Abrazadera de tubería con elemento de sujección perfeccionado.

Una abrazadera (10; 110) de banda que comprende

una banda (16;

116) que incluye una parte de cuerpo (22) que se extiende circunferencialmente que tiene un par de bridas (26, 28; 126, 128) opuestas que se extienden radialmente en extremos opuestos de dicha parte de cuerpo, cada una de cuyas bridas tiene una abertura (72, 74) que pasa a través de la misma; y un elemento de sujeción (18;118) para tirar juntas de dichas bridas opuestas de dicha banda de tal manera que dicha banda se pueda apretar, cuyo elemento de sujeción incluye un perno (48; 148) que se extiende a través de dichas aberturas de dichas bridas opuestas (26, 28; 126, 28) y que incluye una cabeza (56; 156) en un primer extremo y una caña (76; 176) que se extiende desde dicha cabeza y termina en un segundo extremo (78), cuya caña (76;176) incluye una parte de cuello (80) que se extiende desde dicha cabeza hacia dicho segundo extremo (78), teniendo dicha parte de cuello una sección transversal parcialmente cilíndrica definida, al menos en parte, por una parte de segmento aliviado (90), y un cuerpo roscado (84; 184) que se extiende desde dicho segundo extremo (78) hacia dicho primer extremo, caracterizada porque dicha caña (76; 176) incluye además una transición estrechada progresivamente (86; 186) situada entre dicha parte de cuello (80) y dicho cuerpo roscado (84; 184), cuya transición estrechada progresivamente se extiende sólo en parte alrededor de dicha caña, de tal manera que dicha parte de segmento aliviado (90) de dicha parte de cuello (80) tiene una superficie común con dicho cuerpo (84;184), y porque dicha parte de segmento aliviado (90) de dicha parte de cuello (80) está configurada de tal manera que, durante el apriete de dicha abrazadera (10;110) es capaz de acoplarse a una superficie interior de la abertura (72) de la brida (26) en el punto más próximo a dicho segundo extremo (78) de dicho perno (48;148).

Abrazadera de tubería con elemento de sujeción perfeccionado Campo de aplicación de la invención Esta invención se refiere en general a las abrazaderas de tuberías tales como las abrazaderas de banda, los acopladores de tuberías y elementos similares.

Antecedentes de la invención Las abrazaderas de banda se usan comúnmente para conectar juntas tuberías, mangueras, y otros miembros tubulares tales como tubos de escape de un sistema de escape de automóvil. Dichas conexiones se construyen típicamente en una junta de solape telescópica o en una junta a tope de extremo con extremo de dos miembros tubulares. Para que sea eficaz, la conexión entre los miembros tubulares debe proveer un cierre adecuado hermético a los fluidos para impedir fugas. La conexión debe tener también mucha resistencia mecánica y poderse desarmar fácilmente.

Una abrazadera de banda convencional incluye una banda definida por una parte de cuerpo cilíndrico que circunscribe a los miembros tubulares que se van a unir. El cuerpo cilíndrico termina en unas bridas de conexión opuestas, que se extienden radialmente, que se aflojan o estiran juntas alrededor de los miembros tubulares mediante un elemento de sujeción que se extiende transversalmente a través de las bridas. Cuando se aprieta el elemento de sujeción, las bridas opuestas se cinchan juntas, aplicando de ese modo una tensión sobre la banda. Esta tensión crea una carga de compresión de abrazadera, dirigida radialmente, sobre los miembros tubulares. Se podría proveer un miembro de reacción entre las bridas para proporcionar una distribución más uniforme de las fuerzas radiales sobre los miembros tubulares cuando la banda se cinche por el apriete del elemento de sujeción. En cualquier caso, el elemento de sujeción debería ser capaz de ejercer unas fuerzas consistentes de sujeción que tiren de las bridas de la banda conjuntamente para impartir unas cargas de abrazadera consistentes de la banda a los miembros tubulares.

Algunos modelos de bandas convencionales no siempre aportan cargas de abrazadera consistentes - especialmente cuando la acumulación de tolerancias de los componentes de abrazadera de banda producen condiciones de interferencias cuando se sujeta la abrazadera de banda. En las Figuras 6 a 9 de la técnica anterior se ha representado un ejemplo de banda 210 de abrazadera convencional y de un perno 248 en relación de asociación con ella. Como se muestra en la Figura 6, el perno 248 incluye una cabeza 256 que define un extremo de dicho perno, y una caña cilíndrica 276 que se extiende longitudinalmente en el sentido de alejarse de la cabeza 256 y termina en un extremo opuesto del perno 248. La caña 276 incluye un cuello ranurado con una ranuras de extremos cerrados 281, un cuerpo roscado 284 de un diámetro relativamente reducido en comparación con el cuello ranurado 280, y una transición cónica 286 provista entre el cuello 280 y el cuerpo 284. Como se muestra en la Figura 7, la caña 276 se extiende a través de una bridas opuestas 226, 228 de una banda 216 y a través de un miembro de reacción 242 situado entre las bridas 226, 228, en donde el cuello ranurado 280 está destinado a realizar un ajuste de interferencia a través del miembro de reacción 242 para habilitar el pre-armado del perno y del miembro de reacción sobre la brida 228 de una manera que impida que el perno se deslice involuntariamente separándose de la brida. Antes de apretar la tuerca 252 sobre el perno 248, hay una holgura entre la caña 276 y una parte superior de una abertura 272 practicada en la brida 226, como se ha dibujado en la Figura 7. Sin embargo, cuando se aprieta la tuerca 252, la parte superior de la abertura 272 experimenta un esfuerzo de tracción para acercarse más a la caña 276, como se ha dibujado en la Figura 8. En algunas circunstancias, tales como las máximas condiciones de material del perno 248 y de la banda 216, la parte superior de la abertura 272 de la brida 226 contacta inicialmente con el cuerpo roscado 284 en lugar de con el cuello ranurado 280, como se ha dibujado en la Figura 9. Cuando se sigue apretando más la tuerca 252, la parte superior de la abertura 272 de la brida 226 de la banda 216 interfiere sustancialmente con - y atraviesa - la transición cónica 286 entre los diferentes diámetros del cuerpo 284 y cuello 280. En esta condición de interferencia, el par de decadencia aplicado a la tuerca 252 tiende a fluctuar, resultando de ese modo en pares de tuerca inconsistentes, que se traducen en unas cargas de abrazadera imprevisibles. A su vez, estas cargas de abrazadera imprevisibles conducen a resultados variables en la resistencia mecánica de la unión.

La memoria descriptiva de la patente de EE.UU. Nº 4.790.574 divulga una abrazadera de banda que tiene las características especificadas en el preámbulo de la reivindicación 1. Más específicamente, una parte de cuello de la caña del perno está formada de una sección transversal en D para adaptarse y ajustar en una abertura de forma correspondiente en cualquiera de las dos bridas, cualquiera de cuyas bridas se encuentre primero en la dirección de inserción de la caña.

Sumario de la invención Según la invención, se provee una abrazadera de banda para conectar tubos de escape de automóviles u otros miembros tubulares que tengan las propiedades especificadas en la parte de caracterización de la reivindicación 1. Esto permite una carrera descendente más consistente de la tuerca..

El perno tiene una cabeza en un primer extremo y una caña que se extiende desde la cabeza y que termina en un segundo extremo. La caña incluye un cuello que se extiende desde la cabeza hacia el segundo extremo, un cuerpo roscado que se extiende desde el segundo extremo hacia el prime extremo, y una transición estrechada progresivamente situada entre el cuello y el cuerpo. Esta transición estrechada progresivamente se extiende sólo en parte alrededor de la caña, de tal manera que una parte del cuello tenga una superficie común con el cuerpo. Durante el apriete, si la superficie que mira hacia dentro radialmente de la abertura practicada en la brida se acopla al cuerpo roscado, entonces, durante el apriete adicional, esta superficie puede deslizarse a lo largo del cuerpo roscado a través de la superficie común y sobre el cuello sin tener que atravesar y discurrir sobre la transición estrechada progresivamente. Esto permite que el perno se pueda usar con un miembro de reacción que esté ajustado a presión en el cuello del perno para el pre-armado de la abrazadera, al mismo tiempo que se evita la interferencia entre el perno y la abertura de la brida, que de no ser así puede dar lugar a unas cargas de abrazadera inconsistentes e imprevisibles.

Según un desarrollo de la invención, se provee una abrazadera de banda que usa una tuerca junto con el diseño exclusivo de perno anteriormente indicado. La tuerca tiene un resalte que se acopla a la transición estrechada progresivamente cuando se aprieta la tuerca en el perno para de ese modo causar un brusco incremento en el par de torsión requerido para roscar más la tuerca sobre el perno.

Según otro aspecto de la invención, se provee un método de sujeción de una banda de abrazadera alrededor de unos miembros tubulares, que comprende las etapas de:

proveer una banda que incluye una parte de cuerpo que se extiende circunferencialmente que tiene un par de bridas opuestas que se extienden radialmente situadas en los extremos opuestos de la parte de cuerpo;

insertar un perno a través de unas aberturas practicadas en las bridas opuestas, cuyo perno incluye una cabeza en un primer extremo y una caña que se extiende desde la cabeza y que termina en un segundo extremo, incluyendo la caña un cuello que se extiende desde la cabeza hacia el segundo extremo, un cuerpo roscado que se extiende desde el segundo extremo hacia el primer extremo, y una transición estrechada progresivamente entre el cuello y el cuerpo;

ensamblar una tuerca al cuerpo roscado del perno, cuya tuerca tiene un resalte;

monitorizar el par de torsión aplicado a la tuerca; y apretar la tuerca al perno hasta que el par de torsión monitorizado aumente debido al acoplamiento del resalte de la tuerca con la transición estrechada progresivamente de la caña del perno Breve descripción de los dibujos La Figura 1 es una vista en perspectiva de una abrazadera de banda según una realización ejemplar de la presente invención;

La Figura 2 es una vista en corte transversal parcial de una abrazadera de banda según se ha definido en la Figura 1;

La Figura 3 es una vista en perspectiva de un perno usado... [Seguir leyendo]

1. Una abrazadera (10; 110) de banda que comprende una banda (16;116) que incluye una parte de cuerpo (22) que se extiende circunferencialmente que tiene un par de bridas (26, 28; 126, 128) opuestas que se extienden radialmente en extremos opuestos de dicha parte de cuerpo, cada una de cuyas bridas tiene una abertura (72, 74) que pasa a través de la misma; y un elemento de sujeción (18;118) para tirar juntas de dichas bridas opuestas de dicha banda de tal manera que dicha banda se pueda apretar, cuyo elemento de sujeción incluye un perno (48; 148) que se extiende a través de dichas aberturas de dichas bridas opuestas (26, 28; 126, 28) y que incluye una cabeza (56; 156) en un primer extremo y una caña (76; 176) que se extiende desde dicha cabeza y termina en un segundo extremo (78) , cuya caña (76;176) incluye una parte de cuello (80) que se extiende desde dicha cabeza hacia dicho segundo extremo (78) , teniendo dicha parte de cuello una sección transversal parcialmente cilíndrica definida, al menos en parte, por una parte de segmento aliviado (90) , y un cuerpo roscado (84; 184) que se extiende desde dicho segundo extremo (78) hacia dicho primer extremo, caracterizada porque dicha caña (76; 176) incluye además una transición estrechada progresivamente (86; 186) situada entre dicha parte de cuello (80) y dicho cuerpo roscado (84; 184) , cuya transición estrechada progresivamente se extiende sólo en parte alrededor de dicha caña, de tal manera que dicha parte de segmento aliviado (90) de dicha parte de cuello (80) tiene una superficie común con dicho cuerpo (84;184) , y porque dicha parte de segmento aliviado (90) de dicha parte de cuello (80) está configurada de tal manera que, durante el apriete de dicha abrazadera (10;110) es capaz de acoplarse a una superficie interior de la abertura (72) de la brida (26) en el punto más próximo a dicho segundo extremo (78) de dicho perno (48;148) .

2. Una abrazadera de banda según se ha definido en la reivindicación 1, en la que dicha sección transversal parcialmente cilíndrica está definida al menos en parte por dos partes opuestas de segmento aliviado.

3. Una abrazadera de banda según se ha definido en las reivindicaciones 1 ó 2, que incluye además una tuerca (52;152) roscada a dicho cuerpo roscado (84;184) de dicho perno (48; 148) .

4. Una abrazadera de banda según se ha definido en la reivindicación 3, en la que dicha tuerca (152) tiene un resalte (96) que se acopla a dicha transición estrechada progresivamente (86; 186) cuando dicha tuerca se apriete sobre dicho perno para causar de ese modo un brusco incremento en el par de torsión requerido para roscar más dicha tuerca sobre dicho perno.

5. Una abrazadera de banda según se ha definido en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que dicha parte de cuello (80) tiene una sección transversal ovalada en dicha parte de segmento aliviado (90) .

6. Una abrazadera de banda según se ha definido en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que dichas aberturas (72, 74) están definidas al menos en parte por unas superficies que miran hacia dentro radialmente que se extienden a través de dichas bridas (26, 28, y dicha parte de segmento aliviado (90) está destinada a la cooperación deslizante con al menos una de las superficies que miran hacia dentro radialmente de dichas bridas opuestas.

7. Una abrazadera de banda según se ha definido en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que dicha transición estrechada progresivamente (86) incluye dos partes estrechadas progresivamente e interrumpidas cada una de las cuales se extiende aproximadamente 180º alrededor de dicha caña (76) , en donde el perno (48) incluye dos superficies comunes dispuestas cada una a 180º de la otra alrededor de dicha caña.

8. Una abrazadera de banda según se ha definido en la reivindicación 7, en la que al menos una primera (28) de dichas bridas tiene una superficie cóncava que se curva en la dirección radial, y dicha cabeza (56) de dicho perno

(48) tiene una superficie convexa curvada en una dirección, en donde dicha superficie convexa casa con dicha superficie cóncava de dicha primera brida en una orientación rotatoria relativa predeterminada, y en donde dichas dos superficies comunes están orientadas en dicha caña (76) con respecto a dicha superficie convexa de tal manera que, cuando dicho perno se fije a dicha primera brida (289 en dicha orientación rotatoria relativa predeterminada, dichas dos superficies comunes estén espaciadas radialmente entre sí y dichas dos partes estrechadas progresivamente e interrumpidas (86) estén espaciadas axialmente entre sí.

9. Una abrazadera de banda según se ha definido en la reivindicación 8, en la que dicha superficie convexa de dicha cabeza (56) de dicho perno (48) y dicha superficie cóncava de dicha primera brida (28) casan entre sí, o bien en dicha orientación rotatoria relativa predeterminada, o bien en una segunda orientación relativa en la que dicho perno se ha rotado alrededor del eje de dicha caña en 180º .

10. Una abrazadera de banda según se ha definido en la reivindicación 1, en la que dicho cuerpo roscado (84) tiene una sección transversal circular, y dicha parte de cuello (80) tiene una sección transversal ovalada que incluye un diámetro menor (91) igual en longitud al diámetro de dicho cuerpo roscado y un diámetro mayor (89) que es mayor que dicho diámetro menor.

11. Una abrazadera de banda según se ha definido en la reivindicación 10, en la que dicha cabeza (56) de dicho perno (48) casa con dicha brida (28) de tal manera que dicho diámetro menor (91) de dicha parte de cuello (80) se extienda a lo largo de un radio de dicha banda (16) .

12. Una abrazadera de banda según se ha definido en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que cada una de las bridas (26, 28) de la abrazadera está formada por una extensión unitaria de dicha banda (16) que se extiende radialmente hacia fuera de dicha parte de cuerpo (22) hasta un extremo libre exterior de dicha brida , en donde dicha extensión unitaria se ha doblado hacia atrás sobre sí misma para formar unos estratos interior y exterior, en la que dichos estratos interior y exterior juntos tienen una abertura alineada y un perfil curvo en la dirección radial que da a cada brida (26, 28) una superficie interior convexa que mira a la otra brida y una superficie exterior cóncava, cuya extensión unitaria se sujeta a dicha parte de cuerpo adyacente a dichas bridas, y en donde la abrazadera incluye además un mecanismo de apriete (18) que incluye un miembro de reacción (42) , una barra espaciadora (54) y un elemento de sujeción para tirar juntas de dichas bridas opuestas de dicha banda de tal manera que dicha banda se pueda apretar alrededor de miembros tubulares; teniendo dicho miembro de reacción

(42) unos extremos interior y exterior separados entre sí por un par de superficies cóncavas que miran en direcciones opuestas que casan con las superficies interiores convexas de dichas bridas; cuya barra espaciadora

(54) tiene una superficie convexa que casa con dicha superficie cóncava de una primera de dichas bridas (26) , en donde dicho miembro de reacción y dicha barra espaciadora tienen cada uno una abertura que está alineada con las aberturas (72, 74) de dichas bridas; extendiéndose dicho perno (48) a través de dichas aberturas alineadas, comprendiendo el extremo de cabeza del mismo una barra con una superficie convexa que casa con dichas superficies cóncavas de una segunda (28) de dichas bridas, teniendo dicha parte de cuello (80) una sección transversal ovalada que incluye un diámetro menor (91) igual en longitud al diámetro de dicho cuerpo roscado (84) y un diámetro mayor (89) que es mayor que dicho diámetro menor,

en donde dichas aberturas de dichas bridas están definidas al menos en parte por unas superficies que miran hacia dentro radialmente que se extienden a través de dicha brida, y en donde dicha parte de cuello (80) encuentra a dicho cuerpo roscado en una superficie común definida por una interrupción en dicha transición estrechada progresivamente (86) de tal manera que, durante el apriete de dicho elemento de sujeción, dicha superficie que mira hacia dentro radialmente de dicha primera brida pueda acoplarse a dicho cuerpo roscado (84) y deslizarse desde dicho cuerpo roscado a lo largo de dicha superficie común hasta dicha parte de cuello (80) durante el apriete adicional sin acoplarse a dicha transición estrechada progresivamente (86) .

13. Un método de sujeción de una abrazadera de banda según cualquiera de las reivindicaciones precedentes alrededor de miembros tubulares, cuyo método comprende las etapas de:

insertar un perno a través de dichas aberturas practicadas en dichas bridas opuestas, ensamblar una tuerca a dicho cuerpo roscado de dicho perno, cuya tuerca tiene un resalte;

monitorizar el par de torsión aplicado a dicha tuerca; y apretar dicha tuerca a dicho perno hasta que dicho par de torsión monitorizado aumente debido al acoplamiento de dicho resalte de dicha tuerca con dicha transición estrechada progresivamente de dicha caña de dicho perno.

14. Un método según la reivindicación 13, que comprende además la etapa de:

proveer dicho cuello de dicho perno de al menos una parte del mismo que tenga una sección transversal parcialmente cilíndrica definida por una parte de segmento aliviado, cuya parte de segmento aliviado está destinada a la cooperación deslizante con al menos una de dichas bridas opuestas cuando dicha tuerca se aprieta sobre dicho perno.

15. Un método según cualquiera de las dos reivindicaciones 13 ó 14, en el que, a medida que dicha tuerca se aprieta sobre dicho perno, al menos una de dichas superficies que miran hacia dentro radialmente de dichas bridas opuestas se desliza sobre dicha parte de segmento aliviado, reduciendo de ese modo cualquier interferencia sustancial de dicha al menos una superficie que mira hacia dentro radialmente con dicho perno.