JUNTA DE RETENCION ENERGIZADA PARA UNIONES MECAMCAS DE TUBERIAS
CAMPO DE LA INVENCION Antecedentes de la Invención La presente invención se relaciona generalmente con conexiones entre tramos de tuberías o entre tuberías y accesorios. Más particularmente, la invención está dirigida a un dispositivo y un método para conectar dos tramos de tubería que maximizan las ventajas de ambas uniones de contacto así como uniones mecánicas de retención, como comúnmente se les conoce en el arte. La invención tiene aplicación a tramos de tubería de larga vida útil así como con tramos sueltos, accesorios y conexiones. Descripción del Arte Relacionado Debido a las fuerzas de empuje, movimientos de tierra y fuerzas mecánicas externas que se ejercen en las tuberías, la industria enfoca sustancial atención en el problema de mantener las conexiones entre los tramos de tubería adyacentes después de su instalación. El resultado de esta atención es una biblioteca de diferentes soluciones y enfoques conocidos en el arte. La mayoría de estas soluciones pueden catalogarse ya sea como "uniones por contacto o por pulsación" "uniones mecánicas". Las referencias a "tubería" hechas por el inventor con respecto a la aplicación o uso de la presente invención deberán entenderse que incluye los tramos, conexiones y cualquier otro accesorio de tuberías. El dispositivo de conexión más comúnmente usado en el arte para conectar tramos rectos de tubería tiene una "configuración" de tubería de contacto/campana. Estas soluciones de contacto se describen en la Patente U.S. No 2,953,398 y relatan la mayoría de conexiones de tuberías de tramos rectos de tubería. En una configuración típica, un extremo de espiga de una tubería se desliza hacia el interior del extremo amplio de otra tubería pasando una junta acoplada ajustadamente. No están presentes ni anillos seguidores, prensaestopas (stuffing box) u otros medios de compresión externa típicamente presentes en una junta de contacto. Adicionalmente, las uniones de contacto típicas no incluyen medios de retención, aunque tales medios como barras de anclaje, bloques de empuje de concretos, tornillos y uniones de anillo adicional, se han empleado en algunos casos para efectuar retenciones con respecto a las uniones. Avances en el arte han llevado a innovaciones y modificaciones de juntas de contacto para incluir medios de retención. Ejemplos de tales uniones de contacto retenidas incluyen las patentes U.S. Nos. 5,295,697; 5,464,228 y 5,067,751. El seguro de la conexión en tales avances puede efectuarse cerrando o asegurando segmentos con la junta que se acoplan a la espiga. Los segmentos de seguro o bloqueo están orientados de tal manera que permiten que la espiga entre en la campana al encontrar fuerzas en contra que tienden a efectuar la remoción de la espiga, los segmentos de pivote hacia el acoplamiento de máximo con la espiga, detienen cualquier remoción adicional. El efecto es muy similar a los juguetes infantiles en donde se segura el juguete "con el dedo", mientras más fuerte se intente sacar la tubería mayor será el efecto de asegurado que se ejerce por los insertos. Estas tuberías tipo contacto tienen la ventaja de una flexibilidad y resistencia superiores tanto a fuerzas de separación axiales como a fuerzas de separación para-axiales. Se ha experimentado un dificultad significativa en la industria sin embargo, al aplicar estas conexiones a accesorios en donde no es práctico asegurar el accesorio los suficiente para ejercer presiones de instalación mayores necesariamente al inicio se presiona la espiga dentro de la campana en tales configuraciones. Una junta "mecánica" es un dispositivo de conexión bien conocido, estandarizado, ampliamente usado en la industria de las tuberías. Tal junta sella dos tramos de tubería con fluido comprimiendo una unión alrededor de la espiga y dentro de una campana en la intersección. Las juntas mecánicas están caracterizadas por una campana con pestañas hacia afuera de una tubería receptora, dentro de la cual una espiga de una segunda tubería está insertada. La campana está adaptada para asentar una junta que se acopla ajustadamente alrededor de la circunferencia de la espiga de la segunda tubería, y además, para recibir un anillo o collarín de apoyo. En el montaje, la espiga es totalmente adelantada hacia el interior de la campana y la junta es asentada firmemente dentro de la campana y alrededor de la espiga. El collarín es entonces, forzado contra la junta asegurándola de forma segura a la pestaña de la campana a través de tales medios como tornillos apretados bajo una fuerza de torción relativamente elevada. Esta configuración incluye típicamente un labio o reborde alrededor del diámetro interior del collarín que el seguro se extiende axialmente dentro de la campana. La configuración del collarín es tal que el labio o reborde se fuerza contra la junta, la junta se comprime bajo presiones suficientes para deformar la junta. A medida que la junta se comprime entre la campana y el collarín, la junta por tanto, es aplastada hacia el interior y en contacto sellador tanto con el exterior de la sección de tubería insertada y el interior de la campana. Esta deformación fortalece la efectividad del sello de la junta más allá de lo que puede obtenerse en ausencia de compresión o de fuerzas de inserción elevadas. La junta mecánica tiene una amplia aceptación en la industria, y está sujeta a estándares nacionales e internacionales tales como ANSI/AWWA C111/A21. 11-95. Dada la afinidad en la industria para tales juntas y la naturaleza inherente de estos estándares en especificaciones cualquier junta mecánica debe conformarse a estas especificaciones para ganar una aceptación óptima. Se han realizado numerosos intentos para mejorar las juntas mecánicas estándar. Estos intentos son casi uniformemente caracterizados por la inclusión de un mecanismo o accesorio adicional, creando una conexión mecánica resistente a la separación de las tuberías. Tales intentos que requieren modificación de la campana o del collarín (o ambos) se ejemplifican en la patente U.S. No. 784,400 de Howe, que emplea insertos de seguridad rebajados dentro del collarín; la patente U.S. No. 1,818,493 de McWane, que describe un collarín modificada que se basa en tornillos especialmente modificados que tienen levas dentadas que tanto pivotan como muerden dentro de la espiga a medida que los tornillos se enganchan bajo un labio o reborde modificado de la campana y se fuerzan dentro de las ranuras en el collarín. Soluciones adicionales emplean dispositivos de retención adicionales o dientes interpuestos entre la junta y el collarín, que son impulsados hacia el interior de la espiga mientras que el collarín es apretado. Entre estos dispositivos se incluyen las patentes U.S. No. 4,664,426 de Ueki; y la U.S. No. 5,297,826 de Percebois, cada una de las cuales requiere el uso de múltiples dispositivos de bloqueo o seguridad además de la configuración estándar de uniones mecánicas simple collarín-unión-campana. Las patentes U.S. No. 4,878,698, de Gilchrist; 5,335, 946 de Dent, et al y la Patente U.S. 5,398,946 de Hunter, et al., parecen susceptibles de un posible acoplamiento temprano de los dientes que comprimen al collarín antes de asentarse completamente. En la Patente U.S. No. 5,803,513 de Richardson y otros, se intenta resolver éste problema potencial usando almohadillas de calza para evitar un acoplamiento temprano de los dientes. Soluciones adicionales emplean un montaje de tornillo fijo a (o incorporado en) la campana, el montaje está orientado de forma tal que al apretar ciertos tornillos especialmente configurados, los tornillos o un dispositivo operado con el mismo se impulsan dentro de la superficie exterior de la espiga. Estos esquemas de aseguramiento se ejemplifican por medio de dispositivos comercializados por EBAA Iron, conocido comúnmente bajo la marca comercial MEGALUG (No de Registro 1383971). Ejemplos adicionales de éste tipo de solución incluyen la patente U.S. No. 4,647,083 de Hashimoto, que modifica el collarín estándar para incluir tornillos que actúan sobre las cuñas de seguridad cuando se aprietan. Cuando se instala una tubería en un ambiente estratificado (en capas) en el suelo, es típicamente inconveniente tener múltiples requisitos de atornillado adicionales en la parte de debajo de la tubería como ésta descansa o está dispuesta. Tales tornillos en el lado de abajo incrementan el costo y el tiempo de instalación. Si, sin embargo, el esquema de sujeción por atornillado emplea solamente unas cuantas disposiciones de tornillos, la presión de los tornillos hacia el interior de los cuales tiende a deformar el perfil de sección transversal de la espiga. Por ejemplo, el empleo solamente, de tres disposiciones de tornillos en algunas circunstancias podría mostrar una posibilidad indeseable de deformar la espiga en una forma ligeramente triangular. Se notará por aquellos razonablemente expertos en el arte que estas configuraciones también sufren por enfoques prácticos, tales como el costo de fabricación de componentes adicionales y el hecho de que los componentes adicionales incrementan el potencial de una falla inaceptable. Además, cada una de estas soluciones puede considerarse una conexión "estática". Aunque las tuberías son tradicionalmente consideradas estructuras rígidas e inamovibles, una conexión duradera debe permitir una cierta proporción de flexibilidad y "juego" en las juntas. Tal acomodo para movimiento es necesario porque los ambientes en los cuales las tuberías descansan no son verdaderamente estáticos. Las fuerzas de empuje pueden crear cargas no-longitudinales o para-axiales que tienden a impulsar los tramos de una tubería hacia un ángulo desde el eje longitudinal hacia cualquier lado de tal eje. A medida que las presiones del material transportado dentro de la tubería varían, las fuerzas variarán de manera similar. Además, las disposiciones en las cuales las tuberías corren son rara vez tan estables como generalmente se cree. De hecho, las tuberías pueden correr por encima de la tierra, en cuyo caso tales tuberías no tendrían el beneficio de ningún factor que aumente la estabilidad de una instalación en un lecho o zanja. Finalmente, aún las tuberías que están apoyadas en la tierra deben resistir cambios debidos a sedimentación, erosión, compactación, fuerzas mecánicas (tales como construcciones cercanas) y movimientos de tierra (tales como terremotos). Una variación de la unión por contacto se evidencia en la patente U.S. No.
2,201,372 de Miller, que emplea un anillo de ruptura por compresión acoplado dentro de un labio o reborde especial de la campana, para ejercer una presión sobre los segmentos de sujeción y los impulsa dentro de la espiga. Las alternativas en Miller análogamente impulsan segmentos de sujeción dentro de la espiga al instalarlos. La patente U.S. No. 3,445,120 de Barr, además emplea una junta con segmentos rígidos completamente encerrados en la misma que son generalmente dispuestos en un arreglo frustocónico. Tales segmentos se ha declarado que dan a la junta una resistencia a la compresión a lo largo del plano que incluye ambos extremos del segmento. Cuando una espiga se somete a fuerzas de extracción, la junta rueda con el movimiento de la tubería. A media que la junta rueda, eventualmente encontrará una posición en la cual el plano rígido necesite comprimirse para enredarse más. En condiciones óptimas, debido a la rigidez, la junta no se comprime y por tanto, no puede rodar más. A medida que el girar o radar se detiene la junta se vuelve una fricción estática en base a la sujeción entre la espiga y la campana. Es notable, entre otras distinciones, el arreglo diseñado por Barr que permanece como una conexión de fricción caucho a tubería. Objetos de la Invención Los siguientes objetos declarados de la invención son alternativos y solamente objetos ejemplificativos y ninguno debe leerse como requerido para llevar a la práctica la invención, o como un listado exhaustivo de objetos logrados. Como se sugiere en la discusión anterior, un objeto alternativo no exclusivo y ejemplificativo de esta invención es proporcionar una junta intercambiable de juntas mecánicas estándar que permite la transformación de la junta dentro de una junta controlada o retenida sin necesitar ninguna reconfiguración o adaptación de la campana, espiga, o collarín de la junta mecánica involucrada. Otro ejemplo y objeto alternativo no exclusivo es proporcionar una conexión dinámica para tuberías que no requieren altas presiones de inserción.
Otro objeto ejemplificativo y no exclusivo de la invención es proporcionar una manera efectiva con respecto al costo y un dispositivo retención de junta de tubería típicamente configurada. Los objetos anteriores y las ventajas no son todos ni tampoco cada uno es típicamente crítico para el espíritu y práctica de la invención excepto, como se declara en las reivindicaciones cuando sean concedidas. Otros objetos y ventajas de la presente invención se harán aparentes para aquellos con conocimientos en el arte a partir de la siguiente descripción de la invención. BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION La presente invención puede describirse básicamente como una unión para convertir una junta mecánica estándar en una junta mecánica de retención sin necesidad de alterar la configuración de la campana, espiga, o el collarín de la junta y sin la necesidad de accesorios o dispositivos adicionales. En la práctica, la presente invención tiene una configuración de junta de la campana estándar mecánica y del collarín que puede emplearse para conectar el extremo de la espiga de un tramo de tubería al extremo de la campana de otro tramo de tubería en una relación de retención (retención se define como resistencia a separación axial de una campana acoplada y espiga), con la retención basada en fuerzas superiores a la fricción caucho tubería. En una discusión más particular de algunas de las modalidades consideradas, la invención incluye formar la unión para acoplarse dentro de la campana de tal manera que exista un espacio durante el reposo en el cual se deforma la unión, que a su vez influencia el movimiento rotacional del segmento. En esta forma, la configuración de la unión influencia el tiempo y alcance de rotación durante el proceso de asegurar el collarín a la campana. La sobre-penetración puede evitarse mientras que al mismo tiempo se asegura suficiente penetración en el momento adecuado. Controlar el tiempo y el alcance de rotación del segmento asegurado influencia el comportamiento de la unión y es objeto de las modalidades descritas de esta invención. El alcance de la rotación del segmento afecta la aplicación de la retención. Una vez que ocurre la retención, que generalmente es cuando el segmento ha girado hasta una posición de interferencia entre la campana y la espiga, ya no pueden presentarse otras uniones de compresión significativamente útiles. Al girar el segmento demasiado pronto resulta en una compresión de uniones que resultan insuficientes para un sellado adecuado. Al girar el segmento demasiado tarde podría no retener la junta. BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS La Figura 1 muestra un diagrama de la unión mecánica típica, que tiene una junta en su lugar. La Figura 2 representa una vista en sección transversal de una vista de una junta no comprimida de la presente invención en la fase inicial, en una disposición en la cual puede observarse la posición y la sección transversal del segmento de seguridad o cierre. La Figura 3 muestra la vista en sección transversal de una modalidad de la junta.
La Figura 4 es una representación de la junta y del segmento en la unión durante el acto de de montaje, en la fase de transición. La Figura 5 muestra una modalidad de una configuración de segmento de cierre o seguridad, útil en la presente invención. La Figura 6 muestra la junta de la presente invención después de la compresión y en un estado cerrado, retención de la junta. La Figura 7 es una modalidad alternativa del segmento de cierre útil en una junta de la presente invención. La Figura 8 es una vista en sección transversal de una junta para usarse en la presente invención, en donde se muestra una modalidad alternativa del segmento de cierre en su lugar. DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION La siguiente es una descripción detallada de la invención. Aquellos expertos en el arte entenderán que la especificidad proporcionada en la presente tiene el objeto de ilustrar propósitos con respecto a la modalidad preferida del inventor y no de ser interpretada como limitante del alcance de la invención. La referencia a "tubería" en la presente debe entenderse igualmente que se refiere a cualquier tramo de tubería, obras accesorias, adaptaciones o cualquier otro dispositivo conectado o elemento, sin tomar en cuenta el método o material de fabricación. Refiriéndose ahora a los dibujos, la Figura 1 representa un diagrama de una junta mecánica típica. El montaje de la junta de conformidad con la presente invención se lleva a la práctica tal como se conoce en el arte. Particularmente, pero sin limitarse a las variantes conocidas que deben ser igualmente aplicables a la presente invención como son para el arte previo, la unión contiene los siguientes elementos en la siguiente relación. El anillo de compresión o collarín 11 se coloca en la espiga 10, seguido de la colocación de la unión 2 se coloca alrededor de la espiga exterior 10. La espiga 10 es entonces adelantada dentro de la campana 12 hasta el final 41 de la espiga 10 se detiene por un hombro anular 42 dentro de la campana 12. La unión 2 se adelanta dentro de la campana 12 hasta que se asiente en el rebajo anular del 43, como se muestra. El collarín 11 se empalma entonces contra la unión 2 y se asegura a la campana 12 con dispositivos de seguridad 44, que se ilustran en la presente como perno o tornillo 45 que pasa a través de perforaciones 46 y se fijan mediante un tornillo 47. Como es evidente, al apretar o ajustar las tuercas 47, el collarín 11 se comprime contra la unión 2 causando que se comprima. Otros medios alternativos para fijar o asegurar serán evidentes para aquellos en la industria, tales como abrazaderas o grapas de un lado al otro, levas de sujeción, cuñas de rampa, anillos o abrazaderas anulares con rampa y remaches y podrían incluir cualquier mecanismo que pueda usarse para disminuir el espacio axial entre el collarín 11 y la campana 12. Debido a la presencia del rebajo del asiento 43 y el collarín 11 que aprietan o estrechan, la unión 2 se deforma pudiendo ser dirigido primariamente en forma radial hacia adentro hacia y dentro de la espiga 10 en acoplamiento sellante. La invención de la presente descripción se refiere a esta relación y no requiere cambios sobre esta interrelación y requiere que no haya cambios en la espiga, campana o collarín, a través de tales cambios pueden acoplarse en el espíritu de la invención si tales modificaciones son deseadas de otra forma. Como se sabe a partir del arte previo, el conocimiento tradicional aconseja que el perfil de la unión 2 -en un estado de reposo- se acople sustancialmente con el perfil interno de la campana 12 en la disposición en la cual la unión 2, se ubicará en el montaje final. El propósito de tales perfiles de acoplamiento es permitir un aparejamiento ajustado de la unión 2 dentro de la campana 12 para fortalecer el sello fluido. En la modalidad que se muestra, este conocimiento tradicional aconsejaría que la unión 2 debería tener un perfil radialmente hacia fuera para tener la misma configuración que el rebajo del asiento 43 de la campana 12. Como se muestra en la Figura 1 , en un estado de reposo las superficies de acoplamiento primario de la unión del arte previo acoplarían suavemente con las superficies internas de la campana 12. Por tanto, en uniones del arte previo, siguiendo el montaje el perfil de la unión de estas áreas de interfase de sellado es sustancialmente la misma que el perfil de la unión en las áreas de sellado en las áreas de interfase de sellado que es sustancialmente la misma que en el perfil de la unión en el estado de reposo. Como se representa en las Figuras 2 y 8, el segmento asegurador 1 de la presente invención puede limitarse a acoplarse dentro de una unión 2 que esté configurada para acoplarse dentro de cualquier junta mecánica estándar sin necesidad de cambios a la configuración de la campana, el collarín o la espiga. La unión 2 es de un material elástomérico o un material que puede deformarse tal que, como aquellos familiarizados en el arte entenderán, puede usarse en la práctica de una junta mecánica. Una configuración útil de la unión 2, como se muestra en la Figura 3, es un anillo con una superficie radialmente interior 4 que está adaptada para estar en contacto con la espiga 10, una cara del collarín 7 está adaptada para comprimirse por efecto del collarín o por el anillo de compresión 11, una cara frontal 61 que lleva a una inserción axial y una superficie radialmente exterior, que se muestra en los dibujos con una configuración que no se acopla suavemente con el rebajo de asiento 43 en estado de reposo. Particularmente, en las modalidades que se muestran, la superficie radialmente exterior de la unión 2 tiene una superficie de asiento de compresión 9 en la porción líder de la unión 2 cerca de la cara frontal 61 que está diseñada para acoplarse con, y sellar contra una área de rebajo del asiento 43. La modalidad mostrada también se caracteriza por una superficie de control de distorsión 62 que en estado de reposo, aleja el rebajo del asiento 43 para formar un canal radialmente en forma de depresión 63, ante el perfil de la unión 2 se extiende una vez más, radialmente hacia fuera para acoplarse con la campana 12 en el área del sello posterior 64. Aunque estas superficies son fáciles de distinguirse en las figuras que se discuten en la presente, aunque la transición entre superficies podría no ser tan aparente en el estado no-comprimido como en la configuración mostrada. En las modalidades mostradas, la unión 2 cumple con todos los requisitos de ANSI/AWWA C111/A21. 11-95. En particular, para cualquier espiga 10, la unión 2 tiende a tener un diámetro interior ligeramente más pequeño que el diámetro exterior de la espiga 10. Por tanto, la colocación de la unión 2 sobre el exterior de la espiga 10 típicamente requerirá ejercer una fuerza para expandir la unión 2 hasta acoplarse alrededor de la espiga 10. Se describe como una alternativa, se notará que el canal 63, que es una depresión o rebajo (hablando radialmente) se caracteriza por el hecho de, que si la unión 2 se adelanta dentro de la campana 12 tanto como sea posible en el estado de reposo (e.g. , antes de la deformación) y se gira hasta hacer contacto o tocar la campana 12 en el área del rebajo del asiento 43 tanto como sea posible sin provocar una deformación, permanece un hueco entre la unión 2 y el rebajo del asiento 43; tal depresión o hueco es el canal 63. Como se muestra en las Figuras 2 y 4, en esta modalidad una porción del 63 permanece libre de material de la unión, aún durante algunos estados avanzados de compresión y montaje. Se podrá notar que el canal 63 en otras modalidades podría estar cubierto por una película de caucho o bien, ser un hueco debajo de la superficie radialmente hacia fuera de la unión 2 y que aún funcione como un canal 63 en el espíritu y alcance de la invención. Si limitar la aplicación de la estructura, efectos o alcance de la invención u otras posibles ventajas de llevar a la práctica la invención, los aspectos funcionales de tener este hueco se consideran en la modalidad mostrada para conferir al menos dos ventajas, cualquiera de las cuales por sí mismas sería un avance en el arte. (Debe notarse que el solicitante no limita la invención conforme a esta discusión solamente a las modalidades que tienen una o más de estas ventajas. Primero, la compresión de la superficie de asiento de compresión 9 y separadamente, de la superficie de control de la distorsión 62, en contra del rebajo del asiento 43 en diferentes ubicaciones, se considera para crear dos áreas de sellado separadas con gradientes de compresión entre los puntos de contacto inicial con el rebajo del asiento 43, tal que la eficiencia de sellado es incrementada. También, el sello posterior 64 en contacto por compresión, con la unión 49 podría crear todavía otra área de sellado. Esto parecería crear una presión máxima en contra de al menos un punto en el área de la unión 2, que sirve para resistir altas presiones de escape de fluido, mientras que aún se toma ventaja de la flexibilidad y otras ventajas del área de superficie alta, sello de baja presión. Un segundo beneficio percibido es un efecto operacional en el movimiento del segmento 1, que se describe más abajo a mayor detalle. La unión 2 incorpora al menos un segmento de cierre 1, que puede configurarse como se muestra en la Figura 5, también se muestra incrustada en la unión 2 en la Figura 8. En la práctica común de la invención, varios segmentos de cierre 1 estarán circunferencialmente dispersos alrededor de, y dentro de la unión 2, y aunque se prefiere, la colocación no necesita ser precisamente simétrica ni cercana. El número de tales segmentos 1 puede seleccionarse con referencia a las fuerzas de separación esperadas para que la junta las encuentre, con una fuerza mayor que tiende a recomendar un mayor número de segmentos 1. El inventor prefiere usar no menos de tres de tales segmentos 1, pero la invención no se limita de esa manera. Por ejemplo, una configuración preferida de segmentos 1 , para usarse con una tubería de ocho a pulgadas de diámetro, que tiene por objeto llevar fluidos a presiones de 350 p.s.i. incluye ocho a diez segmentos 1, uniformemente separados alrededor de la circunferencia de la unión 2 que da hacia la espiga 2 (e.g. , la superficie radialmente hacia adentro 4). Una alternativa permitiría un solo segmento 1 de una circunferencia apreciable a (al menos la mitad del tamaño de) la circunferencia de la unión 2. Las fuerzas de separación (mostradas esquemáticamente como vectores 50, 50a y 50b en la Figura 1) tienden a sacar la espiga 10 de la campana 12. Como se indica por una flecha que muestra la dirección 50, algunas fuerzas de separación de conformidad con el eje común de tramos de tubería montadas. Otras fuerzas de separación son para-axiales, como se muestra por los vectores 50a y 50b, que pueden deberse cambios en el lecho o a un seguro no-uniforme alrededor de la periferia de la espiga 10. El segmento 1 tiene el propósito de sujetar la espiga 10 y trasladar las fuerzas de separación en fuerzas al menos parcialmente opuestas a la campana 12. A este efecto, el segmento 1 posee dientes 6, adaptados para sobresalir de la superficie interna 4 de la unión 2, al menos durante la compresión de la unión 2 por el collarín 11. Los dientes 6 están adaptados para hacer contacto con la espiga 10 y son más preferiblemente, hechos de una sustancia que es más dura que el material del cual comprende el exterior de la espiga 10. En una modalidad en particular, los dientes 6 están, en el estado no comprimido de la unión 2, ya expuestos desde la superficie interior 4 como se muestra en la Figura 8. Esta exposición puede ser por una proyección desde la superficie interior 4 o por un ligero rebajo, por debajo de la superficie interior 4, en combinación con la ausencia del material de unión que cubre el diente, que es la modalidad de la Figura 3 e imágenes subsiguientes. Como se muestra en las Figuras 3 y 8, la unión 2 puede configurarse con un rebajo alrededor del diente 6 para evitar interferencia con la penetración de tal diente 6 dentro de la espiga 10. Una modalidad alternativa preferida, presenta el diente 6 ligeramente rebajado dentro de la unión 2 y cubierto por una membrana o capa delgada de material que puede comprimirse o pincharse. Los inventores sugieren que al menos algo del área entre el diente 6 o inmediatamente adyacente al diente 6, sea liberada del caucho para permitir la penetración de la espiga 10. Una ventaja del ocultamiento es que permite un mayor avance del collarín 11 y así, una compresión mayor de la unión 2, antes del acoplamiento sustancial de los dientes 6 dentro de la espiga 10. Por tanto, puede lograrse una mayor efectividad de sellado. De preferencia, el segmento 1 tiene una pluralidad de dientes 6. En una configuración probada, las puntas de los dientes 6 están dispuestas en una relación en arco. La relación en arco incrementa la capacidad del diente 6 para morder dentro de la espiga 10 a pesar de cualquier variación en la circunferencia de la espiga 10 o las dimensiones interiores de la campana 12. Esto es debido a que hay un hueco más grande (frecuentemente debido a las tolerancias de fabricación) entre la espiga 10 y las dimensiones interiores de la campana 12 (particularmente, el asiento del rebajo anular 43) causará que el segmento 1 en el montaje gire al comprimir la unión 2 hacia un ángulo recto en relación con la espiga 10, que aquel que existe en la configuración no forzada como se muestra en la Figura 2. Dada la relación arqueada del diente 6, al girar el segmento 1 el diente, axialmente más interno gira en contacto con la espiga 10. La configuración arqueada además empuja al menos dos dientes 6 para estar en contacto con la espiga 10, sin tomar en cuenta la rotación del segmento 1. Esto se debe a que en la configuración arqueada, puede dibujarse una línea recta entre los dos dientes adyacentes 6. Un beneficio es la presencia de dientes adicionales 6 a cualquier lado de cualquier diente 6 que al morder, ayuda a evitar la sobre-penetración de la espiga 10 por el segmento 1, debido al hecho de que estas dientes adyacentes se señalarán en un ángulo de la espiga 10 tal que ellos no están colocados óptimamente para morder; más de lo que dientes adyacentes 6 tenderán a estar en contacto con la espiga 10, en un ángulo sustancialmente más paralelo a la espiga 10 que aquellos dientes 6 que muerden dentro de la espiga 10. Por tanto, debido al ángulo más paralelo, los dientes adyacentes 6 actúan como altos a una mayor penetración. En una configuración mostrada en detalle en la Figura 5 el segmento 1, en una sección transversal tiene un borde dentado 16, con dientes 6 que se extienden desde la misma en un patrón arqueado como antes se discute; y en la cara posterior 13 se extiende radial y axialmente a lo largo de una trayectoria hacia la proyección 17. La cara posterior 13 como se muestra, está adaptada para estar en contacto estrecho a, o aún en contacto directo con el collarín 11 cuando se monta la junta mecánica. Conectar la proyección 17 en la dirección axialmente interior con el borde de los dientes 16 es una superficie, o una serie de superficies, que denotan las caras de compresión 15. En esta modalidad, la cara posterior 13 está en estrecha proximidad con el collarín 11 cuando la junta se monta y la proyección superior 17, es el área radialmente, más externa del segmento, está en proximidad cercana a la región de unión 49 de la campana. Un mayor volumen del material elastomérico de la unión 2 existe entre la superficie de asiento de compresión 9 (particularmente el hombro 8) y el segmento 1 que está presente entre la cara posterior 13 y el collarín 11. Al insertar la espiga 10 en la unión 2, el borde dentado 16 del segmento 1 podría ser forzado radialmente hacia afuera por la presencia de la espiga 10, y podría causar que se pivotara del segmento 1. El volumen de materia comprimible presente entre las caras de los segmentos de compresión 15 y el rebajo del asiento 43 permite tal movimiento hacia afuera o pivotar sin comprometer la integridad de la unión 2. Dada la configuración arqueada del diente 6 a lo largo del borde dentado 16, aún cuando se gire radialmente hacia afuera, al menos uno de los dientes 6 estará listo para ponerse en contacto con la espiga 10 al comprimir (aunque el inventor reconoce dentro del espíritu de la invención, que cualquiera o todos los dientes 6 puede eliminarse por contacto físico, directo con la espiga 10 debido a los dientes 6 del segmento 1 que es rebajado en la unión 2 o por la presencia de una delgada capa de material elastomérico, u otra sustancia tan grande como el material, o sustancia que no es suficiente para interferir con la sujeción efectiva de al menos un diente 6 dentro de la espiga 10 al ejercer una compresión completa de la unión 2, como se describe más abajo). La espiga 10 puede adelantarse como en el arte previo hasta detenerse por un hombro anular 42. Siguiendo tal inserción de la espiga 10 dentro de la campana 12, la unión 2 estará en una posición básicamente como se representa en la Figura 2 y la unión 2 puede ya estar en contacto con el rebajo del asiento 43 en algún punto. En cualquier caso, una compresión sustancial de la unión 2, como en una compresión suficiente para lograr el sello y asegurar la junta no se logra en este punto. Se lleva a cabo un montaje adicional adelantando el borde del collarín 71 contra la unión 2 de la cara del collarín 7, y en la campana 12. Como será evidente para aquellos versados en al arte, este avance del collarín 11 por el contacto con la unión 2, forzará la unión 2 hacia adentro en contacto con o en un contacto más fuerte, con el rebajo del asiento 43. Como se muestra en a partir de la Figura 4 la unión 2 y en la modalidad mostrada específicamente, la superficie de asiento de compresión 9 inicia la deformación contra el rebajo del asiento 43. La deformación de la unión 2 particularmente, en la superficie del área de control de la distorsión 62, empieza a ocurrir en la modalidad mostrada antes de una rotación sustancial del segmento 1. Esta fase de la operación del montaje se considera la fase inicial y está caracterizada por un movimiento sustancialmente de translación del segmento. Las fuerzas que actúan en el segmento son principalmente equilibradas entre el collarín 11 que actúa en la cara posterior 13 del segmento 1 y la energía de compresión almacenada en la junta de caucho atrapada entre el segmento 1, la espiga 10 y la campana 12. Esta energía de compresión actúa en el segmento 1 en una ubicación conocida como el "centro de la presión" que se considera en las modalidades mostradas por estar sustancialmente en línea con el vector de fuerza impartida por el collarín 11 que actúa en el segmento 1. A medida que el collarín avanza hacia el interior de la campana 12 más allá que el punto mostrado en la Figura 4, el segmento 1 empieza a girar. Esta fase de la operación de montaje es la fase de transición y está caracterizada por una proporción de movimiento de translación que disminuye relativamente el segmento 1 y una proporción de movimiento de rotación del segmento 1 que se incrementa relativamente. En otras palabras, la proyección superior 17 avanza dentro de la campana a una velocidad más rápida que la de los dientes 6 para una entrada determinada por el collarín 11. Esto ocurre debido a que el centro de la presión de la energía de compresión almacenada en la unión se mueve más cerca de los dientes 6 del segmento 1 y lejos de la proyección superior 17 a medida que la unión se comprime. La rotación del segmento 1 en este punto es influenciada por el canal 63 y está relacionada con el movimiento del centro de la presión de la unión hacia los dientes 6. Debido a que el canal 63 presenta el área de menos resistencia a la compresión y por tanto, a la deformación (siendo conocida en el arte que el caucho tiende a deformarse pero no a comprimirse), la porción superior (como se observa en las Figuras) del segmento 1 gira hacia el canal 63, reduciendo el tamaño del canal 63 a medida que el material de la unión se deforma dentro del área. La rotación del segmento 1 continua sustancialmente de esta manera a medida que el collarín 11 avanza hasta el punto en el cual el segmento 1 está en contacto resistivo tanto con la espiga 10 como con la campana 12. Esta fase de la operación de montaje será conocida como la fase final y en la modalidad mostrada se caracteriza por un movimiento sustancialmente rotacional del segmento 1 y un colapso sustancial del canal 63. Este segmento y la orientación de la unión está representado por la Figura 6. El contacto resistivo en la modalidad mostrada es específicamente entre un diente 6 y la proyección 17 del segmento 1 y las superficies de junta correspondientes de la espiga 10 y la campana 12.
Hasta que se introduce la fase final de montaje, si un diente 6 está en contacto resistivo con la espiga 10 o la proyección 17 está en contacto resistivo con la campana 12, se entenderá que este contacto es de una naturaleza deslizable. Al limitarse el colapso sustancial del canal 63 y el inicio de la fase final del montaje, la deformación adicional de la junta es extremadamente limitada lo cual previene efectivamente la translación adicional del segmento 1 más allá de la dirección axial. Cualquier fuerza de anclado adicional que se aplica al mecanismo de seguridad entre el collarín 11 y la campana 12 (e.g. los pernos 44) imparten una gran energía de rotación al segmento debido al desequilibrio entre el vector de fuerza creado por el contacto del collarín 11 y el segmento 1 vs. el vector entre el centro de la presión de la junta 2 y el segmento 1. Cualquier rotación adicional del segmento 1 ahora causará una penetración del segmento 1 dentro de la espiga 10 por los dientes 6 y una penetración del segmento 1 dentro de la campana 12 por proyecciones 17, vía deformaciones plásticas de la espiga 10 y la campana 12. Esta penetración proporciona un seguro mecánico entre la espiga 10 y la campana 12 vía, el segmento 1 y así, se produce la junta de retención. Siguiendo la instalación, será evidente a partir de la descripción anterior que al menos un diente 6 permanece en el contacto de sujeción con la espiga 10 y la proyección 17 permanece en contacto con la campana 12. Cualquier intento de la espiga 10 para mover la campana hacia afuera 12 empuja al menos, este diente 6 para mover la campana 12 axialmente hacia afuera a lo largo de la espiga 10 pero el movimiento axial no es posible debido al contacto de resistividad entre la cara posterior 13 y el reborde 71 del collarín y una rotación del segmento asegurador en una dirección que ejerce resistencia axial así como presión radial entre el segmento 1, la campana 12 y la espiga 10. Esta resistencia axial o retención es causada por el segmento giratorio en una dirección en la cual su longitud es mayor que la distancia entre la espiga 10 y la campana 12. El resto entre la carga axial y la carga radial impartida a la campana y a la espiga, afecta el comportamiento de la invención y puede estar influenciada por la configuración del segmento 1. A medida que las fuerzas de separación de la campana 12 y la espiga 10 se incrementan, también se incrementa la resistencia axial impartida a la campana 12 y a la espiga 10 por el segmento 1. La carga radial también impartida mantiene acoplados los dientes 6 y la proyección 17 del segmento 1 con la espiga 10 y la campana 12, respectivamente. Si el componente radial es demasiado bajo entonces, el segmento 1 separará la espiga 10 o la campana 12. Si el componente radial es demasiado alto entonces, podría ocurrir la deformación excesiva o la penetración de la espiga 10 por el segmento 1. Los inventores hacen notar que esta modalidad, como otras mostradas en las alternativas, puede mostrar ventajas particulares pero la presencia o ausencia de estas características y ventajas requieren del enfoque de la invención solamente como se limita en cada reivindicación en particular. Excepto por el alcance expresamente incluido en una reivindicación, los inventores no consideran que estas ventajas, configuraciones o posibilidades sean limitaciones a la invención. Las tolerancias de fabricación de espigas y campanas no son precisas; por tanto, en algunas instalaciones, la distancia entre la espiga 10 y la campana 12, incluyendo modalidades de la campana 12 tales como el rebajo de asiento 43, serán mayores o menores que la distancia en otras instalaciones. Bajo la modalidad antes descrita del segmento 1 en donde el hueco entre la espiga 10 y el rebajo de asiento 43 es como se anticipó o menor, al asegurar el collarín 11 al menos uno de los dientes 6 del segmento 1 se ejerce en la espiga 10 y una proyección superior 17 se impulsa hacia el interior de la campana 12. El inventor considera que debido a las presiones de apoyo del material de unión el segmento no empieza en un acoplamiento por la opresión en forma de mordedura con la espiga 10 hasta que un sello generalmente efectivo entre la campana 12, la espiga 10 y la unión 2 se haya efectuado por compresión. Por tanto, los dientes 6 son incapaces de acoplar prematuramente la espiga 10 en una forma que pudiesen afectar adversamente la capacidad de obtener una óptima compresión de la unión 2. Este acoplamiento retardado puede manipularse por los medios antes descritos; es decir, la configuración de la unión, especialmente el canal 63, la superficie de asiento de compresión 9, la superficie de control de la distorsión 62 las características elastoméricas de la unión 2, la forma del segmento 1 , la posición del segmento 1 en la unión 2 o las varias combinaciones de estas modalidades. Debido al contacto con la campana 12 además del collarín 11, las fuerzas de separación se transfieren por el segmento 1 , no solamente al collarín 11 sino también contra la campana 12. Esto es significativo en tanto que reduce una fuerza potencialmente sustancial que es resistida por los pernos 45 y por el collarín 11. Bajo altas cargas, los pernos 44 y el collarín 11 pueden distorsionarse, reduciendo la efectividad del sello de la unión 2, la capacidad de la invención actual para transferir una porción significativa de la magnitud del vector separador directamente a la campana 12 vía el segmento 1 por tanto, incrementa la efectividad del sello. A diferencia de las situaciones como en la gráfica anterior, en la cual la distancia entre la espiga 10 y la unión del rebajo del asiento 43 es relativamente menor, un mecanismo exageradamente pivoteador se considera que ocurre en el segmento 1 cuando el hueco es mayor, como sigue: La condición que existe en una situación de hueco grande (e.g. cuando las tolerancias de fabricación y las condiciones de montaje existen tal que las dimensiones de la campana 12 son de una condición de diámetro máximo y las dimensiones de la espiga 10 están en una diámetro mínimo) es tal que en el montaje inicial, ni la unión 2 ni el segmento 1 puede estar en contacto con ninguno, ni con los dos de la espiga 10 o de la campana 12. Durante la fase de transición ocurrirá la deformación de la unión, como anteriormente se había descrito, debido a fuerzas de compresión que actúan en la unión 2 por la espiga 10, el collarín 11 y la campana 12 forzando la unión 2 en contacto con ambos la espiga 10 y la campana 12. En este punto sin embargo, el segmento 1 aún podría estar en contacto ya sea con la espiga 10 o con la campana 12. Al acercarse al final de la fase de transición del montaje, a medida que el canal 63 de la unión 2 se cierra debido a deformación elástica de la unión 2 causado por la compresión de la unión 2, ocurrirá una rotación dramática del segmento 1 debido al cambio anteriormente descrito en el centro de presión de la unión comprimida y su relación con el segmente 1. Esta dramática rotación permite al segmento 1 puntear grandes huecos para los cuales la retención sería imposible proporcionarla de otra manera. La fase final del montaje procede entonces como anteriormente se describió con dientes 6 incrustados en la espiga 10 y la proyección 17 incrustada en la campana 12. En una modalidad del segmento 1, la proyección superior 17 puede formarse en una configuración angular. Tal que una configuración angular causará que tales puntos se acoplen en forma de una mordedura dentro de la campana 12 cuando se ejerza suficiente presión entre el segmento 1 y la campana 12. Aunque pueda ocurrir tal acoplamiento en forma de mordedura en cualquier caso bajo altas presiones apropiadas, particularmente en una situación de hueco pequeño como antes de describió, la proclividad a morder puede ser controlada ajustando la tendencia del ángulo hacia un ángulo agudo. El inventor destaca que mientras más agudo sea el ángulo en cualquier punto dado, más pronto a lo largo de la curva de presión morderá dentro de la campana 12. Por tanto, es posible ajustar la tendencia hacia los puntos deseados de rotación final del segmento 1 ajustando lo agudo del ángulo de la proyección superior 17, que a su vez ajustará el máximo movimiento probable radialmente hacia afuera de la proyección suprior 17. Debe notarse que a presiones suficientes para impulsar la proyección superior 17 dentro de la campana 12, se evitará que el segmento de rotación 1 y ocurrirá bajo condiciones de deformación plástica de cualquier segmento 1, la espiga 10 o la campana 12. Este mecanismo puede emplearse para equilibrar la rotación del segmento 1- y para controlar el punto de acoplamiento. De manera similar, si la proyección superior 17 se configura en una forma radial, el movimiento del segmento 1 puede ajustarse para permitir el movimiento axial del segmento 1 hasta que la proyección superior 17 obtiene un soporte de dos puntos no comprimible con la campana 12, en tal punto las fuerzas axial y radial actúan en el segmento 1 en la proyección superior 17 lo cual causa que el punto de pivote ocurra en su vecindad cercana. Las variaciones de esto permiten un control adicional del segmento de acoplamiento y el equilibrio de la carga axial y radial, distribuidas en todos los componentes de la invención que llevan carga. Una modalidad alternativa, como se muestra en la Figura 7, puede ser incorporar un codo 3 dentro de la cara posterior del segmento 1. El codo 3 pondrá en contacto el collarín 11 durante el fijado de los dispositivo de de retención 44 en las etapas iniciales de la fase de montaje transicional. La ubicación y la configuración de un codo 3 pueden prepararse para alterar más el comportamiento del segmento 1 durante la rotación, acoplamiento y cierre. La ubicación y la configuración del codo 3 pueden explicarse adicionalmente refiriéndose a varias características del codo 3 que puede modificarse para alterar el comportamiento del segmento. Si el codo 3 se configura con un radio recto, el codo 3 puede hacerse para penetrar el collarín 11 en el punto de contacto. Esta penetración impartirá una resistencia adicional para una rotación adicional del segmento 1 cuando se completa la fase final de montaje aliviando así, algo de la confianza en el ángulo de la línea de acción del segmento 1 que hace relativa a la espiga 10 y a la campana 12 cuando se equilibran los segmentos de carga axial y radial que llevan la distribución. Adicionalmente, el codo 3 puede colocarse radialmente hacia afuera o hacia adentro en el segmento 1. Colocando el codo 3 radialmente hacia fuera en el segmento se incrementará la tendencia rotacional del segmento durante la fase de transición del montaje que promueve el acoplamiento más temprano y el asegurado del segmento 1. Colocando el codo 3 radialmente hacia adentro en el segmento 1 se tendrá un efecto correspondientemente opuesto. Si el codo 3 se hace de tal forma que penetre el collarín 11 mientras que al mismo tiempo la proyección superior 17 penetra en la campana 12, se crearía un problema mientras que tanto las cargas axial como radial son transferidas en la campana 12 puede equilibrarse a lo largo de múltiples trayectorias de carga. Al desarrollar el concepto de alterar lo agudo del ángulo del codo 3 y la proyección superior 17, la transición entre tales puntos puede ser menos pronunciada que en la Figura 2. De hecho, la transición puede ser tan suave como para crear una curva general que actúa tanto como el codo 3 como la proyección superior 17. Una curva podría adaptarse para efectuar el acoplamiento por mordedura, si alterando el radio de la curvatura o incluyendo protuberancias u otros puntos para funcionar tales como puntos de acoplamiento (que, para los propósitos de esta invención podrían considerarse como un codo 3 o una proyección superior 17). Otras alternativas adicionales que puede estar incluidas con lo anterior o sustituido de otra forma por el canal 63 o el área alrededor del canal 63 incluye la ubicación estratégica de un material elastomérico secundario o terciario que tiene diferentes características de deformación que aquellas del resto de la unión 2. Tal colocación puede incluir la colocación entre la inclinación frontal 15 del segmento 1 en las cercanías de la proyección superior 17. Esta colocación influenciaría el potencial de la proyección superior 17 para moverse hacia el asiento del rebajo anular 43, con lo cual se causa que la proyección superior 17 detenga la rotación substancial antes del acoplamiento por mordedura dentro de la campana 12. De manera similar, tal caucho secundario o terciario puede colocarse radialmente hacia afuera del codo 3 para influir la capacidad máxima del codo 3 para moverse radialmente hacia fuera de la espiga 10. Aunque mucho de lo anterior se discute en término de una instalación inicial de una junta mecánica, el inventor hace notar que el valor y aplicabilidad de uso de la presente invención para "modernizar alguna o algunas partes" o reparar las juntas existentes. Simplemente volviendo a unir separando el anillo de la junta 2 (de preferencia en un ángulo con respecto al radio) la unión 2 puede acoplarse sobre una espiga ya existente y moverse en su lugar después de la remoción de la unión vieja. El collarín 11 puede entonces volverse a fijar, modernizado completo de una junta mecánica estándar a una junta mecánica con unión de retención. Lo anterior representa ciertas modalidades ejemplificativas de la invención seleccionada para demostrar los principios y la práctica de la invención generalmente a aquellos en el arte de tal forma que ellos puedan usar su capacidad estándar en el arte para hacer estas modalidades u otras modalidades variables de la invención reclamada, en base a la capacidades en la industria, mientras que aún se mantienen dentro del alcance y práctica de la invención, así como la inventiva de esta descripción. Se enfatiza que la invención tiene numerosas modalidades en particular, el alcance de la cual no se limitaría adicionalmente más allá que las reivindicaciones como se concedan. A menos que se declare específicamente en contrario, el solicitante no tiene la intención de limitar el significado ni de terminología, ni con respecto al uso de cualquier término de la descripción detallada en relación con la modalidad ilustrada, a un significado en particular más limitado que aquel que se entienda para el término de manera general.