ES2214391T3 - Procedimiento y aparato para la fabricacion de un manguito de derivacion en una tuberia. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para el doblado de los bordes de un orificio de tubería para un manguito o cuello a unir al orificio mediante la utilización de un molde de conformación (3), el cual es radialmente movible respecto a la tubería y el cual es desplazable desde el interior de la tubería hacia fuera para dar forma al manguito, estando la rectificación de un manguito fabricado mediante el molde de conformación (3) en cuanto a su redondez y/o sus tamaños diametrales efectuada por medio de un mandril de calibración (11) movible desde el exterior de la tubería hacia el interior, el cual es presionado mediante una unidad conductora externa hacia dentro del manguito fabricado mediante el molde de conformación (3), estirando el mandril de calibración (11) el manguito para que se corresponda con su propio tamaño, caracterizado por el hecho de que tras su penetración dentro del cuello, el mandril de calibración (11) empuja el molde de conformación hacia su posición inicial para una nueva operación de fabricación del manguito.

Description

Procedimiento y aparato para la fabricación de un manguito de derivación en una tubería.

La invención se refiere a un procedimiento como se define en el preámbulo de la reivindicación 1 (véase por ejemplo la patente JP-A-62292219) y un aparato como se define en el preámbulo de la reivindicación 3 para la fabricación de un manguito de derivación o cuello en una tubería.

Este tipo de dispositivo es ya conocido a partir de la publicación anterior de patente US 5,515,710 del mismo solicitante.

Cuando un revestimiento o recubrimiento tubular de metal está formado con una ramificación, un manguito o cuello cilíndrico mediante el estirado del material de revestimiento, su tamaño final está determinado por la elasticidad de la tubería y las tensiones residuales internas del material. Por lo general, el tamaño del manguito según una dirección transversal de la tubería D_{2} es menor que en una dirección longitudinal D_{1}. Además, en la mayoría de los materiales relevantes, por ejemplo en un acero inoxidable, el tamaño del manguito en una dirección transversal es menor que en una dimensión D_{2}' de la herramienta usada para la formación del manguito.

Este problema ha sido tratado en la anterior publicación de patente US-5,515,710 proporcionando al molde de conformación un diámetro más grande que el de la tubería. El molde de conformación sobredimensionado es dirigido dentro de una tubería extrusionando la tubería a una elipticidad, por lo que su diámetro aumenta en la dirección sobredimensionada del molde de conformación. Esta disposición es posible con tuberías largas y de paredes finas, las cuales poseen un requerida elasticidad. Con respecto a las tuberías pequeñas, en que el ratio del diámetro hasta una pared gruesa altera la elasticidad de la tubería de tal manera que dicha utilización de la elasticidad y la elipticidad de la tubería no es funcional, la forma y dimensionado de un manguito o cuello puede ser implementado como se describe en esta invención.

Un objetivo de la presente invención es proporcionar un procedimiento y un aparato, que puede ser usado para corregir la redondez y las dimensiones diametrales de un manguito o cuello formado por medio de un dispositivo de fabricación de manguitos descrito en la publicación de patente US-5,515,710.

Este objetivo es conseguido mediante un procedimiento expuesto en la reivindicación 1 adjunta y un aparato expuesto en la reivindicación 3 adjunta. Las reivindicaciones dependientes describen preferentemente realizaciones de la invención.

La invención será ahora descrita con más detalle mediante un ejemplo de trabajo con referencia a los dibujos que se acompañan, en los cuales

fig. 1 muestra un aparato de la invención según unas vistas lateral y en planta, respectivamente;

fig. 2 muestra una vista en perspectiva de una tubería con un manguito y las dimensiones relativas de su manguito y de una herramienta de conformación con relación al diámetro de la tubería D;

fig. 3 muestra el aparato de la fig. 1 en la posición inicial de un molde de conformación, según el dispositivo descrito en la publicación de patente US-5,515,710 excepto para el dimensionado de un molde de conformación (un mandril de calibración de la invención no se muestra);

figs. 3A y 3B ilustran el molde de conformación y su dimensionado en varias direcciones diametrales;

fig. 4 muestra una sección tomada a lo largo de una línea IV-IV de la fig. 1; y

fig. 5 muestra el dimensionado de un mandril de calibración en varias direcciones diametrales.

Con referencia a la realización ilustrada, un cuerpo 1 del aparato comprende un elemento cilíndrico provisto de un orificio longitudinal de sección transversal rectangular, el cual está ajustado con una cuña alargada 2 y su miembro base 5 cuyo extremo 4 puede ser acoplado mediante una unidad conductora para accionar la cuña alargada 2 del cuerpo 1.

El cuerpo 1 presenta su superficie cilíndrica formada con un orificio o cavidad 9 sensiblemente radial. El orificio o cavidad 9 también puede estar dispuesto según un ángulo deseado en el rango de 90º-45º con respecto al eje central del cuerpo 1. Sin embargo, las derivaciones de tuberías más comunes son perpendiculares y los manguitos o cuellos más comunes son perpendiculares, de modo que el ángulo es 90º. La parte inferior del molde de conformación 3 está en contacto con una superficie de cuña 14 de la cuña 2 cuando el molde de conformación 3 está posicionado en el orificio o cavidad 9. En el caso ilustrado, la cuña 2 es accionada mediante tracción, pero puede también ser accionada mediante empuje. También es concebible emplear dos cuñas movibles en direcciones opuestas la una respecto a la otra.

Una tubería a ramificar es empujada hacia el cuerpo 1, de modo que un orificio preformado en la tubería está dispuesto en alineación por encima del orificio o cavidad 9 y del molde de conformación 3 presente en el último. Cuando la cuña 2 es forzada a desplazarse con su extremo movible más largo o grueso hacia el molde de conformación 3, dicho molde de conformación 3 es conducido hacia arriba para forzar a la pared de la tubería hacia abajo alrededor del orificio preformado. La pared de la tubería se estira alrededor del borde del orificio preformado y forma un manguito o cuello de derivación, estando su forma y dirección en concordancia con aquellas del molde de conformación 3 emergente.

El diámetro de la herramienta representada en la fig. 3 está dimensionado para un ajuste con holgura en una tubería con el fin de no dejar marcas de abrasión en la pared interior de la tubería. El molde de conformación 3 ajustado en la cavidad o orificio 9 puede no tener el tamaño para provocar marcas en el interior de la pared de la tubería. Este problema, el cual se refiere a un molde que causa una marca o un rayado, es particularmente evidente cuando se fabrica una derivación cuyo tamaño es igual al de la propia tubería.

Este problema se resuelve con un procedimiento y un aparato de la invención diseñando el molde de conformación de la derivación 3 de forma elíptica de modo que su diámetro D_{2}' transversal a la tubería es menor que el diámetro interior de la tubería y menor que un diámetro D_{1}' del molde de conformación 3 en la dirección longitudinal de la tubería.

El cuello o manguito producido mediante el molde de conformación 3 anteriormente descrito es elíptico u ovalado. El diámetro D_{2} de la derivación es menor que el diámetro interior D de la tubería como consecuencia de la dimensión D_{2}' del molde de conformación 3, así como menor que el diámetro D_{2}' del molde de conformación 3 como consecuencia de las tensiones internas de conformado y la elasticidad
del material.

La elipticidad de la derivación puede ser rectificada utilizando un mandril de calibración especial 11 para el acabado de la derivación. El mandril de calibración 11 está diseñado para un movimiento axial co-direccional con la línea central del orificio 9 presente en la herramienta de derivación y puede ser presionado contra el molde de conformación 3 con una fuerza suficiente para empujar el molde de conformación 3 enfrente del mismo dentro del orificio 9 y estirando la derivación a las dimensiones de su propio tamaño.

Los diámetros D_{3} (transversal) y D_{4} (longitudinal) del mandril de calibración 11, así como aquellos diámetros D_{1}' (longitudinal) y D_{2}' (transversal) del molde de conformación 3 están interrelacionados, dependiendo de las dimensiones y cualidades (elasticidad) de una tubería a trabajar y del resultado final deseado, particularmente si es deseable tener un diámetro interior D_{2} de una derivación que se corresponda con el diámetro interior de la tubería o si es deseable suministrar la derivación y la tubería con diámetros exteriores iguales. Si los diámetros exteriores deben ser iguales, el diámetro longitudinal D_{1}' del molde de conformación 3 se dimensiona para proporcionar la derivación con un tamaño diametral D_{1} el cual es tan largo que el diámetro exterior correspondiente de la derivación está ligeramente sobredimensionado. En este caso, el mandril de calibración 11 se dimensiona de modo que su diámetro transversal D_{3} estira los lados de la derivación hasta un tamaño uniendo el diámetro exterior de la tubería y de modo que su diámetro longitudinal D_{4} soporta la derivación en la dirección longitudinal D_{1}, permitiendo que el diámetro co-direccional con el mismo sea reducido mediante la extensión de un sobredimensionado producido por el molde 3. Una reducción del tamaño que se produce co-direccionalmente con el diámetro D_{1}' durante el proceso de calibración facilita esencialmente un estirado lateral del diámetro transversal D_{2}.

El mandril de calibración 11 tiene su extremo 12 de entrada en la tubería diseñado en forma de arco para empujar sus flancos 13 sensiblemente más cerca de la línea central de una tubería que de la posición final del extremo superior del molde de conformación 3. Tal como se señaló anteriormente, el mandril de calibración 11 tiene un diámetro transversal D_{3} que excede su diámetro longitudinal D_{4}. El mandril 11 tiene una superficie exterior que es ligeramente cónica.

De este modo, el mandril de calibración 11 tiene una función dual. Éste empuja el molde de conformación 3 hacia la parte inferior del orificio o cavidad 9 y al mismo tiempo su medida transversal desigual rectifica el error dimensional del molde de conformación 3, que resulta del hecho de que un molde de conformación, que encaja dentro de una tubería, no es capaz de producir un tamaño diametral suficientemente grande en la dirección transversal.

Claims (7)

1. Procedimiento para el doblado de los bordes de un orificio de tubería para un manguito o cuello a unir al orificio mediante la utilización de un molde de conformación (3), el cual es radialmente movible respecto a la tubería y el cual es desplazable desde el interior de la tubería hacia fuera para dar forma al manguito, estando la rectificación de un manguito fabricado mediante el molde de conformación (3) en cuanto a su redondez y/o sus tamaños diametrales efectuada por medio de un mandril de calibración (11) movible desde el exterior de la tubería hacia el interior, el cual es presionado mediante una unidad conductora externa hacia dentro del manguito fabricado mediante el molde de conformación (3), estirando el mandril de calibración (11) el manguito para que se corresponda con su propio tamaño, caracterizado por el hecho de que tras su penetración dentro del cuello, el mandril de calibración (11) empuja el molde de conformación hacia su posición inicial para una nueva operación de fabricación del manguito.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el molde de conformación (3) es utilizado para fabricar un diámetro del manguito mayor que un tamaño final deseado en la dirección longitudinal y un diámetro del manguito menor que un tamaño final deseado en la dirección transversal de una tubería, y por el hecho de que el dimensionado de los diámetros del manguito es rectificado mediante una medida transversal del mandril de calibración (11), en el que el mandril de calibración (11) tiene un diámetro que es mayor en una dirección transversal (D_{2}) que en una dirección longitudinal (D_{1}).

3. Aparato de fabricación de manguitos para el doblado de los bordes de un orificio para un manguito o cuello a unir al orificio, comprendiendo dicho aparato un elemento de cuerpo (1) insertable dentro de una tubería a ser ramificada y un molde de conformación (3) adaptado para un movimiento sensiblemente radial relativo a la tubería y presentando un diámetro exterior que es sensiblemente igual al diámetro interior deseado para el manguito, un orificio o cavidad (9) presente en el elemento de cuerpo (1), el cual está dimensionado para recibir el molde de conformación (3), siendo dicho molde de conformación (3) accionable bajo el guiado de dicho orificio o cavidad (9), así como elementos (2,4,5,14) acoplables en una unidad conductora para el desplazamiento del molde de conformación (3) desde el interior de la tubería hacia fuera, caracterizado por el hecho de que el orificio o cavidad (9) tiene su línea central alineada con un mandril de calibración (11) movible co-direccionalmente con el mismo, el cual puede presionarse mediante una unidad conductora externa desde el exterior de la tubería hacia el interior dentro de un manguito fabricado mediante el molde de conformación (3), estirando el mandril de calibración (11) en uso el manguito para que se corresponda con su propio tamaño, tras su penetración dentro del manguito, empujando el mandril de calibración (11) el molde de conformación (3) hacia su posición inicial para una nueva operación de fabricación del manguito.

4. Aparato según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que el mandril de calibración (11) tiene su extremo (12) de entrada en la tubería diseñado en forma de arco para empujar unos flancos (13) del extremo del mandril sensiblemente más cerca de la línea central de una tubería que de la posición final del extremo superior del molde de conformación (3).

5. Aparato según la reivindicación 3 ó 4, caracterizado por el hecho de que el mandril de calibración (11) tiene un diámetro que es mayor en una dirección transversal (D_{2}) que en una dirección longitudinal (D_{1}) de la tubería.

6. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizado por el hecho de que el mandril de calibración (11) tiene una superficie exterior que es ligeramente cónica.

7. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, caracterizado por el hecho de que el molde de conformación (3) está dimensionado para fabricar un diámetro del manguito (D_{1}) mayor que un tamaño final deseado en la dirección longitudinal y un diámetro del manguito (D_{2}) menor que un tamaño final deseado en la dirección transversal de una tubería, presentando el mandril de calibración (11) una medida transversal desigual que rectifica el tamaño final deseado.