ES2232446T3 - Manguera con superficie interna ondulada y pieza de insercion. - Google Patents
Manguera con superficie interna ondulada y pieza de insercion.Info
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Abstract
Manguera (1) para transportar preferiblemente medios gaseosos a altas temperaturas y elevada presión, con una superficie interna ondulada (5) que presenta depresiones (9) y elevaciones (7), y por lo menos una pieza de inserción (11) a introducir en un extremo de la manguera (1), de manera que en la zona de contacto entre la superficie interna (5) de la manguera (1) y la superficie externa (13) de la pieza de inserción (11) existe por lo menos un elemento de junta (17), caracterizada por el hecho de que el elemento de junta (17) consiste de un material cristalino y el material del elemento de junta (17) es más blando que el material de la superficie interna (5) de la manguera (1).
Description
Manguera con superficie interna ondulada y pieza
de inserción.
El invento hace referencia a una manguera con una
pieza de inserción, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación
1.
Se conoce una de tales disposiciones a través del
documento US-5.349.988.
Ya se conocen mangueras de la mencionada clase.
Sirven para transportar medios en forma de gases o líquidos, y se
utilizan por ejemplo en la industria del automóvil, donde se
emplean, entre otros, en instalaciones de climatización y/o sistemas
de servofreno. Los fabricantes las producen como "materiales por
metros" y se cortan a la medida deseada. Los extremos de las
mangueras así formadas han de prepararse de manera que tales
mangueras puedan integrarse de un modo apropiado a un sistema para
el transporte de medios que son preferiblemente gaseosos. A tal
efecto, por lo menos en un extremo se prevé una pieza de inserción,
también conocida como accesorio para tubos, que es colocada en dicho
extremo. Las mangueras aquí tratadas tienen su costado interior
provisto de una superficie interna ondulada, presentado pues
elevaciones y depresiones. Es necesario que la manguera cierre
herméticamente en la pieza de inserción para que también puedan
transportarse medios sometidos a alta presión, sin que salga el
medio a alimentar por la zona de la pieza de inserción. La pieza de
inserción, colocada en por lo menos un extremo de una manguera,
sobresale y puede unirse de manera hermética con una pieza de
conexión. Por tanto es posible conectar la manguera a un elemento
adecuado de la instalación que sirve para transportar el medio
gaseoso, pero también para unir extremos de manguera entre sí.
Se ha puesto de manifiesto que en determinadas
circunstancias de funcionamiento no puede mantenerse durante largo
tiempo una conexión hermética entre la pieza de inserción y el
correspondiente extremo de manguera. En algunos casos también ha
llegado a soltarse la unión entre la manguera y la pieza de
inserción.
Por tanto, el objeto del invento es crear una
manguera que permita una unión segura y hermética entre la manguera
y la pieza de inserción.
Este objeto se consigue mediante una manguera que
presenta las características que figuran en la reivindicación 1. El
elemento de junta previsto en la zona de contacto entre la
superficie interna de la manguera y la superficie externa de la
pieza de inserción, y que puede estar formado por un material
cristalino, en especial metálico, preferiblemente de una aleación de
plomo o de cobre. El elemento de junta impide la salida del medio
transportado a través de la manguera, de modo que esta zona de
contacto entre la superficie interna de la manguera y la superficie
externa de la pieza de inserción no pueda resultar dañada. Con ello
se garantiza, por un lado que la unión entre la manguera y la pieza
de inserción permanezca hermética a largo plazo y, por otro lado que
dicha unión no se suelte.
El material del elemento de junta es más blando
que el material de la superficie interna de la manguera. Así pues,
el elemento de junta, que antes de introducir la pieza de inserción
se encuentra en las depresiones de la superficie interna de la
manguera, se deforma plástica o elásticamente al introducir la pieza
de inserción, de manera que debido al roce adherente entre el
elemento de junta y la superficie interna de la manguera se produce
una unión con ajuste de fuerza y/o de forma, a causa de las entallas
o rayas del elemento de junta, que se forman entre dicho elemento de
junta y la superficie interna de la manguera.
Otro ejemplo de forma de realización del invento
prevé que las depresiones en la superficie interna de la manguera se
formen con ranuras anulares circundantes. Esta forma de realización
permite que pueda colocarse un elemento de junta en forma de anillo
en una o más depresiones. En este caso resulta posible realizar de
manera sencilla una unión hermética entre la pieza de inserción y la
manguera.
En un ejemplo de forma de realización preferida
de la manguera se ha previsto que la depresión esté formada por una
ranura que circunda una línea helicoidal imaginaria. Esta forma de
realización facilita la colocación de los elementos de junta, que
entonces están formados como anillos abiertos, dentro de la
manguera. Los elementos de junta que aquí se utilizan siguen la
depresión en forma de línea helicoidal. Su longitud puede adaptarse
en cada caso a la correspondiente junta hermética. También es
posible aplicar elementos de junta que circunden más de una vez la
superficie externa de la pieza de inserción. Además, en este caso,
de manera análoga a los elementos en forma de anillo, es posible
colocar elementos de junta en las correspondientes ranuras o
depresiones limítrofes.
En otro ejemplo de forma de realización ventajosa
de la manguera, el elemento de junta tiene una sección transversal
circular o poligonal, preferiblemente triangular o trapezoidal. La
sección transversal circular del elemento de junta proporciona
especialmente muchas superficies que pueden entrar en contacto con
ajuste de forma con la superficie interna de la manguera. En el caso
de secciones transversales poligonales resulta posible que el
elemento de junta se apoye con una zona del canto a la superficie
interna de la manguera o a la superficie externa de la pieza de
inserción, de manera que pueden desarrollarse fuerzas de presión
superficial especialmente elevadas, las cuales también permiten
obtener una hermeticidad segura con presionen más altas.
En otro ventajoso ejemplo de forma de realización
de la manguera, la pieza de inserción está hecha de acero refinado,
plástico, poliamida o similar. La elección de estos materiales tiene
la ventaja de que su trabajo no presenta problemas, lo cual facilita
la fabricación de la pieza de inserción.
En el resto de reivindicaciones se indican otros
ejemplos de formas de realización preferidas.
A continuación se explica el invento con mayor
detalle haciendo referencia al dibujo, en el cual:
La figura 1 es una sección longitudinal a través
de un primer ejemplo de forma de realización de la manguera;
La figura 2a es una vista en planta desde encima
de un primer ejemplo de forma de realización de un elemento de
junta;
La figura 2b es una vista en planta desde encima
de un segundo ejemplo de forma de realización de un elemento de
junta;
La figura 3a es una sección a lo largo del plano
E, a través de un elemento de junta según la figura 1;
La figura 3b es una sección a lo largo del plano
E, a través de otro elemento de junta según la figura 1; y
La figura 3c es una sección a lo largo del plano
E, a través de otro elemento de junta según la figura 1;
La figura 1 muestra la mitad superior de una
sección longitudinal a través de una manguera 1. La misma comprende
una envoltura de manguera 3, formada por varias capas individuales
3a, 3b, 3c, dispuestas respectivamente coaxiales unas respecto a las
otras. Naturalmente, la cantidad de capas individuales que forman la
envoltura de la manguera 3 no queda limitada a tres; en este caso,
las tres capas individuales 3a, 3b, 3c se han utilizado únicamente a
modo de ejemplo. El costado interno de la manguera está conformado
de modo ondulado; en su superficie interna 5, la manguera 1 presenta
pues elevaciones 7 y depresiones 9. Para los fines de esta
solicitud, se entienden como elevaciones 7 las partes que sobresalen
hacia al interior, es decir aquellas partes que están más próximas
al eje central A. De manera respectiva, las depresiones 9 son
aquellas partes de la superficie interna 5 de la manguera 1 que se
encuentran a la mayor distancia del eje central A. Las elevaciones 7
y las depresiones 9 forman respectivamente, de acuerdo con la figura
1, una estructura en la superficie interna 5 de la manguera 1 que
aquí ha sido representada, a modo de ejemplo, como una estructura
ondulada regular W. La estructura ondulada W de la superficie
interna 5 de la manguera 5 puede quedar limitada a la zona extrema
de la manguera 1 indicada en la figura 1, pero también puede abarcar
toda la longitud de la manguera 1. Se prefiere la última variante
citada dado que su fabricación es más sencilla y por tanto más
económica. Preferiblemente se ha previsto realizar la estructura
ondulada W mediante un tubo ondulado.
La figura 1 muestra asimismo una pieza de
inserción 11 introducida desde la derecha en el extremo de la
manguera 1. El diámetro interior de la manguera y el diámetro
exterior de la pieza de inserción 11 se han ajustado de tal modo uno
al otro que las elevaciones 7 forman cámaras 15, junto con las
depresiones 9 y una superficie externa 13 de la pieza de inserción
11. En dichas chamares se colocan elementos de junta 17. Las
elevaciones 7 tocan aquí en zonas de contacto 14 la superficie
externa 13 de la pieza de inserción 11. En la figura 1 puede verse
que la forma geométrica de las zonas de contacto 14 depende de la
relación existente entre el diámetro externo de la pieza de
inserción 11 con respecto al diámetro interno de la manguera 1, y
especialmente del radio de curvatura de las elevaciones 7 en el área
de la zona de contacto 14.
La sección longitudinal a través de la manguera 1
tan solo muestra la "mitad superior" de la manguera 1, es decir
representa tanto el ejemplo de forma de realización en que las
depresiones 9 están formadas por ranuras circundantes en forma de
anillo, como también el ejemplo de forma de realización en que
presenta como depresiones 9 una o más ranuras que circundan una
línea helicoidal imaginaria. En el primer caso, la "mitad
inferior" de la manguera se obtiene mediante una simple rotación
de la "mitad superior" alrededor del eje central A, mientras
que en último caso, se consigue la "mitad inferior" de la
manguera 1 haciendo girar la "mitad superior", alrededor del
eje central A al mismo tiempo que se desplaza longitudinalmente a lo
largo de dicho eje central A.
La figura 1 muestra asimismo un manguito 19
colocado sobre el extremo de la manguera. Dicho manguito sirve para
fijar la pieza de inserción 11 que sobresale de la manguera en la
zona extrema de dicha manguera 1. Además, ofrece una protección a la
capa individual 3a colocada más al exterior de la manguera 1 frente
a efectos mecánicos externos e impide que se despeguen las capas
individuales en el extremo de la manguera, lo cual conllevaría la
destrucción de la manguera.
La manguera 1 presenta elementos de junta 17, en
este caso tres, en las cámaras 15a, 15b, 15c existentes en las
depresiones 9a, 9b, 9c. Los elementos de junta 17 han sido
representados, por motivos de claridad, de tal manera en la figura
1, que no están en contacto con las elevaciones 7, las depresiones 9
de la superficie interna 5 de la manguera 1 ni con las superficies
externas 13 de la pieza de inserción 11. En la práctica, los
elementos de junta 17 quedan naturalmente aplastados o deformados,
respectivamente, en las cámaras 15. Tampoco se han plasmado en el
dibujo de la figura 1 las estrías o rayas que se producen en el
elemento de junta 17 debido a las diferencias de dureza de los
materiales del elemento de junta 17 y la pieza de inserción 11.
En la zona externa de la manguera 1 pueden
preverse uno o más elementos de junta 17. Caso de utilizar varios
elementos de junta, estos pueden ser iguales o bien presentar
diversas formas de sección transversal. Así, la sección transversal
del elemento de junta 17 situado en la cámara 15a es circular, la
sección transversal del elemento de junta 17 que se encuentra en la
cámara 15b es triangular, mientras que la sección transversal del
elemento de junta 17 de la cámara 15c tiene forma trapezoidal.
En la figura 1 se han representado elementos de
junta en tres cámaras consecutivas. A tal respecto hay que decir lo
siguiente: La cantidad de elementos de junta empleado depende de los
diversos casos de funcionamiento. Normalmente será suficiente
colocar un elemento de junta en una de las cámaras 15 formadas entre
la pieza de inserción 11 y la superficie interna de la manguera 1.
Sin embargo, también es previsible, por ejemplo en el caso de alta
presión interna dentro de la manguera 1, colocar un elemento de
junta en más de una cámara y, en caso necesario, tal como se ha
representado aquí, prever elementos de junta en varias cámaras,
también en más cámaras contiguas, los cuales también pueden tener
secciones transversales de diferentes formas.
Las figuras 2a y 2b muestran elementos de junta
17 vistos en planta. El ejemplo de forma de realización del elemento
de junta represando en la figura 17 se emplea en aquellos ejemplos
de forma de realización de la manguera 1 que presentan ranuras
anulares periféricas a modo de depresiones 9, mientras que el
ejemplo de forma de realización del elemento de junta 17
representado en la figura 2b se emplea con aquellos ejemplos de
forma de realización de la manguera 1 en que se prevén como
depresiones 9 una o más ranuras dispuestas unas al lado de otras, y
que circundan una línea imaginaria helicoidal. En este ejemplo de
forma de realización el elemento de junta 17 dispone de una
hendedura, y en determinados casos tiene forma espiral, de modo que
los extremos del elemento de junta 17 no quedan en un mismo plano.
La longitud del elemento de junta representado en la figura 2b
corresponde a la longitud del elemento de junta 17 que se ha
representado en la figura 2a. Sin embargo, en caso de una ligera
presión interna dentro de la manguera 1 es posible disponer
elementos de junta relativamente juntos en la ranura o depresión 9
conformada como una línea imaginaria de forma helicoidal, y
garantizar así un cierre hermético del interior de la manguera. Por
el contrario, con una alta presión dentro de la manguera 1 pueden
utilizarse elementos de junta con una longitud que sea esencialmente
mayor que el elemento de junta de forma anular de la figura 2a. Por
ejemplo, es previsible que el elemento de junta 17 según la figura
2b se extiende en más espiras de la línea helicoidal imaginaria y
lograr sí una zona de junta especialmente grande.
Las figuras 3a, 3b y 3c muestran una sección a
través del elemento de junta representado en las figuras 2a y 2b,
respectivamente, a lo largo del plano de corte E. En esta caso, la
figura 3a muestra un elemento de junta 17 con sección transversal de
forma circular, la figura 3b un elemento de junta 17 con sección
transversal de forma triangular, y la figura 3c un elemento de junta
17 con sección transversal de forma trapezoidal. Naturalmente,
también son previsibles otras secciones transversales.
Un elemento de junta 17 con sección transversal
de forma circular, de acuerdo con la figura 3a, se caracteriza por
una zona de contacto especialmente grande, tanto con la superficie
externa de la pieza de inserción 11 como también con la superficie
interna 5 de la manguera 1. Cuando el diámetro exterior del elemento
de junta 17 se corresponde esencialmente con la anchura de la
depresión 9 y en especial al doble del radio de curvatura de la base
de la depresión 9, se consiguen superficies de apoyo especialmente
grandes y por tanto grandes zonas de junta.
En la figura 3 también se han representado
elementos de junta con secciones transversales de forma poligonal.
Un primer elemento de junta tiene sección transversal de forma
triangular y un segundo tiene forma trapezoidal. En esta forma de
realización es previsible que uno o más cantos del elemento de junta
entren en contacto con la superficie interna de la manguera 1 y
respectivamente con la superficie externa de la pieza de inserción
11, de tal modo que se produzcan entallas o estrías, de manera que
en todo caso también aquí se garantiza una óptima hermeticidad.
Dado el hecho de que los elementos de junta 17
están hechos de un material cristalino, especialmente metálico, se
obtiene una alta resistencia química frente a los medios
transportadores dentro de la manguera. Además es posible utilizar
los elementos de junta 17 con valores de temperatura y presión muy
elevados. Han demostrado ser muy aptos los elementos de junta 17 que
están hechos de una aleación de plomo o de cobre.
Se ha puesto de manifiesto que la unión aquí
descrita entre el extremo de la manguera y la pieza de inserción
tiene un funcionamiento especialmente seguro. Es decir, incluso con
una alta presión interna se obtiene una conexión hermética a la
presión entre la superficie interna de la manguera y la superficie
externa de la pieza de inserción. Esto se consigue mediante los
elementos de junta aquí descritos, formados por un material
cristalino, y que por tanto tienen forma especialmente estable. Ni
siquiera con elevada presión interna en la manguera son arrastrados
de su posición hermética ni tampoco son sacados o casi extrusionados
fuera de la correspondiente depresión. Pero los elementos de junta
no solo resisten la alta presión sino también los medios o
temperaturas, respectivamente, que son tratados dentro de la
manguera.
Los elementos de junta también están en
condiciones de garantizar, en una amplia zona de aplicación, una
sólida y hermética unión entre la manguera y la pieza de
inserción.
Ha demostrado ser ventajoso el uso de elementos
de junta hechos de una aleación de plomo o también de una aleación
maleable de cobre, que se caracterice por tener un alargamiento a la
rotura del orden del 0 a más del 60% y, respectivamente, un limite
de alargamiento que esté comprendido entre 10 y 500 N/mm^{2}. El
módulo E de dicha aleación es del orden de 190 a 120\cdot10^{3}
N/mm^{2}. La aleación maleable de cobre está compuesta de cobre y
porcentajes de aleación que pueden llegar hasta el 50% de la
aleación. Como componente de la aleación se utiliza preferiblemente
zinc y/o estaño. Para el elemento de junta puede utilizarse
preferentemente una aleación de cobre y zinc (CuZn30), que se
caracteriza con el número de material 2.0265.
La capa más interna 3c de la manguera 1 puede
llevar un recubrimiento de metal en su costado interno. Pero también
es posible usar en este caso un denominado tubo ondulado, sobre cuyo
costado exterior se apoya o va fijada respectivamente la capa
individual 3c.
Para el recubrimiento metálico o el tubo
ondulado, respectivamente, puede emplearse ventajosamente un acero
inoxidable con el número de material 1.4541, 1.4404 ó 1.4571. El
material aquí utilizado se caracteriza por una aleación que tiene un
alto porcentaje de cromo, o respectivamente también de níquel. El
límite de alargamiento del material es del orden de 100 y 500
N/mm^{2}, mientras que el alargamiento a la rotura es desde 0
hasta más del 500%. El módulo E está comprendido entre 190 y
220\cdot10^{3} N/mm^{2}.
Además, lo esencial es que el manguito 19 ejerza
sobre el extremo de la manguera una tal fuerza que el elemento de
junta 17 quede apretado entre la superficie interna de la manguera
5, y respectivamente entre el recubrimiento metálico de la capa
individual 3c o el tubo ondulado, y la pieza de inserción 11 para
que se produzca una deformación elástica o plástica del elemento de
junta y que se consiga la hermeticidad deseada. Dicho efecto
hermético se mejora por el hecho de que se combinan entre sí los
materiales adecuados para el elemento de junta, el recubrimiento
metálico o el tubo ondulado respectivamente, y la pieza de
inserción. Para ello resulta especialmente ventajoso si se utiliza
para el elemento de junta un material fácilmente deformable, que se
deforme de tal modo al montar el manguito en la manguera entre dicha
manguera y la pieza de inserción, que se obtenga una unión con
cierre de fuerza y/o de forma y se refuerce el efecto de la
junta.
Claims (13)
1. Manguera (1) para transportar preferiblemente
medios gaseosos a altas temperaturas y elevada presión, con una
superficie interna ondulada (5) que presenta depresiones (9) y
elevaciones (7), y por lo menos una pieza de inserción (11) a
introducir en un extremo de la manguera (1), de manera que en la
zona de contacto entre la superficie interna (5) de la manguera (1)
y la superficie externa (13) de la pieza de inserción (11) existe
por lo menos un elemento de junta (17), caracterizada por el
hecho de que el elemento de junta (17) consiste de un material
cristalino y el material del elemento de junta (17) es más blando
que el material de la superficie interna (5) de la manguera (1).
2. Manguera de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizada por el hecho de que las depresiones (9) están
formadas por ranuras circundantes en forma de anillo.
3. Manguera de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada por el hecho de que el
elemento de junta (17) está formado como anillo cerrado.
4. Manguera de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizada por el hecho de que la depresión (9) está
formada por una ranura que circunda una línea helicoidal
imaginaria.
5. Manguera de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 ó 4, caracterizada por el hecho de que el
elemento de junta (17) está conformado como un anillo abierto,
respectivamente en forma de espiral.
6. Manguera de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de
que el elemento de junta (17) tiene una sección transversal de forma
circular o poligonal, y preferiblemente en forma de triángulo o de
trapecio.
7. Manguera de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de
que entre el elemento de junta (17) y la manguera (1) se ha previsto
una unión con ajuste de fuerza y/o de forma.
8. Manguera de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de
que entre el elemento de junta (17) y la pieza de inserción (11) se
ha previsto una unión con ajuste de fuerza y/o de forma.
9. Manguera de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de
que una pieza de inserción (11) está hecha de acero refinado,
plástico, poliamida o similar.
10. Manguera de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de
que para el elemento de junta (17) se utiliza una aleación maleable
de cobre, preferiblemente una aleación de cobre y zinc, que se
caracteriza por un alargamiento a la rotura del orden del 0
al 60% y/o un límite de alargamiento del orden de 10 a 500
N/mm^{2} y/o un módulo de elasticidad (módulo E) del orden de 90 a
120\cdot10^{3} N/mm^{2}.
11. Manguera de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de
que su superficie interna está provista de un recubrimiento metálico
o de un tubo ondulado.
12. Manguera de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizada por el hecho de que el recubrimiento metálico o
el tubo ondulado comprenden respectivamente un acero inoxidable con
un limite de alargamiento del orden de 100 a 500 N/mm^{2} y/o con
un alargamiento a la rotura del orden del 0 a más del 50% y/o un
módulo de elasticidad del orden de 190 a 220\cdot10^{3}
N/mm^{2}.
13. Manguera de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de
que para la pieza de inserción se utiliza un acero para tornos
automáticos, respectivamente un acero inoxidable, con un limite de
alargamiento del orden de 50 a 500 N/mm^{2} y/o con un
alargamiento a la rotura del orden del 0 a más del 50% y/o un módulo
de elasticidad del orden de 190 a 220\cdot10^{3} N/mm^{2}.
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