ES2280494T3 - Bridas de escape delgadas, curvadas. - Google Patents

Bridas de escape delgadas, curvadas. Download PDF

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ES02290360T
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Lionel Lefebvre
Nicolas Thillier
Bertrand Devaux
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Renault SA
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Renault SA
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    • F01N13/18Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F01N13/1838Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly characterised by the type of connection between parts of exhaust or silencing apparatus, e.g. between housing and tubes, between tubes and baffles
    • F01N13/1844Mechanical joints
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Abstract

Una brida de escape, formada a partir de una chapa de acero delgada de un espesor de 2 a 3, 5 mm que comprende una zona de cuello (2) que delimita una abertura (3) para el paso de los gases, una zona (4) de forma ligeramente perfilada o curvada que forma asiento de junta que rodea la zona de cuello (2), y medios de aprieto de la brida que comprenden al menos dos perforaciones (6) previstas en las zonas de aprieto que permiten el aprieto de la brida con ayuda de pernos (12) o análogos contra una contra-brida después de interposición de una junta de estanquidad, caracterizada porque la zona que forma asiento de junta (4) presenta un borde (9) adyacente a la abertura (3) sobresaliente con relación a las zonas de aprieto (5), que se aplica en primer lugar contra la junta (11) durante el aprieto de los pernos (12), y que es apretado más fuertemente contra ésta que el resto de la brida, por el hecho de la deformación de esta última durante la continuación del aprieto.

Description

Bridas de escape delgadas, curvadas.
El invento se refiere a un nuevo tipo de bridas de escape.
La unión entre el colector de escape de un motor y la bajada de escape está constituida globalmente por tres piezas: una brida en el lado del motor, una junta de estanquidad, una brida en el lado de la línea.
Dos géneros de bridas son utilizadas actualmente: las bridas de dos puntos y las bridas de tres puntos. Todas estas bridas presentan una cara de apoyo plana y son prácticamente indeformables, estando realizadas de acero forjado o de chapa cortada y teniendo un fuerte espesor (7 a 8 mm). La elección del fuerte espesor está basada en el razonamiento de que aplastar una junta entre dos piezas muy rígidas (por tanto gruesas) y planas permite asegurar de manera cierta la estanquidad. El fuerte dimensionado de las piezas permite también tener un relativo optimismo frente a la endurancia o duración de la unión. Tales bridas están presentadas por ejemplo en el documento DE 3841529 A1.
Estas bridas presentan inconvenientes. En efecto, la totalidad del esfuerzo de aprieto de la unión pasa por la junta, que, por este hecho, crea una reacción importante sobre las bridas, y en particular sobre la zona en contacto estanco con la junta.
Además, los defectos de planitud de las piezas (sobre piezas desnudas o inherentes a las tensiones térmicas provocadas por las soldaduras de los tubos) no son corregidos sino que se suman para agravar en ciertas zonas las reacciones sobre las bridas. La existencia de estos defectos de planitud entraña operaciones de reparación sobre las piezas para garantizar una buena planitud de las zonas de apoyo de la junta sobre las bridas.
Finalmente, estas bridas son pesadas y, consiguientemente, costosas.
Existe por tanto una necesidad para bridas de escape más ligeras y menos costosas que las actualmente utilizadas.
El presente invento pretende proporcionar tales bridas.
Más precisamente, el invento se refiere a una brida de escape que comprende una zona de cuello que delimita una abertura para el paso de los gases, una zona que forma asiento de junta que rodea la zona de cuello, y medios de aprieto de la brida que comprenden al menos dos perforaciones previstas en zonas de aprieto y que permiten el aprieto de la brida con ayuda de pernos o análogos contra una contra-brida después de interposición de una junta de estanquidad, caracterizada porque la brida es formada a partir de una chapa de acero delgada de un espesor de 2 a 3,5 mm, y porque la zona que forma asiento de junta presenta una forma ligeramente perfilada o curvada.
Ventajosamente las zonas de aprieto son planas (no perfiladas o curvadas).
La forma perfilada puede ser de diversos tipos. Puede estar constituida por ejemplo, por un solo perfil esférico o por una combinación de varios perfiles, en particular cilíndricos. La forma perfilada debe ser poco acentuada. A título indicativo, el valor de la flecha máxima formada por la superficie perfilada de la zona que forma asiento de junta y el plano tangente al borde inferior de la zona de cuello puede representar de 0,005 a 0,03 veces la dimensión máxima de la brida.
La brida es realizada a partir de una chapa de acero relativamente delgada de un espesor de 2 a 3,5 mm. Por debajo de un espesor de 2 mm, la brida no tiene una longevidad de servicio suficiente y por encima de 3,5 mm, la brida resulta demasiado rígida, demasiado pesada y demasiado costosa. De preferencia, el espesor es de aproximadamente 2,5 mm.
Cuando la brida del invento es apretada por empernado contra una contra-brida, de un tipo análogo o diferente de dicha brida, con interposición de una junta de estanquidad, la parte perfilada es sometida a tensiones de compresión que varían localmente en función de las irregularidades de superficie de la contra-brida y de la junta, y se deforma según la necesidad, asegurando así una excelente estanquidad en cualquier circunstancia.
La descripción que va a seguir, hecha con referencia a los dibujos adjuntos, hará comprender bien el invento.
La fig. 1 es una vista desde arriba de una brida según el invento.
Las figs. 2 y 3 son vistas en corte vertical según las líneas II-II y III-III de la fig. 1, respectiva-
mente.
La fig. 4 es una vista en corte vertical que muestra un conjunto de una brida según la fig. 1 y de una contra-brida ensambladas con interposición de una junta de estanquidad.
En las figs. 1 a 3, está representada una brida 1 que presenta, en planta, una forma general triangular redondeada y que comprende un cuello 2, dispuesto oblicuamente, que delimita una abertura 3 para el paso de los gases, una parte principal 4 que forma asiento de junta que rodea el cuello 2, y tres zonas de aprieto 5 que comprenden cada una, una perforación 6. La parte principal 4 presenta una forma perfilada 7, que puede corresponder a una porción de esfera como se ha representado, y un reborde 8 vuelto hacia arriba, destinado a rigidizar la pieza. Como se ve bien en la fig. 1, por el hecho del perfilado o curvado, la zona de la parte principal 4 próxima al borde 9 adyacente a la abertura 3 es sobresaliente con relación a las zonas de aprieto 5, a su vez próximas del reborde
8.
Las zonas de aprieto 5 son planas, de forma circular y constituyen a modo de islotes planos previstos en la parte principal en la proximidad de los vértices del triángulo redondeado. A título indicativo, para una brida que tiene una dimensión máxima de aproximadamente 120 mm, el radio de la parte esférica 7 puede ser del orden de 300 mm.
La fig. 4 muestra un ensamblaje de una brida 1 con una contra-brida 10, por ejemplo rígida, con una junta de estanquidad 11 interpuesta, siendo apretadas la brida 1 y la contra-brida 10 una contra otra por pernos 12, introducidos en sus perforaciones después de haber llevado dichas perforaciones a coincidencia. Como se ha ilustrado, durante el aprieto de los pernos de fijación, la zona del borde 9 de la brida viene a aplicarse en primer lugar sobre la junta 11. La continuación del aprieto de los pernos ejerce entonces un efecto de palanca (cuyo brazo es igual a la distancia que separa las perforaciones del borde 9) produciendo una deformación de la brida que tiende a apretar más fuertemente la zona del borde 9, que el resto de la brida, contra la junta 11.
Se puede proseguir el aprieto hasta que las zonas de aprieto 5 vienen a su vez a aplicarse sobre la junta (aprieto máximo), sin que ello sea obligatoriamente necesario, pudiendo ya ser obtenida una buena estanquidad por un aprieto parcial.
Es evidente que el modo de realización descrito y representado no ha sido dado más que a título de ejemplo no limitativo.

Claims (6)

1. Una brida de escape, formada a partir de una chapa de acero delgada de un espesor de 2 a 3,5 mm que comprende una zona de cuello (2) que delimita una abertura (3) para el paso de los gases, una zona (4) de forma ligeramente perfilada o curvada que forma asiento de junta que rodea la zona de cuello (2), y medios de aprieto de la brida que comprenden al menos dos perforaciones (6) previstas en las zonas de aprieto que permiten el aprieto de la brida con ayuda de pernos (12) o análogos contra una contra-brida después de interposición de una junta de estanquidad, caracterizada porque la zona que forma asiento de junta (4) presenta un borde (9) adyacente a la abertura (3) sobresaliente con relación a las zonas de aprieto (5), que se aplica en primer lugar contra la junta (11) durante el aprieto de los pernos (12), y que es apretado más fuertemente contra ésta que el resto de la brida, por el hecho de la deformación de esta última durante la continuación del aprieto.
2. Una brida de escape según la reivindicación 1ª, caracterizada porque las zonas de aprieto son
planas.
3. Una brida según la reivindicación 1ª, caracterizada porque el perfil es esférico.
4. Una brida según la reivindicación 1ª o 3ª, caracterizada porque el valor de la flecha máxima formada por la superficie perfilada de la zona que forma apoyo de junta y el plano tangente al borde inferior de la zona de cuello puede representar de 0,005 a 0,03 veces la dimensión máxima de la brida.
5. Una brida según una cualquiera de las reivindicaciones 1ª a 4ª, caracterizada porque el espesor es de aproximadamente 2,5 mm.
6. Una brida según la reivindicación 1ª, caracterizada porque la brida comprende un reborde (8) vuelto hacia arriba.
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