ES2205682T3

ES2205682T3 - Disposicion para conectar dos elementos tubulares.

Info

Publication number: ES2205682T3
Application number: ES99123074T
Authority: ES
Inventors: Thomas Luft; Michael Huck
Original assignee: Aeroquip Vickers International GmbH
Current assignee: Eaton Fluid Power GmbH
Priority date: 1998-12-23
Filing date: 1999-11-22
Publication date: 2004-05-01
Anticipated expiration: 2019-11-22
Also published as: DE69911362T2; DE19860075A1; EP1013981A2; EP1013981A3; EP1013981B1; DE69911362D1; US6497435B1

Abstract

Disposición para conectar dos elementos tubulares (14, 16), en particular los extremos de dos tubos en un sistema de aire acondicionado, teniendo dos piezas de cierre (42, 44) mutuamente asociadas que, para alcanzar una posición de cierre, pueden hacerse girar una respecto a la otra y desplazarse entre sí en sentido axial, comprendiendo cada pieza de cierre (42, 44) por lo menos dos subelementos (46, 48; 50, 52) por ejemplo a modo de un cierre de bayoneta, caracterizada por el hecho de que dichos subelementos (46, 48; 50, 52) están fijados en sentido radial por dos manguitos que se acoplan entre sí (92, 104).

Description

Disposición para conectar dos elementos tubulares.

El invento hace referencia a una disposición para conectar dos elementos tubulares, en particular los extremos de dos tubos de un sistema de aire acondicionado, teniendo las particularidades mencionadas en al preámbulo de la reivindicación 1.

Técnica anterior

Se conoce, por ejemplo con objeto de realizar un circuito de refrigerante, el modo de conectar dos tubos individuales uno al otro por sus extremos. A tal objeto, se utilizan cierres de bayoneta diseñados, por ejemplo, como acoplamientos de acción rápida. Usualmente, los cierres de bayoneta tiene dos piezas de cierre mutuamente asociadas que se interconectan que, para alcanzar una posición de cierre, pueden hacerse girar una respecto a la otra y pueden desplazarse entre sí en sentido axial. Se describe una disposición de este tipo, por ejemplo, en la patente De-19.705.222.

El inconveniente de estos conocidos cierres de bayoneta es que la hermeticidad se consigue exclusivamente a través de un elemento de junta de forma radial. En este caso, dichos elementos de junta van colocados, generalmente como discos de junta, entre los dos extremos de los elementos tubulares. Un acoplamiento de acción rápida de este tipo resulta inestable respecto a la carga mecánica perpendicular al eje de los dos extremos.

Asimismo, cada uno de los discos de junta utilizados tiene dos superficies de junta, que hacen tope contra las correspondientes superficies de junta conformadas en los extremos de los elementos tubulares. Dichas superficies de junta están dispuestas desplazadas de manera radial con respecto al eje central longitudinal de los elementos tubulares, lo cual es un inconveniente, sobre todo si hay que transportar un medio a presión a través de los elementos tubulares. Asimismo, el tamaño y la extensión tridimensional de la superficie de junta es una medida de la estabilidad a la presión de dicha junta, es decir las superficies de junta están ampliadas en sentido radial al objeto de aumentar su estabilidad en el caso de los conocidos cierres de bayoneta. Así el acoplamiento se ensancha en sentido radial, y esto hace necesaria una mayor cantidad de espacio.

También se conocen los cierres de bayoneta que, con objeto de soslayar los antes citados inconvenientes de los elementos de junta radiales, tienen juntas conformadas axialmente. A tal objeto, generalmente un extremo del elemento tubular está ensanchado, en lo que respecta a su radio interior, en función del radio externo del segundo elemento tubular. Luego se conectan los dos elementos, axialmente uno al otro. Así los dos elementos están diseñados como elementos de junta, formando su superficie interior o exterior la superficie de cierre de la junta. Esto tiene como consecuencia, por un lado un aumento de la estabilidad del cierre de bayoneta con respecto a las fuerzas transversales, y por otro lado un aumento de la estabilidad a la presión debido al ensanchamiento y a la alineación axial de la superficie de junta. El inconveniente es que, en el caso de los conocidos cierres de bayoneta con una junta axial, en parte, hay que utilizar herramientas de forma especial, con objeto de deshacer la conexión.

También es un inconveniente, en el caso de los antes conocidos cierres de bayoneta, que, para fijar axialmente los elementos de acoplamiento a los extremos de los elementos tubulares, en parte hay que utilizar disposiciones de alto coste, y dicho elevado coste es necesario con objeto de montar uno de tales elementos de acoplamiento.

El objeto del invento es proporcionar una disposición de tipo genérico que sea de diseño directo y en cuyo caso es posible garantizar una buena acción de junta hermética incluso con sólo reducidas fuerzas.

Se propone una disposición que tiene las particularidades mencionadas en la reivindicación 1 con el propósito de conseguir dicho objeto. Dado que cada una de las dos piezas de cierre comprende dos subelementos, y dichos subelementos están fijados en sentido radial por medio de dos manguitos de interconexión, es posible colocar el cierre en los extremos de dos elementos tubulares, y deshacer el cierre, sin necesidad de utilizar una herramienta adicional, es decir empleando únicamente con las manos del usuario. Dado que cada pieza de cierre comprende una serie de, preferiblemente dos, subelementos, las piezas de cierre también pueden ser ventajosamente montadas, y retiradas, de un conducto ya colocado. En este caso, preferiblemente los subelementos de las piezas de cierre están configurados de manera que hacen tope uno contra el otro de manera plana y se fijan en posición por medio de manguitos.

Un desarrollo del invento permite fijar los manguitos en sentido axial por medio de un anillo de seguridad en cada caso. Una forma de realización preferida permite que, cuando se ha alcanzado la posición de cierre, ello queda indicado por un desplazamiento radial de un pasador móvil que va dispuesto en uno de los manguitos de interconexión.

Otra configuración preferida del invento hace que una primera pieza de cierre comprenda un manguito en el cual puede acoplarse una sección de enchufe de la segunda pieza de cierre. Así se logra, de una manera directa, una conexión de cierre positiva y por fricción de las dos piezas de cierre, una con otra.

Además, una configuración preferida del invento permite que se diseñe un elemento de junta como un elemento axial que, al bloquear el cierre, queda comprimido en sentido axial. A tal objeto, preferiblemente el elemento de junta tiene partes conformadas que pueden desplazarse axialmente por las superficies de junta sin que estas últimas flexionen radicalmente durante el proceso. Las fuerzas a vencer por la compresión axial de las partes conformadas durante la transferencia de las piezas de cierre a la posición cerrada pueden utilizarse simultáneamente durante el momento de deshacer el cierre de bayoneta, con el resultado de que las fuerzas a aplicar desde el exterior con objeto de deshacer la disposición pueden ser relativamente bajas. Como consecuencia de ello, también es posible cerrar y abrir el cierre sin necesidad de herramientas adicionales.

Otras formas de realización ventajosas del invento se desprenden del resto de particularidades citadas en las demás reivindicaciones.

Dibujos

A continuación se explica el invento con más detalle, a modo de un ejemplo de forma de realización, haciendo referencia a los dibujos, en los cuales:

La figura 1 muestra un dibujo de despiece de un ejemplo de forma de realización de la disposición de acuerdo con el invento;

La figura 2 muestra un dibujo en sección de la disposición de acuerdo con la figura 1, en una posición de desbloqueo;

La figura 3 muestra un dibujo en sección en una posición de cierre; y

Las figuras 4a a 4c muestran, en vistas laterales esquemáticas, las diferentes fases para alcanzar la posición de cierre.

Descripción de la forma de realización del ejemplo

La figura 1 muestra un dibujo de despiece de una disposición 10 para conectar dos elementos tubulares. La disposición 10 comprende un primer tubo 12 y un segundo tubo 14, habiéndose representado aquí, en cada caso, únicamente los extremos 16 y 18 de los tubos 12 y 14, respectivamente. El extremo de tubo 16 tiene una primera superficie de junta 22, formado por una brida 24. En este caso, la superficie de junta 22 forma una superficie radial anular.

El extremo 18 del segundo tubo 14 tiene una sección ensanchada 30, diseñada de tal modo que un diámetro interior de la sección ensanchada 30 tiene esencialmente el mismo tamaño que un diámetro exterior del extremo 16 del tubo 12. Esto asegura que el extremo 16 del primer tubo 12 pueda ser desplazado axialmente, o empujado, dentro de la sección ensanchada 30 del segundo tubo 14. En su extremo lateral, el extremo 18 del tubo 14 tiene una brida a modo de disco 36 que forma una superficie anular de junta 38. Las superficies anulares de junta 22 y 38 quedan así en oposición entre ellas, separadas una distancia axial y paralelas una a otra.

También se proporciona un elemento de junta 34 de diseño esencialmente anular, siendo el diámetro interno del elemento de junta 34 aproximadamente del mismo tamaño que el diámetro exterior del extremo 16 del tubo 12. Como consecuencia de ello, el elemento de junta 34 puede empujarse sobre el extremo 16. Una vez el tubo 14 ha sido enchufado, el elemento de junta 34 queda dispuesto entre las superficies anulares de junta radiales 22 y 38 y hace tope contra dichas superficies de junta 22, 38 o queda apretado entre dichas superficies de junta 22, 38.

La disposición 10 comprende asimismo un cierre de bayoneta 40 que tiene dos piezas de cierre 42 y 44. La pieza de cierre 42 comprende dos subelementos 46 y 48, cada una de las cuales tiene un diseño aproximadamente semicircular. Cada subelemento 46 y 48 tiene una superficie de contacto plana 54 y 56, de modo que dichas superficies hacen tope una contra la otra cuando son colocadas consecutivamente en los tubos 12 y 14. Con objeto de fijar los dos subelementos 46 y 48, se utiliza un manguito 92, cuyo diámetro interior es del mismo tamaño que el diámetro exterior de la primera pieza de cierre 42. Para los fines de la descripción, se supone que la pieza de cierre 42 forma una unidad que comprende los subelementos 46 y 48.

La pieza de cierre 42 tiene una abertura axial pasante 58, el diámetro interior de la cual tiene un diámetro que corresponde al diámetro exterior del tubo 12, entendiéndose el término "corresponde", en el contexto del presente invento, que tienen los mismos diámetros. Asimismo, la pieza de cierre 42, en el exterior de la zona que contiene la abertura axial pasante 58, tiene una sección cónica 57 con una depresión radial 59. La depresión 59 puede recibir un anillo de seguridad 102, que fija la posición axial del manguito 92. A tal objeto, el manguito 92 un resalte 100, en un extremo 93 de una superficie interna 94, que preferiblemente tiene forma radial. El resalte 100 tiene un diámetro interior que es menor que el diámetro exterior del anillo de seguridad 102 y que corresponde al diámetro exterior de la sección cónica 57. Este fija la posición axial del manguito 92 con respecto a la primera pieza de cierre 42.

El manguito 92 también tiene un resalte 91, que sobresale de la superficie interna 94, paralelo al eje del tubo 12, y tiene una ranura 89. El resalte 91 tiene una superficie interna 87 configurada de modo que queda en una superficie lateral 61 de la pieza de cierre 42 de un modo de cierre positivo, y por tanto evita el giro radial del manguito 92 y la pieza de cierre 42. La superficie lateral 61 también tiene una ranura 63 en que, una vez montado el cierre de bayoneta 40, queda dispuesta la ranura 89 del manguito 92, con el resultado de que el manguito 92 queda en una posición definida con respecto a la pieza de cierre 42.

La pieza de cierre 42 comprende además un manguito 60 con una superficie interior del manguito 62. En la superficie interior del manguito 62 hay resaltes 64 dirigidas radialmente hacia al interior. El manguito 60 forma, en la práctica, un interior del cierre de bayoneta 40.

Igualmente, la pieza de cierre 44 comprende dos subelementos esencialmente semicirculares 50 y 52. Cada uno de los subelementos 50 y 52 tiene dos superficies de contacto planas 68 y 70, que hacen tope una contra otra cuando la pieza de cierre 44 está colocada en posición. Así también es posible colocar a continuación la pieza de cierre 44 en posición sobre el tubo 14. La pieza de cierre 44 está fijada en sentido radial mediante un manguito 104. El manguito 104 tiene un diámetro interior que corresponde al diámetro exterior de la pieza de cierre 42. El manguito 104 también tiene una superficie lateral 106, cuyo diámetro corresponde al diámetro interior del primer manguito 94.

La pieza de cierre 44 tiene una abertura pasante 76, cuyo diámetro interior corresponde esencialmente al diámetro exterior de la sección ensanchada 30 del tubo 14. Así, la pieza de cierre 44 puede moverse axialmente con respecto a la sección ensanchada 30 y la brida 36.

Además, en su extremo 73, la pieza de cierre 44 tiene una sección cónica 74 con una depresión radial 75. En este caso, la depresión 75 puede volver a recibir un anillo de seguridad 102, cuyo diámetro exterior nuevamente es mayor que el diámetro interior de un resalte 108 que se extiende radialmente hacia adentro de un resalte 108, que se extiende radialmente hacia adentro, en el extremo 105 del segundo manguito 104. El diámetro interior en la zona del manguito 104 - que lleva el resalte 108 - corresponde al diámetro exterior de la sección cónica 74 de la pieza de cierre 44. Esto fija el manguito 104 en sentido axial.

El manguito 104 también tiene un resalte 110, que se extiende más allá de una superficie interior 112, paralela al eje del tubo 14. El resalte 110 tiene una superficie interna 114 diseñada de modo que queda en una superficie lateral 53 de la pieza de cierre 44 con un modo de cierre positivo y por tanto evitando el giro radial del manguito 104 y la pieza de cierre 44.

Asimismo, en la zona de la sección de enchufe 77, el subelemento 50 de la pieza de cierre 44 tiene un resalte 78, cuya superficie lateral 80 corresponde al diámetro interior del resalte 64 de la primera pieza de cierre.

En la zona de la sección de enchufe 77, el subelemento 52 tiene una superficie anular que la circunda radialmente 82. La superficie anular 82 tiene una primera sección 84, que es paralela respecto a las superficies de junta 22 y 38 y pasa dentro de una segunda sección 86, que es cónica o oblicua con respecto a las superficies de junta 22 y 38. Por último, la sección 86 es seguida de nuevo por una sección paralela 88, que termina en un resalte de tope, dispuesto axialmente 90.

La longitud axial general de la sección insertable 77 es tal que cuando se enchufa en el manguito 60 de la pieza de cierre 42, puede enganchar detrás de los resaltes 64 por medio de su superficie anular 82. El diámetro interior de la sección insertable 77 se selecciona mayor que el diámetro exterior de las bridas 24 y 36.

El primer manguito 92 también tiene por lo menos un primer orificio 95, en que va dispuesto un pasador desplazable radialmente 96 que sirve como elemento indicador. En su costado dispuesto radialmente al interior, el pasador 96 tiene una sección circular 98. En posición desbloqueada, la sección circular 98 sobresale más allá de la superficie interna 94 del manguito 92.

La figura 2 muestra la disposición 10, en un dibujo parcialmente en sección, en una posición desbloqueada, mientas que la figura 3 muestra la disposición 10 en una posición bloqueada. Las mismas piezas que aparecen en la figura 1 llevan idénticas referencias, así que no serán descritas de nuevo.

La figura 2 muestra con claridad que, en estado desbloqueado, el pasador 96 está desplazado radialmente al interior de modo que no sobresale más allá de la superficie externa del manguito 92. Por tanto, dicho pasador 96 ha quedado completamente retraído dentro del orificio 95.

En la posición de bloqueo, que aparece en la figura 3, el extremo 16 del tubo 12 se acopla en la sección ensanchada 30 del tubo 14. Al mismo tiempo, la sección insertable 77 de la pieza de cierre 44 se acopla al manguito 60 en la pieza de cierre 42. Haciendo referencia a las fases que se explican con mayor detalle haciendo referencia a las figuras 4a a 4c, las piezas de cierre 42 y 44 están giradas una con respecto a la otra durante la transferencia desde la posición de desbloqueo, de acuerdo con la figura 2, a la posición de bloqueo según la figura 3, en cuyo caso dichas piezas de cierre avanzan simultáneamente una hacia la otra en sentido axial. El avance axial de las piezas de cierre 42 y 44 se define mediante la progresión de la superficie anular 82. Cuando la sección insertable 77 se enchufa en el manguito 60, los resaltes 64 se acoplan en la zona de depresión 78 de la sección insertable 77. Una vez girada la pieza de cierre 44, luego el resalte 64 hace tope contra la superficie anular 82.

Las piezas de cierre 42 y 44 se hacen girar una respecto a la otra hasta el momento que el resalte 64 puede guiarse a lo largo de la superficie anular 82. Así se alcanza la situación en que las piezas de cierre 42 y 44 se mueven una hacia la otra en sentido axial en la sección cónica 86. La posición definitiva de cierre se alcanza cuando el resalte 64 hace tope contra el resalte 90. En posición cerrada, el manguito 104 se acopla igualmente al manguito 92. En el movimiento axial de avance de las piezas de cierre 42 y 44 una hacia la otra durante el giro, el manguito 104 alcanza aquella zona del manguito 92 donde se encuentra el pasador 96. Al continuar el giro de las piezas de cierre 42 y 44 entre sí, durante el cual la sección cilíndrica 98 del pasador 96 se desliza a lo largo de la rampa 72, desplazándose dicho pasador 96 radialmente hacia al exterior, dando como resultado que sobresale más allá de la superficie exterior/superficie lateral 101 del manguito 92. Así, el pasador 96 sirve para indicar la posición de bloqueo de la disposición 10. Si dicho posición de bloqueo es correcta, puede sentirse o verse el pasador 96.

Mientras las piezas de cierre 42 y 44 se mueven una hacia otra en sentido axial, y por tanto las bridas 24 y 63 avanzan una hacia la otra, el elemento de junta 38 hace tope con las superficies de junta 22 y 38.

Las figuras 4a a 4c vuelven a mostrar gráficamente la conducción de la disposición 10, es decir de las piezas de cierre 42, 44 desde la posición de desbloqueo a la posición de bloqueo o cierre. La figura 4a muestra la posición de desbloqueo con la pieza de cierre 42 colocada en el extremo 16 del tubo 12 y la pieza de cierre 44 colocada en el extremo 18 del tubo 14.

De acuerdo con la figura 4b, la pieza de cierre 44 se introduce en el manguito 60 de la pieza de cierre 42 por medio de su sección insertable 77. Al mismo tiempo, el extremo 16 del tubo 12 pasa dentro de la sección ensanchada 30 del tubo 14 y el manguito 104 pasa dentro del manguito 92. La pieza de cierre 44 es empujada dentro de la pieza de cierre 42 en una posición definida, en que el resalte 64 puede acoplarse en la depresión 78 y ser empujada en la misma en sentido axial. Una vez el resalte 64 se ha movido axialmente a lo largo de la superficie lateral 80 de la depresión hasta que está a nivel de la superficie anular 82, las piezas de cierre 42 y 44 se hacen girar una respecto a la otra. En este caso, el resalte 64 es guiado a lo largo de la superficie anular 82, con el resultado de que - tal como se ha explicado antes - adicionalmente tiene lugar un movimiento axial en la sección 86. Mientras las piezas de cierre 42, 44 giran una respecto a la otra, la sección circular 98 del pasador 96 se desliza por la rampa 72 siendo así empujado radialmente al exterior a través del orificio 95. A su vez, la sección 88 de la superficie anular 82 corre paralela al movimiento de giro, lo cual significa que no hay más movimiento axial en dicho lugar. El resalte 64 es conducido hasta llegar al resalte 90 y hace tope contra el mismo sin someterlo a esfuerzo. El giro de las piezas de cierre 42 y 44, una respecto a la otra, en sentido opuesto, para desbloquear la disposición 10, puede llevarse a cabo si el resalte 64 es guiado de nuevo a la zona de la sección cónica 86. Dado que el elemento de junta 34 consiste usualmente de un material elástico que se comprime/presiona en sentido axial durante el cierre, siendo así posible proporcionar una fuerza de recuperación para la operación de desbloqueo. De este modo se asiste la operación de desbloqueo de la disposición en la zona de la sección cónica 86, dando como resultado de que no se requiere ninguna herramienta adicional.

Claims

1. Disposición para conectar dos elementos tubulares (14, 16), en particular los extremos de dos tubos en un sistema de aire acondicionado, teniendo dos piezas de cierre (42, 44) mutuamente asociadas que, para alcanzar una posición de cierre, pueden hacerse girar una respecto a la otra y desplazarse entre sí en sentido axial, comprendiendo cada pieza de cierre (42, 44) por lo menos dos subelementos (46, 48; 50, 52) por ejemplo a modo de un cierre de bayoneta, caracterizada por el hecho de que dichos subelementos (46, 48; 50, 52) están fijados en sentido radial por dos manguitos que se acoplan entre sí (92, 104).

2. Disposición de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que los manguitos (92, 104) tienen resaltes dirigidos radialmente al interior (100, 108) en sus extremos (93, 105).

3. Disposición de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que las piezas de cierre (42, 44) tienen secciones cónicas (57, 74) en sus extremos (55,73).

4. Disposición de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que las secciones cónicas (57,74) tienen una depresión que las circunda radialmente (59, 75).

5. Disposición de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que los manguitos (92, 104) están fijados en sentido axial por un anillo de seguridad (102) en cada caso, el cual se acopla en las depresiones (57, 59).

6. Disposición de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que el primer manguito (92) tiene por lo menos un orificio (95) con un pasador (96) montado de manera que puede moverse radialmente.

7. Disposición de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que el pasador (96) puede desplazarse radialmente en virtud de que las piezas de cierre (42, 44) se hace girar una respecto a la otra.

8. Disposición de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que hay un elemento de junta (34) diseñado de manera que se produce la compresión axial durante el cierre.

9. Disposición de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que los extremos (16, 18) de los tubos (12, 14) forman bridas (24, 36) que tienen superficies de junta (22, 38).

10. Disposición de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que en sus superficies anulares alejadas de las superficies de junta (22, 38), las bridas (24, 36) hacen tope contra las piezas de cierre (42, 44) de una manera que quedan cerradas positivamente.

11. Disposición de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que los manguitos (12, 14) paralelos al eje de los tubos (12, 14) tienen resaltes (91, 110) en sus superficies interiores (87, 114).

12. Disposición de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que las piezas de cierre (42, 44) tiene superficies laterales (53, 61) que hacen tope contra las superficies interiores (87, 114) de una manera que queden cerradas positivamente.