PT1386106E

PT1386106E - Dispositivo de ligação

Info

Publication number: PT1386106E
Application number: PT02718480T
Authority: PT
Inventors: Hanspeter Hangartner; Hanspeter Haeberli
Original assignee: Straub Werke Ag
Priority date: 2001-04-25
Filing date: 2002-04-25
Publication date: 2007-12-24
Also published as: DE50210888D1; DK1386106T3; ATE373194T1; EP1386106A1; ES2295333T3; WO2002086370A1; EP1386106B1

Description

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DESCRIÇÃO "DISPOSITIVO DE LIGAÇÃO" A invenção refere-se a um dispositivo para gerar forças de pressão sobre componentes a serem ligados entre si, com um invólucro, um dispositivo de aperto accionado mecanicamente, uma massa elástica disposta dentro do invólucro, podendo esta massa ser colocada sob pressão, através do efeito de pressão exercido pelo dispositivo de aperto, contra os componentes a serem ligados. Um dispositivo deste tipo é conhecido, por exemplo, através do documento US-A 5 137 305, respectivamente do documento EP-A- 0 447 955.

Em dispositivos deste tipo surge um problema essencial, o qual limita a força de aperto do dispositivo de aperto, de tal modo que é atingida na massa a pressão necessária para o bom funcionamento do dispositivo, sem no entanto ser significativamente excedida.

Nos dispositivos conhecidos procura-se resolver este problema restringindo a força de aperto do dispositivo de aperto por intermédio de um dispositivo anti-sobrecarga. Isto é conseguido, por um lado, com meios localizados no próprio dispositivo de aperto, ou com meios auxiliares para o seu accionamento.

No primeiro caso, alguns meios podem ser, por exemplo, relevos, saliências ou ligações adesivas que se deformem ou se cortem quando se atinge um determinado valor limite. Também se conhecem métodos de medição eléctrica e indicação de forças de aperto através de elementos deformáveis como, 2 por exemplo, extensómetros, fibras de vidro e similares. No entanto, tais soluções são muito trabalhosas, dispendiosas e, muitas vezes, impraticáveis.

No segundo caso utilizam-se, por exemplo, as conhecidas chaves dinamométricas dotadas de uma embraiagem deslizante com ajuste fixo ou regulável para obter um torque predefinido.

Em ambos os casos mede-se apenas a causa do accionamento do dispositivo de aperto. No caminho de transmissão entre a causa, ou seja, o accionamento do dispositivo de aperto, e o efeito, isto é, o efeito da pressão nos componentes a ser ligados, há muitos factores de incerteza devido, por exemplo, às diferentes relações de atrito ou às caracteristicas da massa dependentes da temperatura. Assim, por exemplo, a acção externa da pressão e da temperatura podem resultar numa influência considerável no comportamento de deformação e de relaxação das massas elásticas, tais como a borracha natural ou sintética. 0 objectivo da invenção é criar um dispositivo que permita um efeito de pressão constante e independente de factores e interferências externas sobre os componentes a ser ligados.

De acordo com a invenção, este objectivo é alcançado na medida em que o invólucro, ou a massa, apresenta um indicador mecânico, que mostra o estado de tensão da massa para o exterior.

Diferentemente do estado da técnica conhecido, não se verifica portanto a causa no lugar de origem, mas sim o seu efeito na área de trabalho. Desta forma, eliminam-se por 3 completo todos os factores de incerteza como, por exemplo, perdas por atrito, influência da elasticidade ou da dureza (Shore) da massa, etc., nas áreas de transferência entre estes dois momentos.

Numa solução particularmente vantajosa, a massa possui propriedades elásticas do tipo borracha. As providências necessárias para a vedação da massa podem assim restringir-se ao mínimo. Em características correspondentes da massa (p. ex. viscosidade), podem também ser fabricadas a partir daquela uma ou mais peças moldadas, e ser integradas no aparelho aquando da montagem do dispositivo.

Para identificar o estado de pressão da massa é conveniente que o invólucro tenha pelo menos uma abertura de passagem definida para a massa. O dimensionamento do corte transversal desta abertura de passagem poderá ser maior ou menor, em função da tenacidade ou dureza (Shore) da massa.

De um modo vantajoso, prevê-se na área da abertura de passagem um elemento indicador móvel. Este evita a saída da massa do invólucro, bem como o contacto directo da massa com a área circundante. Para uma melhor visibilidade, pode-se dar ao elemento indicador uma cor chamativa.

Apropriadamente, o elemento indicador é concebido na forma de um elemento essencialmente convexo, axialmente deslocável e ou, se necessário, em forma de pino, o qual apareça de preferência para fora da superfície lateral do invólucro ao ser obtido o estado de aperto estipulado. Através de batentes adequados como, por exemplo, ressaltos, 4 rebordos ou semelhantes, é possível garantir que o elemento indicador não se afaste do dispositivo.

Uma outra realização vantajosa consiste em construir o elemento indicador na forma de membrana de mola com dois estados finais definidos. 0 modo de funcionamento é semelhante ao de um pequeno brinquedo mecânico conhecido como "rã", no qual a mudança de um estado final para o outro gera um ruído de clic-clac.

De um modo conveniente, o elemento indicador é mais ou menos concebido em forma de prato. Por "em forma de prato" deve entender-se que na sua secção transversal, este tem por exemplo, uma forma cónica, convexa, respectivamente abaulada côncava, ou apresenta a forma de um espelho parabólico. Para distribuir uniformemente a tensão e facilitar a construção da abertura de passagem no invólucro, o elemento indicador tem, de preferência, um contorno de forma circular.

Uma realização vantajosa consiste em construir o elemento indicador em forma de mola prato. As molas prato são comuns no mercado, sendo, portanto, elementos particularmente económicos e que podem ser utilizados também em combinações. Numa outra realização adequada, o elemento indicador é construído em forma de gabarito chato. Tal tipo de gabaritos é também parcialmente obtido no mercado na forma de peças pré -fabricadas. De acordo com outra variante, o elemento indicador é construído vantajosamente em forma de dedo flexível ou de 5 ponte. Vistos de fora, os dedos flexíveis e as pontes são fáceis de reconhecer. Num elemento indicador construído em forma de dedo é possível aumentar a trajectória da indicação, usando o efeito de alavanca.

Um elemento indicador, que é construído em forma de dedo flexível ou de ponte pode ser ligado ao invólucro de variadas maneiras, por exemplo, mediante articulação. De modo particularmente adequado, o dedo é ligado ao invólucro por meio de uma ponte elástica e actuado pela massa. Através do dimensionamento das pontes, as características de flexibilidade do elemento indicador podem ser alteradas e ajustadas.

Vantajosamente, o dedo ou a ponte são unidos ao invólucro, formando com este uma única peça, e actuados pela massa. Desta forma, o dedo ou ponte pode ser produzido em simultâneo com o fabrico do invólucro, por exemplo, numa única operação de corte.

Para impedir que a massa seja pressionada pelas aberturas para fora do invólucro, o elemento indicador é vantajosamente recoberto com uma película protectora no seu lado voltado para a massa.

Para uma produção económica em séries maiores é conveniente construir o elemento indicador como componente separado e permutável. 0 dispositivo de acordo com a invenção pode ser utilizado em diferentes equipamentos adequados ao problema a ser resolvido, isto é, a com a formação de uma força exterior, mais especificamente, de um torque, obtendo-se assim um 6 efeito definido no final da corrente de transmissão de influências. Particularmente vantajoso é o dispositivo quando construído em forma de ligação para unir tubos de pontas lisas. As ligações para tubos geralmente têm uma guarnição de borracha que é pressionada contra a superfície do tubo quando se aperta o invólucro. A estanquidade é obtida de preferência por meio de lábios de vedação elásticas localizados na guarnição de borracha. 0 dispositivo de aperto é formado de preferência por dois ferrolhos ordenados de modo paralelo ao eixo e por pelo menos um parafuso de aperto que os atravessa. A invenção é a seguir detalhadamente explicada, com base nas formas de realização apresentadas a título de exemplo. As figuras mostram:

Fig. 1 um dispositivo de acordo com a invenção construído em forma de ligação para tubos,

Fig. 2 vista frontal da ligação para tubos representada na Fig. 1,

Fig. 3 um corte da ligação para tubos apresentada na

Fig. 2, na zona circulada A, no estado de relaxamento,

Fig. 4 um corte de acordo com a Fig. 3, no estado de tensão,

Fig. 5 uma variante da solução representada nas Fig. 3 e 4,

Fig. 6 uma outra forma de realização de uma ligação para tubos de acordo com a invenção, numa vista em perspectiva.

Fig. 7 uma variante dos elementos indicadores representados na Fig. 6, 7 7 Fig. 8 Fig. 9 Fig. 10 Fig. 11 Fig. 12 Fig. 13 Fig. 14 uma outra realização dos elementos indicadores representados na Fig. 6, outro elemento indicador de acordo com a invenção, um corte transversal através do elemento indicador representado na Fig. 9 ao longo da linha X - X, uma variante do elemento indicador representado nas Fig. 9 e 10, um elemento indicador com uma mola prato como unidade de medição um elemento indicador construído em forma de peça separada, ligada a um invólucro, e uma variante do elemento indicador representado na Fig. 13. A ligação para tubos representada nas Fig. 1 e 2, conhecida em si mesma, serve para unir e vedar dois tubos de ponta lisas 1 e 2. Para tal, coloca-se num invólucro 3, uma guarnição de vedação 4 feita de massa elástica, preferivelmente borracha sintética. Nas extremidades do invólucro 3, que são construídas em forma de abas 5, introduzem-se dois ferrolhos 6. Estes formam, juntamente com os parafusos de aperto 7 que atravessam os ferrolhos 6, o conhecido fecho da ligação entre os tubos. Ao apertar os parafusos 7, aperta-se a ligação entre os tubos e a guarnição de vedação 4 é pressionada contra a superfície dos tubos 1, 2. Para o bom funcionamento da ligação para os tubos é preciso haver uma determinada força de pressão. No estado da técnica conhecido, os parafusos de aperto são apertados com a ajuda de uma chave dinamométrica. Em tal caso, porém, através das irregularidades resultantes, por 8 exemplo, das diferenças de atrito nos parafusos de aperto 7 podem dar origem a grandes desvios da normalidade.

De acordo com a invenção, há um elemento indicador 8 no invólucro 3. Este elemento está representado em escala ampliada nas Fig. 3 e 4. 0 elemento indicador 8 é construído mais ou menos em forma de prato e tem uma borda deformável 9. Esta borda 9 pode passar do estado final representado na Fig. 3 para o estado final representado na Fig. 4. 0 invólucro 3, apresenta na zona A do elemento indicador 8, aberturas de passagem 10 para o elemento indicador 8.

Quando a ligação entre os tubos, ou melhor, a guarnição de vedação 4 está em estado de relaxamento, conforme representado na Fig. 3, o elemento indicador 8 fica curvado para dentro e, de preferência, alinhado ou recuado em relação à superfície lateral externa do invólucro.

Quando a ligação de tubos está em estado de tensão, conforme representado na Fig. 4, o elemento indicador 8 fica arqueado para fora, sobressaindo da superfície lateral externa do invólucro 3. Assim, é possível ver externamente o estado de tensão da ligação de tubos, a qualquer momento e sem nenhum meio auxiliar.

Na variante de solução de acordo com a invenção mostrada na Fig. 5, o elemento indicador é construído em forma de membrana de mola 11 ligada a um pino 12, por exemplo, por meio de soldadura ou rebitagem. No estado de tensão representado a tracejado e ponteado, a ligação dos tubos, o pino 12 eleva-se acima da superfície do invólucro 3. 9 A variante de realização da ligação para tubos representada na Fig. 6 possui um invólucro 13 com abas 15 e uma guarnição de vedação 14 disposta no invólucro 13. Os ferrolhos 16 são construídos em forma de U no corte transversal. Os parafusos de aperto 17 atravessam os ferrolhos 16, servindo para apertar a ligação entre os tubos. No invólucro encontram-se elementos indicadores dispostos em forma de dedos elásticos 18, 19. 0 dedo 18 está estende-se no sentido axial e o dedo 19, contrariamente, decorre no sentido periférico do invólucro 13. Os dedos 18, 19 podem ser construídos formando uma única peça com o invólucro, conforme mostrado, ou produzidos como peças separadas a ser ligadas ao invólucro 13, por exemplo por meio de soldadura por pontos. Os dedos 18, 19 são pressionados de dentro para fora, através da guarnição de vedação 14 e deformam-se para fora, de modo proporcional à pressão. Assim, nesta solução o estado de tensão da ligação entre os tubos pode ser reconhecido do exterior sem instrumentos auxiliares. 0 elemento indicador representado na Fig. 7 é concebido em forma de ponte deformável 20. A ponte 20 pode ser realizada, por exemplo, por meio de duas punções. Através da largura da ponte 20 pode ser influenciada a sua resistência à deformação e, subsequentemente, a sua característica indicativa. Para impedir que o material da guarnição de vedação saia pelas punções, a zona da ponte 20 é coberta de dentro para fora, por exemplo através de uma película protectora 21. O elemento indicador 22 essencialmente redondo, apresentado na Fig. 8 é formado por dois furos em forma de rim 23. O elemento indicador está ligado ao resto da peça, mais 10 especificamente com o invólucro, por meio de duas pontes 24 deformáveis. Os furos 23 também são cobertos com uma película protectora 21.

Os elementos indicadores 25 e 31 representados nas Fig. de 9 a 11 são componentes fabricados separadamente e depois unidos a um invólucro, por exemplo por meio de soldadura por pontos. Desta forma, podem ser utilizados materiais mais adequados em cada um dos dois componentes. O elemento indicador 25 representado nas Fig. 9 e 10 apresenta duas pontes côncavas 26 em ambas as suas extremidades. Uma aba 27 serve para unir o elemento indicador 25 a um invólucro 3. A parte intermédia 28 é reforçada por meio de acanaladuras 29 que a tornam praticamente indeformável. Quando se exerce uma determinada pressão sobre as pontes 26, estas rebatem e curvam-se para fora. Com isto, os pinos 30, ligados às pontes 26, deslocam-se radialmente para fora e elevam-se acima da periferia do invólucro 3. O elemento indicador 31 representado na Fig. 11 diferencia-se do da forma de realização representada nas Fig. 9 e 10 principalmente pela largura das pontes 32. Uma aba 33 também serve para fixar o elemento indicador 31. A deformabilidade das pontes 32 é assegurada por ranhuras longitudinais 34. Para que o elemento indicador 31 possa apoiar-se na zona do invólucro adjacente às pontes 32, sem se deformar em função da pressão interior, está prevista uma acanaladura 35 ao longo de toda a extensão do elemento indicador. 11 0 elemento indicador representado na Fig. 12 corresponde funcionalmente mais ou menos à solução apresentada na Fig. 5. Um invólucro 36 apresenta uma abertura de passagem 37. Um êmbolo 38 que se desloca radialmente dentro do invólucro 36, actuado pela pressão interior, e é guiado com a sua haste 39 para a abertura de passagem 37. 0 êmbolo 38 é mantido na posição inicial mostrada, por meio de uma mola prato 40, aquando do estado de relaxamento do dispositivo. Quando uma pressão interna actua na cabeça do êmbolo 38, tendo um diâmetro maior do que a haste, a mola prato 40 é achatada pela resultante componente de força. A extremidade frontal da haste 39 passa, desta forma, para uma posição alinhada ou ressaltada em relação à periferia do invólucro 36. O êmbolo 38 e a mola prato 40 são cobertos por uma película protectora elástica 41 que impede o contacto directo do elemento indicador com a massa elástica, mais especificamente com a guarnição de vedação. A realização representada na Fig. 13 mostra um invólucro 45 com um reforço interior 46. Numa abertura do invólucro 45 está introduzido um bico 47. O bico 47 está fixado ao invólucro por intermédio de um anel de retenção 48. Dentro do bico 47 está alojada uma canilha 49 que pode deslocar-se no sentido axial. O bico 47 é fechado na sua extremidade livre por meio de uma tampa encaixável 50. A tampa apresenta uma abertura de passagem 51. A canilha 49 está unida a uma membrana de mola 52. Se a pressão interior exercida sobre a face traseira da canilha 49 atingir um determinado valor, a membrana de mola 52 muda para a outra posição final, representada pela linha tracejada, e eleva-se acima da tampa 50. 12

Na forma de realização ilustrada na Fig. 14 mostra-se um invólucro 55 com um reforço interior 56. Um dinamómetro 57 está montado numa abertura de passagem do invólucro 55 e preso por meio de um anel de retenção 58. 0 dinamómetro 57 contém um gabarito deformável 59 que é actuado pela pressão interior. A deformação do gabarito 59 é limitada por um encosto 60. Uma membrana de mola 61 está ligada a um pino 62 que, por sua vez, se apoia no gabarito 59. Quando o gabarito 59 se deforma, dentro de uma trajectória delimitada pelo encosto 60, a membrana de mola 61 muda para a sua posição oposta e aparece na zona da abertura de passagem 63. O gabarito 59 também é coberto com uma película protectora 64.

Lista de referências 1 Tubo 2 Tubo 3 Invólucro 4 Guarnição de vedação (massa) 5 Aba 6 Ferrolhos 7 Parafuso de aperto 8 Elemento indicador 9 Borda 10 Abertura de passagem 11 Membrana de mola 12 Pino 13 Invólucro 14 Guarnição de vedação (massa) 15 Aba 16 Ferrolhos 17 Parafuso de aperto 13

Dedo

Ponte

Película protectora Elemento indicador Furo Ponte

Elemento indicador

Ponte

Aba

Parte intermédia

Acanaladura

Pino

Elemento indicador

Ponte

Aba

Ranhura longitudinal

Acanaladura

Invólucro

Abertura de passagem Êmbolo

Haste

Mola prato Película protectora

Invólucro Reforço interior Bico

Anel de retenção Canilha

Tampa encaixável Abertura de passagem Membrana de mola 14 55 Invólucro 56 Reforço interior 57 Dinamómetro 58 Anel de retenção 59 Gabarito 60 Batente 61 Membrana de mola 62 Pino 63 Abertura de passagem 64 Película protectora

Lisboa, 12 de Dezembro de 2007

Claims

1 REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo para gerar forças de pressão sobre componentes a serem ligados entre si, com um invólucro (3, 13, 36, 45, 55), um dispositivo de aperto accionado mecanicamente, uma massa elástica disposta dentro do invólucro (3, 13, 36, 45, 55), podendo esta massa ser colocada sob pressão, através do efeito da pressão do dispositivo de aperto, contra os componentes a serem ligados, caracterizado por o invólucro (3, 13, 36, 45, 55) ou a massa (4, 14) apresentar um indicador mecânico o qual mostra o estado de tensão da massa (4, 14) para o exterior.

2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a massa (4, 14) apresentar propriedades elásticas de borracha.

3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por o invólucro (3, 13, 36, 45, 55) ter pelo menos uma abertura de passagem (10, 37, 51, 63) definida para a massa (4, 14).

4. Dispositivo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por na parte da abertura de passagem (10, 37, 51, 63) estar previsto um elemento indicador móvel (8, 18, 19, 20, 22, 25, 31, 38, 52, 61) .

5. Dispositivo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o elemento indicador (8, 18, 19, 30, 39, 52, 61) ser concebido como elemento basicamente convexo, ou cilíndrico, se for o caso, axialmente móvel que surge por cima da superfície lateral do invólucro (3, 13, 36, 45, 55) ao se atingir um estado de tensão predefinido. 2

6. Dispositivo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o elemento indicador ser concebido na forma de membrana de mola elástica (8, 11, 26, 32, 52, 61) com dois estados finais definidos.

7. Dispositivo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o elemento indicador (8, 52, 61) ser concebido com uma forma aproximada de um prato.

8. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o elemento indicador ser concebido como mola prato (40).

9. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o elemento indicador ser concebido como gabarito (59).

10. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o elemento indicador ser concebido como dedo elástico (18, 19) ou ponte (20, 24, 26, 32) .

11. Dispositivo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por o dedo (18, 19) ser unido ao invólucro (3, 13) por intermédio de uma ponte elástica.

12. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 10 ou 11, caracterizado por o dedo (18, 19) ser unido ao invólucro, formando com este uma única peça, e ser actuado pela massa (4, 14) . 3

13. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o elemento indicador ser coberto por uma película protectora (21, 41, 64) do lado voltado para massa (4).

14. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o elemento indicador ser construído como componente (47, 57) separado, substituível.

15. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o dispositivo ser construído como ligação para tubos de pontas lisas (1, 2).

16. Dispositivo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por o dispositivo de aperto ser formado basicamente por dois ferrolhos (6, 16) dispostos paralelamente ao eixo longitudinal e pelo menos um parafuso de aperto (7, 17) que atravessa os ferrolhos. Lisboa, 12 de Dezembro de 2007