PNEUMÁTICOS"

Campo da invenção

[001] Refere-se a presente invenção a um arranjo de acoplamento de engate rápido a ser aplicado em sistemas pneumáticos, para prover uma montagem bastante simples, rápida e segura, sem o uso de ferramentas, entre qualquer dos bocais extremos de uma conexão tubular, que pode tomar a forma de joelho, curva, "T", "Y", niple reto ou outra forma, e um extremo de engate rápido de um conector tendo um extremo oposto projetado para ser acoplado a um bocal roscado de um dispositivo do sistema pneumático ou para receber e reter um extremo de um tubo termoplástico de referido sistema. O arranjo de acoplamento em questão pode ser usado para permitir uma rápida e segura montagem de diferentes disposições fisicas de conexão entre extensões de tubo termoplástico, entre um ou mais tubos termoplásticos e respectivos dispositivos, como uma válvula, um atuador, etc., de um sistema pneumático aplicável, por exemplo, aos freios ou suspensões a ar em veiculos pesados, tais como ônibus e caminhões, ou ainda em sistemas pneumáticos secundários, como aqueles aplicados no acionamento de janelas, espelhos, assentos, limpadores de para-brisas, buzinas, controles de temperatura, alavanca de câmbio, travamento de portas, etc.. [002] O arranjo de acoplamento em questão é particularmente útil em instalações nas quais é exigida uma montagem, uma desmontagem e uma remontagem, rápidas e seguras, de diferentes arranjos, em termos de forma e de dimensão, para conexão entre tubos e dispositivos por meio de um número relativamente reduzido de diferentes padrões de conexões tubulares e conectores de engate rápido, permitindo que o montador tenha uma clara indicação de que cada acoplamento foi de fato realizado de forma completa.

Estado da técnica

[003] São bem conhecidos da técnica vários conectores de engate rápido apresentando um extremo, projetado para permitir sua rápida e segura conexão no extremo (não rosqueado) de um tubo geralmente termoplástico, e um extremo oposto projetado para ser conectado, também por engate rápido, a outra extensão de tubo ou, por meio de rosca, a diferentes dispositivos ou aparelhos associados a um sistema pneumático.

[004] Esses conectores de engate rápido compreendem um corpo tubular metálico com um extremo geralmente provido de uma rosca e com o outro extremo definindo um alojamento axial projetado para receber e reter, em seu interior e de modo estanque, o extremo de um tubo termoplástico, impedindo que esse último seja deslocado para fora de seu encaixe seguro no interior do conector de engate rápido. Esse conceito genérico de construção de conector de engate rápido pode ser observado, por exemplo, nos documentos US 5,487,572, US 5,911,443, US 6,783,161 e BR 10 2016 018135-6 e é aplicado para prover uma conexão rápida entre um tubo termoplástico e um bocal rosqueado de um dispositivo ou aparelho de um sistema pneumático.

[005] Nessas conhecidas construções, o conector de engate rápido é projetado para estabelecer uma rápida conexão entre um tubo geralmente termoplástico e um bocal rosqueado de um dispositivo do sistema pneumático, por exemplo uma válvula, um corpo de instrumento do sistema ou mesmo uma conexão tubular definida por um joelho, uma curva em 90° ou 45°, um "T", um "Y", um niple reto ou outra forma de derivação qualquer exigida pelo projeto do sistema pneumático.

[006] Nessas conhecidas soluções construtivas, as diferentes conexões tubulares são usualmente formadas em liga metálica, tendo seus bocais, em número de dois ou mais, providos de roscas para receberem os extremos rosqueados dos conectores cuja caracteristica de engate rápido só se aplica a sua conexão ao tubo a ser acoplado ao referido bocal rosqueado da conexão tubular ou do dispositivo do sistema pneumático. Não são providos engates rápidos entre os conectores de um ou mais tubos e uma mesma conexão tubular, pois esses engates são realizados por rosqueamento, exigindo operações mais demoradas e o uso de ferramentas para sua realização.

[007] Por outro lado, a solução descrita no documento US 5,174,611 faz uso de um arranjo de acoplamento segundo o qual uma conexão tubular, geralmente forjada em diferentes configurações, com dois ou mais bocais, apresenta todos ou pelo menos um de seus bocais configurado para receber um dos extremos de um conector de engate rápido no qual é engatado e fixado o extremo de um tubo de um sistema pneumático.

[008] Além de ser relativamente complexa, exigindo múltiplas partes componentes, essa solução anterior só prevê o uso de conectores de engate rápido associáveis a respectivos tubos do sistema, não permitindo que os conectores de engate rápido, desse modo engatados a uma conexão tubular, sejam diretamente acoplados a um bocal rosqueado de um dispositivo do sistema.

[009] Em adição à limitação de montagem acima mencionada, essa solução anterior não permite que o montador tenha uma clara e prontamente detectável indicação visual de que cada acoplamento de engate rápido foi realizado de forma correta e completa, evitando erros de montagem com os consequentes custos adicionais de correção.

Sumário da invenção

[0010] Em função das limitações e inconvenientes das conhecidas soluções construtivas conforme acima comentado, a presente invenção tem por objetivo prover um arranjo de acoplamento de engate rápido para sistemas pneumáticos, apresentando construção de custo reduzido e montagem simples, rápida e segura, sem o uso de ferramentas, entre qualquer dos bocais extremos de uma conexão tubular, em forma de joelho, curva, "T", "Y", niple reto ou outra forma, e um extremo de engate rápido de um conector tendo um extremo oposto projetado para ser acoplado a um bocal roscado de um dispositivo do sistema pneumático ou para receber e reter um extremo de um tubo de referido sistema, permitindo rápidas e seguras operações de montagem e desmontagem de um número relativamente reduzido de padrões de conexões tubulares e conectores de engate rápido e ainda que o montador tenha uma clara indicação de que cada acoplamento foi realizado de forma correta e completa.

[0011] O objetivo acima é alcançado a partir de um arranjo de acoplamento de engate rápido para sistemas pneumáticos, compreendendo uma conexão tubular provida de bocais em cada um dos quais é acoplável um conector.

[0012] Cada bocal é axialmente vazado por uma porção interna, de menor diâmetro, seguida de uma porção externa de maior diâmetro e provida de janelas radiais que definem, cada uma, uma borda extrema, elástica e radialmente deformável, de uma respectiva porção de parede lateral cuja espessura é internamente crescente em direção à referida borda extrema. [0013] O conector tem um extremo de engate rápido, encaixável em um bocal da conexão tubular, e um extremo oposto, conectável ao extremo de um tubo ou a um bocal rosqueado de um dispositivo do sistema pneumático.

[0014] O extremo de engate rápido incorpora, externamente, um ressalto circunferencial a ser axialmente assentado e travado contra a borda extrema das porções de parede lateral, nas janelas radiais.

[0015] O arranjo de montagem objeto da invenção permite que diferentes padrões de conexão tubular possam ser formados, de modo económico em material termoplástico, com seus bocais apresentando uma mesma construção desenvolvida para receber e reter, de modo estanque e seguro, um extremo de engate rápido padronizado de um conector cujo extremo oposto pode ser construído para receber e reter um extremo de um tubo geralmente flexível ou ainda para ser rosqueado a um bocal receptor de um dispositivo do sistema pneumático. A solução proposta permite ainda que o montador tenha uma clara indicação visual de que cada acoplamento de um conector na conexão tubular foi realizado de forma correta e completa. Breve descrição dos desenhos

[0016] A invenção será descrita a seguir, fazendo-se referências aos desenhos anexos, dados apenas a titulo exemplificativo e nos quais:

[0017] A figura 1 representa uma vista em planta explodida de uma conexão em forma de niple de união, tendo cada um de seus dois bocais extremos acoplável a um extremo de engate rápido de um respectivo conector, um dos conectores tendo um extremo oposto provido de rosca macho para acoplamento a um bocal rosqueado de um dispositivo do sistema pneumático, enquanto o outro conector tem seu extremo oposto configurado para receber e reter um extremo de um tubo de referido sistema;

[0018] A figura IA representa uma vista em planta da conexão tubular em forma de niple de união, ilustrada na figura 1, mas quando girada em 90° em torno de seu eixo longitudinal, para ilustrar a forma tipica de uma das janelas radiais e da conformação da adjacente porção de parede lateral do bocal da conexão tubular;

[0019] A figura 2 representa uma vista em corte longitudinal diametral da conexão tubular e dos dois conectores ilustrados na figura 1;

[0020] A figura 2A representa uma vista em corte longitudinal diametral da conexão tubular da figura 2, mas quando girada em 90° em torno de seu eixo longitudinal, para ilustrar o formato interno do bocal da conexão tubular em uma região desprovida das janelas radiais;

[0021] A figura 3 representa uma vista em planta dos elementos do arranjo de acoplamento da figura 1, mas em uma condição montada;

[0022] A figura 4 representa uma vista em corte longitudinal diametral da conexão tubular e dos conectores, na condição montada ilustrada na figura 3;

[0023] A figura 5 representa uma vista em perspectiva isométrica da conexão tubular das figuras anteriores, com seus dois extremos acoplados aos extremos de engate rápido de respectivos conectores cujos extremos opostos são configurados para receberem e reterem, cada um, um extremo de um tubo;

[0024] A figura 6 representa uma vista em perspectiva isométrica de uma conexão tubular na forma de um "T", com dois extremos acoplados aos extremos de engate rápido de respectivos conectores cujos extremos opostos são configurados para receberem e reterem, cada um, um extremo de um tubo e com um terceiro extremo da conexão tubular acoplado ao extremo de engate rápido de um respectivo conector cujos extremo oposto é provido de rosca macho para acoplamento a um bocal rosqueado de um dispositivo do sistema pneumático;

[0025] A figura 7 representa uma vista em perspectiva isométrica de uma conexão tubular na forma de um joelho 90°, com um extremo acoplado a um extremo de engate rápido de um conector cujo extremo oposto é configurado para receber e reter um extremo de um tubo e com o outro extremo da conexão tubular em joelho 90° acoplado ao extremo de engate rápido de um respectivo conector cujo extremo oposto é provido de rosca macho para acoplamento a um bocal rosqueado de um dispositivo do sistema pneumático; e

[0026] A figura 8 representa uma vista em perspectiva isométrica de uma conexão tubular na forma de um joelho 45°, com os extremos acoplados a um extremo de engate rápido de um respectivo conector cujo extremo oposto é configurado para receber e reter um extremo de um tubo.

Descrição da invenção

[0027] Conforme já anteriormente mencionado e ilustrado nos desenhos anexos, o arranjo de acoplamento em questão compreende uma conexão tubular 10, preferivelmente formada em material termoplástico e que pode tomar diferentes formas tais como, por exemplo aquelas ilustradas nos desenhos anexos e representadas por niples de união, joelhos ou curvas de 90°ou 45° e conexões em "T" ou em "Y", com o que referidas conexões tubulares 10 apresentando dois ou mais bocais 11 que são mantidos em comunicação fluida entre si pelo interior do corpo C da conexão 10 e que apresentam uma mesma construção para cada grupo de conexões tubulares 10 dentro de um mesmo padrão dimensional.

[0028] De acordo com um primeiro aspecto da invenção, cada bocal 11 de uma conexão tubular 10 é interna e axialmente vazado por uma porção interna 11a, de menor diâmetro, seguida de uma porção externa 11b, de maior diâmetro geralmente constante ao longo de seu comprimento, sendo a porção externa 11b provida de janelas radiais 12, abertas para fora, espaçadas entre si segundo um mesmo alinhamento circunferencial e que definem, cada uma, uma extensão circunferencial de borda extrema 13a, elástica e radialmente deformável para fora, de uma respectiva porção de parede lateral 13 e que apresenta uma espessura internamente crescente, da dita porção externa 11b até a borda extrema 13a.

[0029] De acordo com um segundo aspecto da invenção, cada conector 20, geralmente construido em liga metálica, é interna e axialmente vazado, tendo um extremo de engate rápido 21, a ser conectado a um bocal 11 da conexão tubular 10, e um extremo oposto 22, a ser conectado a um extremo de um tubo T ou a um bocal internamente rosqueado B de um dispositivo D que pode tomar a forma, por exemplo, de uma válvula do sistema pneumático.

[0030] Independentemente da construção particular empregada para o extremo de engate rápido 21 do conector 20, a solução proposta pela invenção provê um ressalto circunferencial 27 incorporado em torno do extremo de engate rápido 21 e a ser axialmente assentado e travado contra a borda extrema 13a das porções de parede lateral 13, no interior das janelas radiais 12, quando então permanece visivel através dessas últimas, pelo exterior da conexão tubular.

[0031] Na construção preferida aqui proposta, o extremo de engate rápido 21 é externamente definido: por uma porção extrema 21a e uma primeira porção mediana 21b, a serem respectivamente encaixadas na porção interna 11a e em uma região da porção externa 11b de um bocal 11, provida das janelas 12; uma segunda porção mediana 21c, tronco-cônica, a ser encaixada no interior das porções de parede lateral 13; e uma porção interna 21d a ser encaixada em uma região da porção externa 11b do bocal 11, axialmente externa às porções de parede 13, sendo que a primeira porção mediana 21b do extremo de engate rápido 21 incorpora o ressalto circunferencial 27.

[0032] O ressalto circunferencial 27 apresenta uma borda periférica 27a que 'pode ter uma cor contrastante com aquela do exterior do bocal 11 e visivel através das janelas radiais 12, quando do acoplamento do conector 20 à conexão tubular 10, permitindo que o montador tenha uma clara indicação visual de que o extremo de engate rápido 21 do conector 20 foi acoplado, de modo correto e completo, a um respectivo bocal 11 da conexão tubular 10.

[0033] Para permitir que o ressalto circunferencial 27 possa ser introduzido no interior do bocal 11 e ainda prover o travamento do acoplamento do conector 20 no bocal 11, por meio do assentamento axial de porções do ressalto circunferencial 27 contra as extensões de borda extrema 13a das porções de parede lateral 13, a borda periférica 27a do ressalto circunferencial 27 tem um diâmetro externo maior que o diâmetro interno da borda extrema 13a das porções de parede lateral 13 e menor que o diâmetro da porção externa 11b do bocal 11 da conexão tubular 10, sendo que durante o encaixe do conector 20 no bocal 11, o ressalto circunferencial 27 deforma, elástica e radialmente pra fora, as porções de parede lateral 13, permitindo que o ressalto circunferencial 27 passe pela borda extrema 13a das porções de parede lateral 13, para ficar alinhado e parcialmente encaixado nas janelas radiais 12 e assentado contra as referidas bordas extremas 13a.

[0034] Visando facilitar o encaixe do extremo de engate rápido 21 do conector 20 no bocal 11, com a deformação elástica das porções de parede lateral 13, a borda periférica 27a do ressalto circunferencial 27 apresenta formato tronco- cônico, com a base maior voltada para a borda extrema 13a das porções de parede lateral 13 e com a base menor apresentando um diâmetro maior do que aquele da porção interna 11a do bocal 11 da conexão tubular 10.

[0035] Para facilitar a deformação elástica radial das porções de parede lateral 13, cada janela radial 12 tem extremos opostos abertos para respectivos rasgos axiais 14 da porção externa 11b do bocal 11 e que definem respectivas bordas laterais opostas 13b da respectiva porção de parede lateral 13.

[0036] Para garantir a estanqueidade desejada ao acoplamento entre o conector 20 e um respectivo bocal 11 da conexão tubular 10, a porção extrema 21a do extremo de engate rápido 21 do conector 20 é medianamente provida de uma canaleta circunferencial 23 no interior da qual é alojado um anel elástico de vedação 30 a ser radialmente comprimido contra a porção interna 11a do bocal 11, quando do encaixe do extremo de engate rápido 21 no interior do bocal 11.

[0037] Visando facilitar a introdução do extremo de engate rápido 21 do conector 20 no bocal 11 da conexão tubular 10, a porção extrema 21a do extremo de engate rápido 21 tem uma borda extrema 24 perifericamente chanfrada.

[0038] Ainda de acordo com a construção ilustrada, a porção extrema 11b de cada bocal 11 da conexão tubular 10 termina em uma borda periférica anelar 15 do bocal 11, sendo que a segunda porção mediana 21c, tronco-cônica, do extremo de engate 21 de cada conector 20, tem sua base maior coincidente com uma porção de base 21d, de configuração cilíndrica e que termina em um degrau periférico 25 do conector 20, sendo a porção de base 21d assentada no interior da região da porção externa 11b do bocal 11, axialmente externa às porções de parede lateral 13 e sendo o degrau periférico 25 do conector 20 assentado axialmente contra a borda periférica anelar 15 do bocal 11, quando do alinhamento do ressalto circunferencial 27 do conector 20 com as janelas radiais 12 do bocal 11.

[0039] A conexão tubular 10 da presente invenção é preferivelmente formada em peça única de material termoplástico, apresentado qualquer configuração em niple de união, joelho ou curva de 90° e 45°, conexão em "T", conexão em "Y", apresentando pelo menos um padrão dimensional para seus bocais 11.

[001] Conforme já anteriormente mencionado e ilustrado nos desenhos, o conector 20 pode apresentar seu extremo oposto 22 construido de dois modos distintos e apresentar diferentes formatos, como aquele ilustrado em niple retilineo, ou em joelhos de 90° ou 45°, facilitando a montagem em locais de dificil acesso.

[0040] Em uma primeira configuração, o referido extremo oposto 22, do conector 20, axialmente alinhado ou não com o extremo de engate rápido 21, toma a forma de um bocal-macho 40, provido de uma rosca externa 41 para permitir que o conector 20 possa ser acoplado a um bocal internamente rosqueado B de um dispositivo D, tal como uma válvula, de um sistema pneumático não ilustrado.

[0041] Em uma segunda configuração, o referido extremo oposto 22, do conector 20, também axialmente alinhado ou não com o extremo de engate rápido 21, toma a forma de um bocal- fêmea 50 para permitir o engate rápido de um extremo de um tubo T, geralmente flexivel, do sistema pneumático.

[0042] A construção do bocal-fêmea 50, para engate rápido de um tubo T, pode apresentar diferentes construções como, por exemplo, aquela descrita no pedido de patente BR 102016 018135 6 da mesma depositante.

[0043] Nessa construção anterior da mesma requerente, ilustrada exemplificativamente nas figuras 1 a 4 dos desenhos anexos, o bocal-fêmea 50 apresenta um alojamento interno 51, axialmente aberto para fora e para o extremo de engate rápido 21 do conector 20 e que tem um fundo anelar 52 voltado para fora e que é provido de um rebaixo axial 53, cilindrico, e tendo um diâmetro com valor intermediário ao valor dos diâmetros externo e interno de um tubo T, geralmente termoplástico, e maior que o diâmetro interno do bocal-macho 40.

[0044] O tubo T tem uma extensão extrema montada, de modo justo, em torno de um reforço tubular 60 que tem uma cabeça extrema 61 projetando-se para fora do tubo T e que é encaixada, por interferência, no interior do rebaixo axial 53, sendo que o reforço tubular 60 é preferivelmente estendido ao longo de toda a extensão do bocal-fêmea 50, para manter o referido posicionamento do tubo T até a região em que o mesmo se projeta para fora do bocal-fêmea 50. O rebaixo axial 53 tem uma extensão longitudinal correspondente àquela da cabeça extrema 61 do reforço tubular 60.

[0045] Ainda de acordo com a invenção, o alojamento axial 51 é provido de um primeiro degrau 54 adjacente e coaxial ao rebaixo axial 53 e dimensionado para permitir que nele seja externa e radialmente assentada, de modo justo, uma porção extrema do tubo T que envolvendo uma extensão do reforço tubular 60 que permanece radialmente escorada, de modo justo, no referido primeiro degrau 54, colaborando na estabilização do tubo T no interior do bocal-fêmea 50.

[0046] O alojamento axial 51 é ainda provido de um segundo degrau 55 adjacente e coaxial ao primeiro degrau 54 e tendo um diâmetro maior do que aquele desse último por um valor inferior ao da seção transversal, geralmente circular, de um anel de vedação 70, preferivelmente em elastômero e que é radialmente assentado, com interferência, contra o segundo degrau 55.

[0047] O alojamento axial 51 é provido de um terceiro degrau 56, adjacente e coaxial ao segundo degrau 55, e tendo um diâmetro maior do que aquele do segundo degrau 55 por um valor inferior à espessura radial de um anel de apoio 80 formado em polimero de engenharia e que é radialmente assentado no terceiro degrau 56 e mantido em contato com o anel de vedação 70, para reter axialmente esse último no primeiro degrau 54.

[0048] O conector de engate rápido em questão é ainda provido de um anel de trava 90 provido de dentes internos 91 e tendo um flange periférico 92 axialmente retido contra o anel de apoio 50. Para reter axialmente o anel de trava 60 contra o anel de apoio 50 é provida uma bucha tubular 100, formada em polimero de engenharia e axialmente retida no interior do bocal-fêmea 50.

[0049] O flange periférico 92 do anel de trava 90 é radialmente assentado no terceiro degrau 56 do alojamento axial 51, sendo ainda axialmente assentado contra o anel de apoio 80, por atuação da bucha tubular 100 contra o flange periférico 92 do anel de trava 90. Assim, o flange periférico 92 fica ensanduichado entre o anel de apoio 80 e a bucha tubular 100, garantindo uma sólida retenção do anel de trava 90 no interior do alojamento axial 51.

[0050] Para operar do modo como acima descrito, a bucha tubular 100 é radialmente assentada no terceiro degrau 56 para ser axialmente mantida assentada contra o flange periférico 92 do anel de trava 90.

[0051] Para reter axialmente a bucha tubular 100 no interior do bocal-fêmea 50, o terceiro degrau 56 é provido de pelo menos um rebaixo circunferencial 56a, sendo que a bucha tubular 100 incorpora pelo menos um ressalto periférico externo 101, a ser encaixado e axialmente retido no interior de um respectivo rebaixo circunferencial 56a do terceiro degrau 56.

[0052] O bocal-fêmea 50 compreende ainda um botão tubular 110, formado em polimero de engenharia e montado no interior da bucha tubular 100, para ser seletivamente deslocado de uma posição inoperante para uma posição operante, na qual afasta os dentes internos 91 do anel de trava 90 da superfície externa do tubo T inserido no interior do alojamento axial 51.

[0053] A construção do bocal-fêmea 50, aqui exemplificado, pode ser substituída por diferentes construções conhecidas da técnica e capazes de permitir que o tubo T possa ser desacoplado e novamente acoplado ao bocal-fêmea, sem prejuízos em termos de retenção axial e de estanqueidade do acoplamento.

[0054] Apesar de ter sido aqui ilustrada somente uma concretização do arranjo de acoplamento de engate rápido, deve ser entendido que poderão ser feitas alterações de forma dos diferentes elementos constitutivos, sem que se fuja do conceito inventivo definido nas reivindicações que acompanham o presente relatório.