en la ejecución son axiales o radiales (que no es el caso de las unidades de acoplamiento de la técnica anterior). El conjunto giratorio 50 es simple, confiable, económico de producir y montar, y es muy fácil de mantener en buenas condiciones, debido a que se puede desmontar fácilmente. El conjunto giratorio 50 incluye tres componentes principales sin importar si el ajuste es axial o angular u otro arreglo conocido por un experto en la técnica; un componente macho 36 que es sostenido entre un alojamiento 22 y una tuerca 56. El componente macho 36 y la tuerca forman una unidad de acoplamiento, cada unidad de acoplamiento se asocia a uno de los soportes 26 del alojamiento 22. Refiriéndose a la figura 14, el alojamiento 22 incluye superficies internas que incluyen por lo menos una superficie radial 58 y por lo menos una superficie axial 60. Las superficies internas 58, 60 definen una cavidad 62, que es parte del soporte 26. La primera abertura 28a está situada en un extremo de la cavidad. Está a través de la primera abertura 28a que el componente macho 36 se inserta. Se debe entender que el alojamiento 22 también puede incluir una pluralidad de cavidades en las cuales un número correspondiente de componentes machos y tuercas sen pueden introducir, como se muestra en algunas de las modalidades preferidas en la presente. El puerto 32 del alojamiento puede tener roscas o una muesca o collar de conexión para conectarse a la línea. También, el alojamiento 22 puede tener de manera concebible una pluralidad de puertos conectables a las líneas correspondientes. Según lo mostrado en la modalidad de la figura 14, la cavidad 62 del alojamiento 22 tiene preferiblemente una superficie interna radial 58, que define una pared cilindrica de la cavidad, y una superficie interna axial 60 (que también es llamada "superficie de parada") en la extremidad de la cavidad. Alternativamente, según lo mostrado en la figura 7, la cavidad 62 tiene más superficies internas (en esta variante hay cuatro superficies, dos axiales y dos radiales) para cooperar con las superficies externas del componente macho 36. Más en esta variante serán discutidas abajo. Refiriéndose nuevamente a la figura 14, las superficies internas 58, 60 se forman preferiblemente de manera integral entre sí. Esto resulta generalmente de la maquinación del alojamiento 22 a partir de una pieza sólida. Breve refiriéndose ahora la figura 3, la superficie axial interna (carácter 60 en la figura 14) puede consistir en la cara externa 69 de un segundo componente macho 36b securable dentro del alojamiento 22. El segundo componente macho 36b se asegura dentro del alojamiento 22 del extremo contrario como el primer componente macho 36a, con una segunda tuerca 56b. También debe observarse, en este aspecto, que las superficies internas pueden presentarse de diferentes componentes que son asegurados juntos para proporcionar las capacidades auto-lubricadoras y giratorias preferidas. Refiriéndose nuevamente a la figura 14, las superficies internas 58, 60 se intersecan preferiblemente a un ángulo de 90°, pero alternativamente pueden tener una curva ligera. También preferiblemente, las superficies se proporcionan con un extremo muy fino y liso, para facilitar su capacidad de deslizamiento contra las superficies correspondientes del componente macho principalmente. Sin embargo, incluso cuando el extremo no es perfecto, con una cierta aspereza, las superficies llegan a ser más lisas con el uso operacional, y por lo tanto pueden mejorar con el trascurso del tiempo. Refiriéndose ahora la figura 8, el puerto 32 del alojamiento 22 es preferiblemente un tipo de proyección sobre el cual una línea se puede sujetar. Alternativamente, la figura 9 ilustra que el puerto 32 puede ser un tipo hembra en el cual una línea o un adaptador de línea se puede insertar. Por supuesto, otros tipos de puertos conocidos por un experto en la técnica se pueden proporcionar.

Muchos otros tipos de alojamientos que no se ilustran también se pueden utilizar con respecto a la presente invención. Refiriéndose nuevamente a las figuras 6-8, el componente macho 36 tiene un soporte 37 a través del mismo. El soporte 37 contiene y/o transmite el fluido. El componente macho 36 incluye una porción de anclaje 72 y una porción de reborde 74. La porción de reborde 74 se extiende radialmente hacia fuera de la porción de anclaje 72, que preferiblemente tiene la forma de cilindro. La porción de anclaje 72 tiene un puerto 42, preferiblemente opuesto a la porción de reborde 74. Puede también concebiblemente haber una pluralidad de puertos 42 proporcionados en un solo componente macho 36 y ser conectables a las líneas correspondientes. Según lo mostrado en la figura 18, el componente macho 36 se inserta en la cavidad del alojamiento a través de su primera abertura 28a. Refiriéndose nuevamente a las figuras 6-8, una vez insertada la porción de reborde 74 del componente macho 36 puede colindar de manera cooperativa con las superficies internas del alojamiento 22. También, el soporte 37 del componente macho 36 y el soporte 26 del puerto 32 del alojamiento 22 pueden estar en comunicación fluida. Preferiblemente, los soportes 26, 37 son co-lineales, como en las figuras. Alternativamente, los soportes pueden tener una variedad de orientaciones, dependiendo del uso deseado, los ángulos de 90° y los ángulos oblicuos son deseables en algunas aplicaciones. Refiriéndose ahora a las figuras 10-12, que ilustran una modalidad del componente macho 36 que tiene una forma de T, la porción de reborde 74 se forma preferiblemente integralmente con la porción de anclaje 72 en el extremo de la porción de anclaje 72. También preferiblemente, la porción de reborde 74 es radialmente continua y simétrica. La porción de reborde 74 tienen forma de disco y se extiende a aproximadamente 90° con respecto a la porción de anclaje 72. Este arreglo proporciona las superficies de soporte excelentes para colindar en las superficies internas del alojamiento y de la tuerca, por lo tanto se distribuyen las fuerzas (es decir disminuyendo la presión) de una manera ventajosa. Esto también permite que la velocidad de fluido lubrica los componentes que se cortarán, de acuerdo con las circunstancias en ciertas aplicaciones. Alternativamente, la porción de reborde 74 puede tener otra forma que coopere con las superficies internas del alojamiento, por ejemplo curvadas o angulosas, que se discutirla más detalladamente abajo. La porción de reborde 74 tiene preferiblemente una superficie circunferencial externa proporcionada con por lo menos un conteo circunferencial 77. Preferiblemente, hay tres conteos separados 77. Los conteos 77 facilitan la fuga y el corte parcial de presión del fluido de lubricación, entre las superficies internas del alojamiento y la porción de reborde 74, y contactos de superficie angular.

Aún refiriéndose a las figuras 10-12, la porción de reborde 74 incluye preferiblemente las primeras 78 y segundas 80 caras externas en relación opuesta y paralela! La primera cara externa 78 es opuesta a la tuerca (carácter 56 en la figura 6) mientras que la segunda cara externa 80 es opuesta a la superficie interna axial (carácter 60 en la figura 14) del alojamiento 22. Preferiblemente, la primera cara externa 78 de la porción del reborde es plana y la cara de cooperación de la proyección de la tuerca también es plana. Alternativamente, la tuerca y las caras correspondientes de la porción de reborde pueden tener otra forma, tal como convexa-cóncavo o viceversa (no ilustrada), para proporcionar buenas superficies de soporte. Se debe observar que el diámetro D de la porción de reborde 74, y el tamaño correspondiente de la tuerca y del alojamiento, se pueden modificar para obtener varias y diferentes distribuciones de fuerza, comportamiento fluido y coeficientes de fricción entre los componentes. Refiriéndose a las figuras 6 y 8, se muestra una variante en la cual la porción de reborde 74 se proporciona en la porción de anclaje 72 a modo que el componente macho tenga la forma de T en la vista de plano lateral. La orientación de las superficies internas del alojamiento 22 es preferiblemente tal que corresponda sustancialmente a la forma de T del componente macho 36, según lo ilustrado. Refiriéndose ahora la figura 7, se muestra otra modalidad en la cual la porción de anclaje 72 incluye adicionalmente un segmento 81 opuesto al puerto 42 de la porción de anclaje 72. La porción de reborde 74 se proporciona entre el segmento 81 y el puerto 42 de la porción de anclaje 72 a modo que el componente macho sea cruciforme en la vista de plano lateral. La orientación de las superficies internas del alojamiento 22 es preferiblemente tal que corresponda sustancialmente a la forma de cruz del componente macho 36, según lo ilustrado. Sin embargo se debe entender que la forma del componente macho 36 se puede modificar en una pluralidad de maneras. En esta construcción preferida del conjunto, la forma interna de la cavidad debe tener una forma correspondiente para contener la porción de reborde 74, para proporcionar las superficies de soporte para las fuerzas de distribución mientras permite la ejecución adecuada para la lubricación y movimiento giratorio. Refiriéndose a la figura 19, la porción de reborde 74 puede tener superficies son biseladas, y también puede tener superficies que son curvadas. Éstas superficies biseladas o curvadas afectan el movimiento del fluido entre las superficies lubricadas de la unidad de acoplamiento y la distribución de fuerza. Puesto que el fluido lubricante presurizado ejerce presión perpendicular con respecto a las superficies sólidas de los componentes de la unidad de acoplamiento, variando los ángulos y la curvatura y el área superficial del componente macho, se pueden lograr diferentes efectos de distribución de fuerza.

También, en aplicaciones dinámicas, esto se puede desear particularmente. Refiriéndose a la figura 8, en esta modalidad de la invención el soporte 37 del componente macho 36 incluye un empalme 82 que es opuesto a un empalme correspondiente 84 del soporte 26 del alojamiento 22. Los empalmes 82, 84 son parcialmente filtrantes para permitir que el fluido en primer lugar se filtre entre el componente macho 36 y la superficie interna axial (carácter 60 en la figura 14) para la lubricación. Los empalmes 82, 84 se ahúsan preferiblemente de manera abierta con respecto entre sí. Son preferiblemente frustro-cónicos, que aún tienen preferiblemente un ángulo a de aproximadamente 60°. Esta forma reduce las turbulencias de fluido y las presiones axiales contra la tuerca, y facilita el filtraje parcial del fluido para la lubricación. Refiriéndose a la figura 19, el reborde 74 y el empalme 82 pueden tener otra forma. La figura 19 ilustra el tipo frustro-cónico. Se debe observar que muchas otras formas son posibles, y los dos empalmes 82, 84 pueden o no ser idénticos. Aún refiriéndose a la figura 8, la porción de reborde 74 tiene preferiblemente una cantidad de ejecución dentro de la cavidad del alojamiento a modo que bajo la presión del fluido hidráulico las empalmes 82, 84 permitan que el fluido hidráulico se filtre entre los mismos. Aún más durante la ejecución del componente macho dentro de la cavidad será discutido abajo. Refiriéndose ahora a las figuras 6-8, la unidad de acoplamiento giratorio también incluye una tuerca 56, que se asegura dentro de la cavidad del alojamiento 22 y rodea la porción de anclaje 72 para limitar radialmente al mismo. Preferiblemente, la tuerca rodea la porción de anclaje 72 de su puerto a la porción de reborde, que permite el soporte, estabilidad y resistencia a las fuerzas mejoradas. Refiriéndose ahora a las figuras 6-8, la tuerca también tiene una proyección 86 que se extiende axialmente e internamente en la cavidad del alojamiento 22 para limitar axialmente la porción de reborde 74, mientras que permite que el componente macho 36 gire con respecto al alojamiento 22 y a la tuerca 56. El giro ocurre sobre un eje longitudinal 88 de la porción de anclaje 42. Refiriéndose a la figura 15, la tuerca 56 tiene preferiblemente roscas externas 90 y por lo menos una superficie radial del alojamiento tiene roscas internas correspondientes, para asegurar la tuerca 56 dentro de la cavidad del alojamiento. Alternativamente, estos componentes pueden no tener roscas y sujetarse con pernos, abrazaderas o conectarse de otra manera. Refiriéndose nuevamente a las figuras 6-8, la tuerca 56 tiene preferiblemente un labio 92 que se extiende sobre un borde de perímetro 94 del extremo abierto de la cavidad. También preferiblemente, la porción de anclaje 72 del componente macho 36 se extiende a través de la tuerca 56 para localizar su puerto 42 más allá de la tuerca 56. Ventajosamente, la unidad del acoplamiento giratorio se puede lubricar por el fluido hidráulico contenido en las líneas interconecta. En el funcionamiento, el fluido hidráulico contenido en los soportes 26, 37 está bajo presión hidráulica. Las presiones de funcionamiento varían dependiendo de la aplicación, puede ser pesada o ligera. Los intervalos comunes de presión hidráulica en la industria forestal, por ejemplo, están entre aproximadamente 50 y aproximadamente 4000 psi, y hasta aproximadamente 5000 psi en algunos casos. En circuitos hidráulicos de detección de carga, las presiones de funcionamiento varían muy frecuentemente entre aproximadamente 250 psi y 3000 a 4000 psi. En ciertas aplicaciones tales como la industria forestal, la unidad de acoplamiento giratoria se utiliza preferiblemente en los sistemas hidráulicos que son circuito de detección de carga (también llamados de "choque"). En estos circuitos, se envía la presión hidráulica para cumplir el requisito de carga. Por lo tanto existe un reflujo y flujo de fluido hidráulico dentro y fuera de los intersticios del conjunto 50. Cuando la presión es alta el fluido empuja el componente macho contra la tuerca, y cuando es bajo el componente macho experimenta más "libertad" dentro de la cavidad. La fuerza de torsión requerida disminuye durante la presión baja del fluido. La unidad de acoplamiento giratoria de la presente invención se adapta particularmente a los circuitos hidráulicos de detección de carga. A presiones bajas, la fuerza de torsión requerida para el giro es absolutamente baja, lo cual permite que las líneas interconectadas se deslicen, giren, etc. a presiones operacionales, tales como aproximadamente 3000 a 4000 psi para muchas máquinas, la fuerza de torsión requerida para el giro es suficientemente alta para que sea posible un giro muy pequeño. Se debe entender, sin embargo, que en la operación carga alta generalmente hay poca necesidad de alta capacidad de giro, pero por otra parte existe una gran necesidad de buena distribución de fuerza entre la tuerca y el componente macho. La unidad de acoplamiento giratoria proporciona la distribución de fuerza excelente y por el contrario sus componentes no son afectados fácilmente. Refiriéndose a la figura 13, este filtraje parcial es facilitado por la ejecución radial y axial de la porción de reborde 74 dentro de la cavidad. Más específicamente, la porción de reborde 74 tiene preferiblemente un diámetro D y una anchura L. Aún refiriéndose a la figura 13 aunque también a las figuras 14 y 16, la cavidad 62 del alojamiento 22 tiene una profundidad interna de L', y la porción de inserción de la tuerca 36 tiene una longitud de L". La profundidad interna L' de la cavidad es ligeramente mayor que la suma de L' y L", por lo tanto permite una cantidad de ejecución axial. Preferiblemente, la cantidad de ejecución axial está entre aproximadamente 0.005 y aproximadamente 0.08 pulgadas. Aún preferiblemente, la cantidad de ejecución axial está entre aproximadamente 0.03 y aproximadamente 0.08 pulgadas. Refiriéndose a la figura 12 aunque también a la figura 14, la cavidad 62 del alojamiento 22 tiene un diámetro interno D', que es ligeramente mayor que el diámetro D del reborde. Por lo tanto, la ejecución radial es de aproximadamente D-D'. la ejecución radial es preferiblemente entre aproximadamente 0.005 y aproximadamente 0.08 pulgadas. Aún preferiblemente, la cantidad de ejecución radial está entre aproximadamente 0.015 y aproximadamente 0.03 pulgadas. Refiriéndose a la figura 8, bajo presión hidráulica, el fluido hidráulico se filtra entre los empalmes 82, 84 en los intersticios del conjunto 50. Dependiendo del diseño y orientación de la porción de reborde 74 y de las superficies internas del alojamiento 22, y por lo tanto de la ejecución axial y ejecución radial, así como de la presión de funcionamiento y de un gran número de otras variables, el fluido hidráulico se filtrará parcialmente entre el componente macho 36 y las superficies internas. Refiriéndose a las figuras 12 y 16, la porción de anclaje 72 del componente macho 36 tiene un diámetro X que es ligeramente más pequeño que el diámetro X de la tuerca 56. El intervalo preferido de la tolerancia X'-X está entre aproximadamente 0.002 y aproximadamente 0.015, aún preferiblemente entre aproximadamente 0.002 y aproximadamente 0.005 pulgadas, pero también se puede modificar. Por ejemplo, esta tolerancia puede ser la recomendada por un fabricante del anillo o para una aplicación dada y para las dimensiones de la unidad de acoplamiento. Refiriéndose generalmente a las figuras 6-8, la presión hidráulica empuja el componente macho 36 axialmente hacia la tuerca 56. Una vez que está presurizada, la presión dentro del alojamiento 22 es sustancialmente uniforme en todas las direcciones y ejerce presión perpendicularmente en las superficies. La presión de la porción de reborde 74 en la tuerca 56 es por lo tanto aproximadamente el diferencial entre las superficies frentales y traseras de la porción de reborde 74. Por consiguiente, la presión puede variar, en ciertas aplicaciones, modificando las dimensiones y/o ángulos de las superficies. En las modalidades mostradas en las figuras 3 y 4, esta presión da lugar al empalme directo de la porción de reborde 74 contra la proyección 86 de la tuerca 56. Estas modalidades son más preferidas para las aplicaciones de presión baja o las aplicaciones no hidráulicas. En la variante mostrada en la figura 8, el conjunto 50 incluye adicionalmente un anillo deslizante 96 que rodea la porción de anclaje 72 y se ubica entre la tuerca 56 y la primera cara externa de la porción de reborde 74. Este anillo deslizante 96 reduce la relación de fricción entre los componentes, especialmente entre la porción de reborde 74 y la tuerca 56. El anillo deslizante 96 es particularmente deseable en los sistemas hidráulicos de alta presión (o alternativamente en aplicaciones donde el fluido es menos lubricante) puesto que la presión axial sobre el componente macho 36 aumenta ampliamente la fricción entre la porción de reborde 74 y la tuerca 56. Preferiblemente, el anillo deslizante 96 se compone del grupo de material de Nylatron®, Nyloil™, Nycast™, Teflon, cerámica u otro material conveniente para tal componente. Alternativa o adicionalmente, un lubricante adicional se puede agregar entre la porción de reborde 74 y la proyección 86 de la tuerca 56. La figura 8 ilustra que bajo la presión interna del fluido la porción de reborde 74 está presionada hacia la proyección 86 de la tuerca 56, y por lo tanto colinda con el anillo deslizante 96. El anillo deslizante 96 se diferencia ampliamente en su funcionalidad y utilidad cuando se compara al cojinete de bola y aguja. Los cojinetes de bola y aguja sufren de puntos de presión más altos y más focalizados. El anillo deslizante 96, por el contrario, permite una distribución de fuerzas que disminuyen la presión entre los componentes, lo cual coincide con la presente invención. Esto permite a la unidad de acoplamiento giratorio tener un funcionamiento giratorio mejorado por ejemplo a presiones más altas en el radio de acción de 3000 a 5000 psi. Preferiblemente, el anillo deslizante 96 tiene una forma de disco plana, pero también puede tener una forma de anillo o para reducir la relación de fricción.

Se debe mencionar que en muchas modalidades de la presente invención, los cojinetes de bola y/o aguja se pueden utilizar para facilitar el movimiento giratorio del componente macho dentro del alojamiento y/o del alojamiento dentro del miembro de retención. Cuando la porción de reborde 74 se presiona contra la tuerca 56 directamente (como en las figuras 6 y 7) o contra el anillo deslizante (como en la figura 8), la segunda superficie externa de la porción de reborde 74 se mantiene en relación separada a la superficie axial interna del alojamiento 56, y corresponde a la cantidad de ejecución axial. También, en algunos aplicaciones, una barrera se puede formar por el contacto entre la tuerca 56 y la porción de reborde 74, para de tal modo detener parcial o sustancialmente el flujo del fluido más allá de las mismas. Aún refiriéndose a la figura 8, el conjunto 50 además preferiblemente incluye por lo menos una unidad de sellado 98. La unidad de sellado 98 es preferiblemente un anillo de sellado, integrado por un material polimérico, que coopera con la tuerca 56, entre la misma y la porción de anclaje 72. La figura 18 ilustra mejor la unidad de sellado 98 preferida, aún son montarse dentro de la unidad de acoplamiento. Se debe observar que la barrera creada por el contacto entre la tuerca y la porción de reborde puede ayudar a proteger la unidad de sellado 98 contra los choques hidráulicos (también llamados "impactos hidráulicos") u otros tipos de choques de fluido en el acoplamiento. Refiriéndose a la figura 16, la tuerca 56 incluye preferiblemente por lo menos un surco anular interno 100, preferiblemente dos surcos 100, a modo que los anillos correspondientes de la unidad de sellado 98 se inserten parcialmente en los mismos. Refiriéndose a la figura 16, la unidad de sellado 98 incluye preferiblemente una porción anular 102 integrada por el material plástico, y dos anillos 104 ubicados radialmente alrededor de los extremos opuestos de la porción anular 102. En este caso, la tuerca 56 incluye adicionalmente dos surcos anulares internos 100 a modo que los dos anillos 104 se inserten respectivamente de manera parcial en los mismos. Esto se ilustra en la figura 8. Un acercamiento del surco se muestra en la figura 17. Refiriéndose a la figura 8, una vez que el conjunto 50 es montado y se pone en funcionamiento, la unidad de sellado 98 se presiona entre la porción de anclaje 72 y la tuerca 56 para cortar la presión de cualquier fluido que se filtra con los intersticios del conjunto 50. Ubicándose alrededor de la porción de anclaje 72, la unidad de sellado 98 facilita el sellado del conjunto 50 mientras que permite la lubricación interna del mismo. La unidad de sellado 98 actúa preferiblemente como un empalme "hermético" que evita que el fluido de lubricante de se filtre fuera de la unidad de acoplamiento. Por lo tanto, la unidad de sellado 98 puede incluir los anillos en forma de O, anillos de reserva, etc. También, la unidad de sellado 98 puede ser sustituida fácilmente, en caso que pierda su eficacia. Refiriéndose a las figuras 6 y 7, un empalme 108 también se puede arreglar entre el componente macho 36 y las superficies radiales de alojamiento 22, para los propósitos de lubricación entre el componente macho 36 y el alojamiento 22. Este empalme 108 puede ser un anillo de sujeción, un empalme cuadrado, u otro tipo de empalme o punto de conexión. De hecho, la opción común específica depende de varias condiciones de funcionamiento y especificaciones de diseño, y por lo tanto se puede elegir por un experto en la técnica. También, el empalme se puede proporcionar en un surco de reborde, para proporcionar una fisura, grieta o una abertura a través de las cuales el fluido se deja filtrar parcialmente para ayudar a lubricar la unidad de acoplamiento. Varios empalmes de sellado se pueden utilizar para cortar la velocidad del fluido a modo que si el fluido se filtra más allá de los sellos, sea menos probable que se filtre más allá del siguiente sello. Por lo tanto una serie de sellos se pueden utilizada y diseñarse por un experto en la técnica. La unidad de acoplamiento giratorio utiliza una técnica de "sellado", incluyendo la unidad de sellado 98 y posiblemente otros sellos, para asegurar la lubricación adecuada mientras evita el filtraje externo. La técnica de sellado, que se puede llamar una técnica de "laberinto", permite una reducción de la sobre-presión (presiones de sobrecarga) que puede ser destructiva para el sello retardando el desplazamiento del fluido hacia los sellos, de tal modo aumenta la longevidad y durabilidad los mismos. Como fue descrito arriba, la velocidad del fluido lubricante se corta ventajosamente y es disminuido mientras el fluido se fuerza a operar en una variedad de paredes, superficies, muesca, empalmes, ángulos, pequeñas aberturas, u otros "obstáculos", antes de alcanzar el extremo de la unidad de acoplamiento. En un número de modalidades y aplicaciones, una barrera es formada por el contacto entre la tuerca y la porción de reborde, antes de la unidad de sellado 98, para retardar el fluido antes y ayudar al sellado. En algunas modalidades y aplicaciones, por lo tanto, mientras el fluido se presiona contra estos obstáculos, lubrica el interior aunque pierde velocidad, y no puede filtrarse o fugarse más allá del conjunto o unidad de acoplamiento. Además, la técnica del uso del "sellado progresivo" (una serie de puntos de sellado) acoplado al arreglo de los componentes, proporciona las eficacias para una variedad de aplicaciones. Según lo descrito arriba, la serie de sellos corta "progresivamente" la velocidad del fluido y sella eventualmente el fluido dentro del conjunto, muy eficientemente. Por ejemplo, en situaciones de alta presión, preferiblemente hay dos anillos de reserva y dos anillos en forma de O para el sellado, después de que la barrera se forme por el contacto entre la tuerca y la porción de reborde. Se debe observar que dependiendo del uso deseado, una variedad de técnicas de sellado se pueden utilizar. Cuando las líneas transmiten el fluido a un flujo dado, la técnica de sellado debe ocuparse de la velocidad de fluido; considerando que cuando hay una presión de fluido constante dada pero un caudal nulo, la técnica de sellado se debe proporcionar para controlar la presión dada. Refiriéndose a la figura 3, la cantidad de ejecución axial proporcionada a los componentes machos 36a, 36b depende de la distancia entre las proyecciones 86a, 86b y las anchuras de las porciones de reborde 74a, 74b, una vez instalados en el alojamiento 22. Este montaje de acoplamiento de "doble" giro proporciona ventajas con respecto a su capacidad, adaptabilidad y funcionalidad de giro. Se debe entender que al considerar la construcción y operación de unidad de acoplamiento preferida, los sistemas de fluido en los cuales el acoplamiento se puede incorporar, son frecuentemente muy complejos. Por lo tanto es difícil caracterizar varias propiedades - tales como el régimen de flujo, distribución de fuerza, y presiones - dentro del conjunto. Muchos sistemas son dinámicos o semi-dinámicos, lo cual complica adicionalmente la técnica. Por ejemplo, los circuitos hidráulicos de detección de carga tienen fluctuaciones de presión de fluido que son rápidas y dramáticas, que a su vez pueden causar un efecto complejo dentro de la unidad de acoplamiento. El movimiento del fluido y de los componentes del conjunto, así como la presión de fluido y otros requerimientos externos en las líneas, dan lugar a varios índices de fricción, por ejemplo, entre los componentes del conjunto. La interacción de los componentes del conjunto es ampliamente dependiente de una variedad factores complejos y correlacionados. También se debe entender que el acoplamiento giratorio no requiere de acojinamientos de bola, acojinamientos de aguja o acojinamientos de rodillo. Éstos acojinamientos basados en su forma presentas algunas desventajas especialmente en aplicaciones de maquinaria dinámica resistente. El acoplamiento giratorio preferiblemente incluye los cojinetes de fluidos, es decir fluido de lubricante, y también puede incluir cojinetes de material tales como el anillo deslizante. Se debe observar que los cojinetes de fluido y los cojinetes de material no obstaculizan las superficies de alto soporte de los componentes del acoplamiento y por lo tanto son preferidos. Materiales Los componentes mencionados anteriormente del montaje de acoplamiento giratorio 20 se pueden construir usando una variedad de materiales. El acero inoxidable, titanio, aluminio, entre otros metales, se pueden utilizar para fabricar uno o todos los componentes. También, los polímeros reforzados extruídos se pueden utilizar para algunos componentes, cuando sea apropiado.

El montaje de acoplamiento giratorio de acuerdo a las modalidades preferidas de la presente invención numerosas presenta ventajas. El montaje permite la reagrupación de un grupo de conexiones y de líneas en un empalme dinámico; la capacidad del giro multifuncional; adaptación a requerimientos especiales y diferentes en las líneas y sus grupos; proporcionando seguridad aumentada permitiendo que las líneas y otros componentes se muevan en lugar de dañarse o romperse; y tiene un diseño simple y robusto para la fabricación instalación y mantenimiento de costo eficiente y bajo,. También se debe entender que la presente invención no está limitada a las modalidades preferidas descritas en la presente, pero el alcance de la presente invención incluye muchas variaciones de las modalidades y las variantes descritas e ilustradas.

Claims (37)

REIVINDICACIONES

1. Un montaje de acoplamiento giratorio para proporcionar una conexión giratoria entre por lo menos un par de líneas que contienen un fluido, que comprende: un alojamiento que tiene superficies externas; un miembro de la retención para retener el alojamiento mientras coopera con las superficies externas para permitir que el alojamiento gire en el mismo sobre por lo menos un eje; en donde el alojamiento tiene una pluralidad de soportes a través del mismo para cada par de líneas correspondiente, cada soporte tiene primeras y segundas aberturas, la primera abertura permite que el fluido fluya a través de la misma desde una de las líneas; y por lo menos un componente macho montable dentro de cada soporte del alojamiento que girará en el mismo y para prevenir la filtración externa del fluido, uno de por lo menos un componente macho tiene un puerto conectable a otra de las líneas en la segunda abertura y tiene una canalización que permite que el fluido fluya entre los pares de líneas.

2. El montaje de acoplamiento giratorio de la reivindicación 1, en donde cada componente macho se monta de manera desprendible y gira dentro del soporte correspondiente sobre un eje longitudinal del componente macho.

3. El montaje de acoplamiento giratorio de la reivindicación 2, en donde cada componente macho es colindante en las superficies internas del soporte correspondiente.

4. El montaje de acoplamiento giratorio de la reivindicación 3, que adicionalmente comprende por lo menos una unidad de acoplamiento, cada unidad de acoplamiento se asocia a uno de los soportes y comprende un componente correspondiente de por lo menos un componente macho montable de manera desprendible dentro del soporte, cada unidad de acoplamiento adicionalmente comprende una tuerca asegurada al alojamiento y rodea el componente macho correspondiente para limitar radial y axialmente el componente macho correspondiente, tal que el componente macho correspondiente gire solamente sobre su longitudinal.

5. El montaje de acoplamiento giratorio de la reivindicación 4, en donde la tuerca de cada unidad de acoplamiento comprende una proyección que se extiende a través de la segunda abertura y se asegura dentro del soporte correspondiente del alojamiento.

6. El montaje de acoplamiento giratorio de la reivindicación 5, en donde, para cada unidad de acoplamiento, el componente macho comprende una porción de anclaje y una porción de reborde que se extienden radialmente desde el mismo, la porción de reborde es opuesta al puerto y colinda de manera cooperativa en por lo menos una superficie radial del soporte correspondiente del alojamiento, y en donde la proyección de la tuerca limita axialmente la porción de reborde del componente macho dentro del soporte.

7. El montaje de acoplamiento giratorio de la reivindicación 6, en donde cada unidad de acoplamiento adicionalmente comprende una unidad del sello ubicada entre la tuerca y la porción de anclaje.

8. El montaje de acoplamiento giratorio de la reivindicación 7, en donde cada unidad de acoplamiento adicionalmente comprende un deslizamiento que reduce la fricción ubicado entre la tuerca y la porción de reborde.

9. El montaje de acoplamiento giratorio de la reivindicación 6, en donde, en cada unidad de acoplamiento, el reborde del componente macho y las superficies radiales del soporte correspondiente del alojamiento colindan para permitir la filtración para que el fluido se filtre parcialmente entre el componente macho y las superficies radiales, de tal modo se lubrica el componente macho para facilitar su giro dentro del alojamiento.

10. El montaje de acoplamiento giratorio de la reivindicación 6, que comprende una pluralidad de las unidades de acoplamiento que corresponde a la pluralidad de soportes.

11. El montaje de acoplamiento giratorio de la reivindicación 6, en donde cada soporte del alojamiento es definido adicionalmente por una superficie de parada que es opuesta a la proyección de la tuerca de la unidad de acoplamiento correspondiente para alojar el reborde entre el mismo.

12. El montaje de acoplamiento giratorio de la reivindicación 11, en donde la superficie de parada y la proyección de la tuerca definen entre ellas una cantidad de ejecución axial para la porción de reborde.

13. El montaje de acoplamiento giratorio de la reivindicación 11, en donde la superficie de la parada es integral con el alojamiento.

14. El montaje de acoplamiento giratorio de la reivindicación 11, en donde bajo presión de fluido el reborde presiona directamente contra la proyección de la tuerca y está separado en a la superficie de parada.

15. El montaje de acoplamiento giratorio de la reivindicación 11, en donde bajo presión de fluido la proyección de la tuerca y el reborde entran en contacto para formar una barrera de fluido para obstaculizar la filtración de fluido más allá de la misma.

16. El montaje de acoplamiento giratorio de la reivindicación 11, en donde la superficie de parada comprende una sección ahusada de manera abierta.

17. El montaje de acoplamiento giratorio de la reivindicación 11, en donde, en cada unidad de acoplamiento, por lo menos un componente macho comprende un par de primeros y segundos componentes machos que respectivamente se conectan a las líneas.

18. El montaje de acoplamiento giratorio de la reivindicación 17, en donde los primeros y segundos componentes machos están en una configuración opuesta para proporcionar la superficie de parada entre sí.

19. El montaje de acoplamiento giratorio de la reivindicación 1, en donde por lo menos un componente macho montado de manera desprendible dentro de cada soporte, comprende un par de primeros y segundos componentes machos.

20. El montaje de acoplamiento giratorio de la reivindicación 19, en donde los primeros y segundos componentes machos son coaxiales y giran con respecto al alojamiento sobre un eje longitudinal de los pares de componentes machos.

21. El montaje de acoplamiento giratorio de la reivindicación 19, en donde el soporte del alojamiento y las canalizaciones de los primeros y segundos componentes machos son coaxiales.

22. El montaje de acoplamiento giratorio de la reivindicación 1, en donde las superficies externas del alojamiento son esféricas para cooperar con el miembro de retención para permitir que el alojamiento gire de manera esférico en las mismas.

23. El montaje de acoplamiento giratorio de la reivindicación 22, en donde el miembro de retención comprende un anillo de acojinamiento que tiene superficies esféricas internas para cooperar con las superficies esféricas externas del alojamiento.

24. El montaje de acoplamiento giratorio de la reivindicación 23, en donde el miembro de retención adicionalmente comprende un sujetador unido al anillo de acojinamiento.

25. El montaje de acoplamiento giratorio de la reivindicación 1, en donde las superficies externas del alojamiento comprenden un elemento de acoplamiento circular alrededor de la periferia del alojamiento para cooperar con el miembro de retención, a modo que por lo menos un eje sobre el cual el alojamiento girará, sea un solo eje.

26. El montaje de acoplamiento giratorio de la reivindicación 25, en donde el elemento de acoplamiento circular es un borde circular y el miembro de retención comprende un surco circular para acoplarse con el borde circular.

27. El montaje de acoplamiento giratorio de la reivindicación 26, en donde cada componente macho gira dentro del soporte correspondiente sobre un eje longitudinal del componente macho y el solo eje sobre el cual el alojamiento girará, es paralelo al eje longitudinal.

28. Un montaje de acoplamiento giratorio para proporcionar una conexión giratoria entre por lo menos un par de líneas que contienen un fluido, que comprende: un alojamiento que tiene superficies externas; un miembro de la retención para retener el alojamiento mientras coopera con las superficies externas para permitir que el alojamiento gire en el mismo sobre por lo menos un eje; en donde el alojamiento tiene una pluralidad de soportes a través del mismo para cada par de líneas correspondiente, cada soporte tiene primeras y segundas aberturas, la primera abertura permite que el fluido fluya a través de la misma desde una de las líneas; y por lo menos un componente macho montable dentro de cada soporte del alojamiento que girará en el mismo y para prevenir la filtración externa del fluido, uno de por lo menos un componente macho tiene un puerto conectable a otra de las líneas en la segunda abertura y tiene una canalización que permite que el fluido fluya entre los pares correspondientes de líneas.

29. El montaje de acoplamiento giratorio de la reivindicación 28, en donde cada componente macho se monta de manera desprendible y gira dentro del soporte correspondiente del alojamiento.

30. El montaje de acoplamiento giratorio de la reivindicación 28, en donde cada componente macho gira dentro del soporte correspondiente sobre un eje longitudinal del componente macho.

31. El montaje de acoplamiento giratorio de la reivindicación 30, que adicionalmente comprende, en asociación con cada componente macho, una tuerca asegurada al alojamiento y que rodea el componente macho para limitar radial y axialmente el componente macho, tal que el componente macho gire solamente sobre su eje longitudinal.

32. El montaje de acoplamiento giratorio de la reivindicación 28, en donde por lo menos un componente macho montado dentro de cada soporte del alojamiento, comprende un par de primeros y segundos componentes machos.

33. El montaje de acoplamiento giratorio de la reivindicación 32, que comprende una pluralidad primeros y segundos componentes machos que corresponden a una pluralidad de soportes.

34. El montaje de acoplamiento giratorio de la reivindicación 32, en donde los primeros y segundos componentes machos de cada par de los mismos son coaxiales y giran con respecto al alojamiento sobre un eje longitudinal de los pares de componentes machos.

35. El montaje de acoplamiento giratorio de la reivindicación 28, en donde el miembro de retención comprende un anillo de acojinamiento que tiene superficies esféricas internas para cooperar con las superficies esféricas externas del alojamiento.

36. Un montaje de acoplamiento giratorio para proporcionar una conexión giratoria de por lo menos un par de líneas que contienen fluido, que comprende: un alojamiento que tiene un soporte a través del miso para cada par de líneas, cada soporte tiene una primera y segunda aberturas, la primera abertura permite que el fluido fluya a través de la misma desde una de las líneas, el alojamiento también tiene superficies externas; un anillo de acojinamiento para retener el alojamiento mientras coopera con las superficies internas para permitir que el alojamiento gire en las mismas sobre por lo menos un eje, el anillo de acojinamiento coopera alrededor de la periferia del alojamiento tal que cada uno de los soportes esta abarcado por el mismo, y por lo menos un componente macho montado dentro de cada soporte del alojamiento para prevenir la filtración externa del fluido, uno de por lo menos un componente macho tiene un puerto conectado a otra de las líneas en la segunda abertura y tiene una canalización que permite que el fluido fluya entre el par de líneas.

37. El montaje de acoplamiento giratorio de la reivindicación 36, en donde por lo menos un componente macho está montado dentro de cada soporte que girará en el mismo.