ES2254894T3 - Dispositivo para la conexion estanca entre un tubo y un cuerpo. - Google Patents
Dispositivo para la conexion estanca entre un tubo y un cuerpo.Info
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Abstract
Dispositivo de conexión estanca entre un tubo (10) y un orificio (16) de un cuerpo para un órgano de admisión de fluido de un vehículo automóvil, incluyendo dicho cuerpo un ánima (14) roscada que se comunica con el orificio para la circulación del fluido, incluyendo dicho dispositivo una contera hueca (24) sensiblemente cilíndrica unida rígidamente al tubo (10) y un tornillo de sujeción hueco (28) sensiblemente cilíndrico que rodea la contera (24) y destinado a ser atornillado en dicha ánima (14) con el fin de mantener la contera (24) coaxialmente en esta última, caracterizado porque, cuando el tornillo de sujeción es apretado, un saliente (54) del tornillo de sujeción hace tope contra el borde externo (19) del ánima y la extremidad inferior (50) del tornillo dirigido hacia el orificio hace tope contra un saliente (36) de la contera, siendo tales las dimensiones del tornillo y de la contera que existe un espacio entre la extremidad libre de la contera y el fondo (22) de dicha ánima para alojar una junta anular, y porque el espesor de la junta es tal que está entonces en apoyo contra dicha extremidad libre de la contera y el fondo (22) del ánima y que su aplastamiento está comprendido entre valores mínimo y máximo, por debajo y por encima de los cuales la junta ya no es estanca, respectivamente.
Description
Dispositivo para la conexión estanca entre un
tubo y un cuerpo.
El invento concierne a un dispositivo de conexión
estanca entre un tubo y un cuerpo, para un órgano de admisión de
fluido de un vehículo automóvil, principalmente para la circulación
de un fluido bajo presión.
Tales conexiones son por ejemplo utilizadas a
nivel del tubo de alimentación de aceite de un turbocompresor de
vehículo automóvil.
Para dicha utilización, se conoce una conexión
estanca entre un tubo y el orificio de un cuerpo e incluye una junta
tórica dispuesta en el extremo del tubo. A este efecto, la
extremidad del tubo incluye un pliegue que forma una garganta para
recibir la junta y un saliente que sirve de tope para una contera
que rodea el tubo. Esta contera está atornillada en el orificio y
empuja la extremidad del tubo hasta que la junta este presionada
contra el fondo troncónico del orificio. La extremidad de la contera
presenta una parte cilíndrica que hace tope contra el saliente del
tubo y una parte cónica de diámetro superior haciendo tope contra el
fondo troncónico del orificio. Ésta parte es más larga, de longitud
L, que dicha parte troncónica. Esta disposición presenta
principalmente el siguiente inconveniente: las longitudes mínima y
máxima de la longitud L, correspondientes a los límites de intervalo
de tolerancia, conducen respectivamente ya sea a una compresión de
la junta insuficiente, ya sea a una compresión de la junta demasiado
importante que conduce a su deterioro. De tal forma que, en los dos
casos, se puede producir una fuga. Además, durante una compresión
demasiado importante de la junta, la zona de contacto entre la
contera y el fondo del orificio está sometida a un recalcado: las
superficies en contacto sufren deformaciones irreversibles que
pueden alterar la estanqueidad del conjunto. En caso de deterioro de
la contera, basta con cambiar ésta última al mismo tiempo que la
junta. El problema es más complejo en caso de deterioro del
orificio, pudiendo ser cambiado el cuerpo con dificultad. En este
caso, una pasta puede ser aplicada sobre la superficie estropeada
del fondo del ánima para asegurar un mejor contacto con la contera.
Un dispositivo de conexión estanca según el preámbulo de la
reivindicación uno se describe en el documento
FR-A-2033643.
El invento tiene como objetivo subsanar estos
inconvenientes proponiendo un dispositivo de conexión estanca
simple, sin riesgo de deterioro de las piezas, y para el que el
aplastamiento de la junta puede ser controlado. Este dispositivo
presenta la ventaja de poder ser utilizado bajo presión y a una
temperatura elevada.
Para este fin, el objeto del invento concierne a
un dispositivo de conexión estanca entre un tubo y un orificio de un
cuerpo para un órgano de admisión de fluido de un vehículo
automóvil, incluyendo dicho cuerpo un ánima roscada que comunica con
el orificio para la circulación del fluido, incluyendo dicho
dispositivo una contera hueca sensiblemente cilíndrica unida
rígidamente al tubo, y un tornillo de sujeción hueco sensiblemente
cilíndrico rodeando la contera y destinado a ser atornillado en
dicha ánima con el fin de mantener la contera coaxialmente en esta
última. Cuando el tornillo de sujeción es apretado, un saliente del
tornillo de sujeción hace tope contra el borde externo del ánima y
la extremidad inferior del tornillo dirigida hacia el orificio hace
tope contra un saliente de la contera, siendo las dimensiones del
tornillo y de la contera de tal forma que se forma un espacio entre
la extremidad libre de la contera y dicho fondo de dicha ánima para
alojar una junta anular. La junta utilizada puede ser una junta
tórica o una junta de arandela (plana). El espesor de la junta es
tal que está entonces en apoyo contra dicha extremidad libre de la
contera y el fondo del ánima y que su aplastamiento está comprendido
entre valores mínimo y máximo, por debajo y por encima de los cuales
la junta ya no es estanca, respectivamente. No estando ya en
contacto la contera y el fondo del ánima según la dirección axial,
sus superficies no son sometidas a alteraciones debidas al
recalcado. Las piezas se desgastan menos y la contera no precisa ser
reemplazada con cada cambio de junta. Por otra parte, la compresión
de la junta es controlada eligiendo una junta de espesor adaptado a
las dimensiones del espacio.
En una variante, la junta anular es una junta
plana.
La extremidad libre de la contera y el fondo del
ánima pueden por otra parte presentar superficies anulares paralelas
sobre las que se apoye la junta. Dichas superficies paralelas
permiten repartir las fuerzas ejercidas sobre la junta sobre toda la
superficie de ésta última, en particular cuando se trata de una
junta plana.
En otra variante, la junta plana anular es de
caucho. Su aplastamiento puede entonces estar comprendido entre
aproximadamente 10 y 30% con el fin de obtener la mejor
estanqueidad.
La junta puede presentar un diámetro externo
sensiblemente inferior al menor diámetro del ánima del cuerpo, ello
con el fin de facilitar la introducción de la contera y de la junta
en el ánima.
En una variante, el espesor de la junta es tal
que su aplastamiento es sensiblemente igual a la mitad de la suma de
los intervalos de tolerancia para las siguientes dimensiones:
distancia entre el borde externo y el fondo del ánima, distancia
entre el saliente del tornillo y su extremidad inferior, distancia
entre el saliente de la contera y su extremidad libre. La
posibilidad de poder elegir el espesor de la junta en función de los
intervalos de tolerancia permite la utilización de máquinas
herramientas habituales para la mecanización de piezas, y de reducir
de esta forma los costes de fabricación.
Además, en una variante, la contera incluye
principalmente:
- -
- una primera parte cilíndrica destinada a cooperar con el tornillo de sujeción y en la que una extremidad es solidaria al tubo,
- -
- una segunda parte cilíndrica solidaria a la primera parte, de diámetro superior al de esta y situada a cierta distancia del tubo, siendo formado un saliente por la superficie de unión entre la primera y segunda partes, apto para recibir la extremidad del tornillo de sujeción,
- -
- una tercera parte cilíndrica solidaria de la segunda parte, de diámetro inferior al de esta, destinada a recibir la junta, formando la superficie de unión entre la segunda y tercera partes una superficie anular de apoyo para la junta.
La extremidad libre de la tercera parte
cilíndrica de la contera puede incluir un saliente radial dirigido
hacia el exterior de la contera. Este saliente permite retener
principalmente la junta sobre la contera. La junta presenta entonces
un diámetro interno inferior al diámetro externo de dicho
saliente.
En una variante, el tornillo de sujeción incluye
principalmente:
- -
- una primera parte cilíndrica que tiene un roscado sobre su pared externa destinado a cooperar con el roscado del ánima del cuerpo,
- -
- una segunda parte cilíndrica solidaria a la primera parte, de diámetro superior al de esta, formando un saliente de apoyo contra el borde externo del ánima del cuerpo.
De esta forma, la contera y el tornillo de
sujeción son piezas sensiblemente cilíndricas de formas simples y de
fácil fabricación. El dispositivo de conexión puede ser rápidamente
situado en su lugar o reemplazado.
El invento se describe a continuación haciendo
referencia a los dibujos anexados, no limitativos, en los que:
- la figura 1 es una vista en corte longitudinal
del dispositivo de conexión estanca entre un tubo y el orificio de
un cuerpo según el invento;
- la figura 2 es una vista en corte longitudinal
de la contera y de la junta del dispositivo de la figura 1,
- la figura 3 es una vista en corte
longitudinal del tornillo de sujeción del dispositivo de la figura
1.
El dispositivo de conexión según el invento está
destinado a asegurar la estanqueidad entre un tubo 10 y un cuerpo
12. Se trata por ejemplo de un tubo de alimentación de aceite para
un turbocompresor.
El cuerpo 12 incluye principalmente un ánima 14
en comunicación con un orificio 16 para la circulación de un fluido.
El ánima 14 presenta un roscado 18 sobre una parte de su superficie.
El ánima presenta una forma sensiblemente cilíndrica de eje de
revolución 20 y de un diámetro superior al diámetro del orificio 16.
Se forma así una superficie de apoyo 22 entre el ánima 14 y el
orificio 16 por el hecho de la reducción del diámetro. Esta
superficie 22 forma el fondo del ánima. En el modo de realización
representado, el fondo 22 del ánima presenta una forma troncónica
con un ángulo en el vértice de aproximadamente 120º. Esta forma es
obtenida en el momento de la mecanización del ánima 14. En otro modo
de realización no representado, esta superficie de apoyo 22 puede
ser perpendicular al eje de revolución 20 del ánima. Se define una
longitud L1 entre el borde externo 19 del ánima y el fondo 22 del
ánima.
El dispositivo incluye una contera hueca 24 unida
rígidamente al tubo 10, una junta plana anular 26 y un tornillo de
sujeción hueco 28.
La contera 24 se describe haciendo referencia a
la figura 2. Presenta una asimetría de revolución y unas formas
externa e interna cilíndricas en su conjunto.
La contera 24 incluye un ánima interna pasante 30
de forma cilíndrica que permite la circulación del fluido.
La contera 24 presenta una primera parte
cilíndrica 32 destinada a ser insertada en el tornillo de sujeción y
en la que una extremidad 33 esta unida rígidamente al tubo 10. El
diámetro externo de esta parte es constante en toda su longitud. A
nivel de la extremidad 33, el ánima interna 30 presenta un diámetro
ligeramente superior al diámetro externo del tubo 10, con el fin de
que éste último pueda ser insertado. La unión entre el tubo y la
contera es realizada mediante soldadura, engaste o similar. El
diámetro interno del ánima 30 presenta después un diámetro inferior
al tubo, de manera que la diferencia de diámetros forma un tope 35
que impide al tubo penetrar más adelante en la contera en el momento
de su montaje.
La contera presenta una segunda parte cilíndrica
34 solidaria de la primera parte 32, de diámetro superior al de
esta, de modo que se forma un saliente 36 por la superficie de unión
entre la primera y la segunda partes. Este saliente 36 se extiende
en un plano sensiblemente perpendicular al eje de revolución de las
partes cilíndricas.
La contera presenta una tercera parte cilíndrica
38 solidaria de la segunda parte 36, de diámetro inferior al de
esta. Esta parte 38 está destinada a recibir la junta plana 26 en el
momento del montaje de la contera. La superficie de unión entre la
segunda y tercera partes forma una superficie anular de apoyo 40. La
contera es realizada de forma que esta superficie anular 40 sea
sensiblemente paralela al fondo 22 del ánima del cuerpo. La
superficie anular presenta así una forma sensiblemente troncónica,
complementaria de la forma del fondo del ánima en el ejemplo
descrito. Se define una longitud L3 entre la superficie anular de
apoyo 40 y el saliente 36.
Finalmente, el borde libre de la tercera parte
cilíndrica 38 incluye un saliente anular 42 radial dirigido hacia el
exterior de la contera.
La junta plana 26, de un espesor e, presenta un
diámetro externo inferior al diámetro interno más pequeño del ánima
del cuerpo. Su diámetro interno es sensiblemente igual al diámetro
externo de la tercera parte 38 de la contera e inferior al diámetro
del saliente anular 42, de forma que es retenido por esta última y
no puede desprenderse de la contera accidentalmente durante el
montaje del dispositivo. Esta junta plana 26 es por ejemplo de
caucho.
El tornillo de sujeción 28 se describe haciendo
referencia a la figura 3. Presenta una asimetría de revolución y
formas externa e interna cilíndricas en su conjunto.
El tornillo 28 incluye un ánima interna pasante
44 de forma cilíndrica, destinada a recibir la primera parte
cilíndrica 32 de la contera 24. La longitud de esta ánima 44 es
sensiblemente igual a la longitud de la primera parte cilíndrica 32
de la contera (figura 1) y el ánima 44 presenta una forma
complementaria de la parte 32.
El tornillo 28 presenta una primera parte
cilíndrica 46 que incluye un roscado 48 sobre su pared externa
destinado a cooperar con el roscado interno 18 del ánima 14 del
cuerpo.
La superficie 52 de la extremidad libre 50 de
esta primera parte es sensiblemente perpendicular a su eje de
revolución. Permite al tornillo tomar apoyo contra el saliente 36 de
la contera.
El tornillo 28 presenta una segunda parte
cilíndrica 54 que forma un saliente que sobresale radialmente,
solidario de la primera parte y de diámetro superior al de esta.
Este saliente permite al tornillo tomar apoyo sobre el borde externo
19 del ánima. La cara inferior 55 del saliente está entonces en
apoyo contra este borde externo 19 que es perpendicular al eje de
revolución del ánima. Se define una longitud L2 entre el saliente
54, y concretamente su cara inferior 55, y la extremidad 50 del
tornillo, concretamente su superficie 52.
Por último, el tornillo 28 presenta una parte
hexagonal 56 en su otra extremidad, que permite el apriete y el
aflojamiento del tornillo mediante una herramienta, como una llave
hexagonal, por ejemplo.
La longitud de la contera y del tornillo y, más
particularmente, la suma de las longitudes L2 y L3, es elegida
inferior a la longitud L1 de manera que se origina un espacio entre
la superficie anular de apoyo 40 y el fondo 22 del ánima. Este
espacio permite el alojamiento de la junta anular 26.
El montaje del dispositivo se describe a
continuación.
El tubo 10 es introducido en el ánima 14 del
tornillo de sujeción 28. La extremidad del tubo es a continuación
introducida en la extremidad correspondiente 33 de la contera hasta
el tope 35 y soldada a este. El tornillo de sujeción 28 es entonces
llevado alrededor de la contera 24, hasta que la superficie de
extremidad 52 del tornillo haga tope contra el saliente 36 de la
contera. La junta plana 26 se sitúa sobre la tercera parte
cilíndrica 38 de la contera. El conjunto es entonces introducido en
el ánima 14 del cuerpo atornillando el tornillo de sujeción 28 en
esta ánima, hasta que el saliente 54 del tornillo esté en contacto
con el borde externo del ánima. La junta 26 es así comprimida
progresivamente entre la superficie de apoyo 40 de la contera y el
fondo 22 del ánima del cuerpo. Siendo paralelas estas dos
superficies, la compresión de la junta es sensiblemente uniforme y
repartida sobre toda su superficie, lo que contribuye a aumentar la
duración de la vida de la junta. El tornillo de sujeción es
finalmente apretado y bloqueado con una llave.
El espesor e de la junta es elegido de manera que
su aplastamiento esté comprendido aproximadamente entre 10 y 30% (en
el caso de una junta de caucho). Estos valores corresponden
respectivamente al valor mínimo de aplastamiento de la junta
necesario para tener una buena estanqueidad y al valor de
aplastamiento máximo más allá del cual se observa un deterioro de la
junta y una pérdida de estanqueidad.
Con el fin de que el aplastamiento de la junta
permanezca en este intervalo, el espesor de la junta tiene en cuenta
los intervalos de tolerancia para las dimensiones siguientes según
el eje de revolución: distancia L1 entre el borde externo 19 y el
fondo 22 del ánima del cuerpo, distancia L2 entre el saliente 54 y
la extremidad 55 del tornillo de sujeción, distancia L3 entre el
saliente 36 y la superficie anular de apoyo 40 de la contera. El
aplastamiento es entonces sensiblemente igual a la mitad de la suma
de los intervalos de tolerancia para estas distancias.
Esta disposición de las piezas y de la junta
permite aceptar intervalos de tolerancia amplios obtenidos con
máquinas herramienta habituales.
Se obtiene así una buena estanqueidad con piezas
de formas simples de realizar, y que pueden ser en consecuencia
fácilmente reemplazables. Además, el ánima no puede ser deteriorada
por una apriete demasiado fuerte del tornillo de sujeción.
Utilizado para una alimentación de aceite, este
dispositivo permite soportar una presión del orden de 5 a 6 bares y
una temperatura que puede alcanzar 170ºC.
Por supuesto, otros modos de realización pueden
ser realizados sin salir del alcance del invento.
Claims (15)
1. Dispositivo de conexión estanca entre un tubo
(10) y un orificio (16) de un cuerpo para un órgano de admisión de
fluido de un vehículo automóvil, incluyendo dicho cuerpo un ánima
(14) roscada que se comunica con el orificio para la circulación del
fluido, incluyendo dicho dispositivo una contera hueca (24)
sensiblemente cilíndrica unida rígidamente al tubo (10) y un
tornillo de sujeción hueco (28) sensiblemente cilíndrico que rodea
la contera (24) y destinado a ser atornillado en dicha ánima (14)
con el fin de mantener la contera (24) coaxialmente en esta última,
caracterizado porque, cuando el tornillo de sujeción es
apretado, un saliente (54) del tornillo de sujeción hace tope contra
el borde externo (19) del ánima y la extremidad inferior (50) del
tornillo dirigido hacia el orificio hace tope contra un saliente
(36) de la contera, siendo tales las dimensiones del tornillo y de
la contera que existe un espacio entre la extremidad libre de la
contera y el fondo (22) de dicha ánima para alojar una junta anular,
y porque el espesor de la junta es tal que está entonces en apoyo
contra dicha extremidad libre de la contera y el fondo (22) del
ánima y que su aplastamiento está comprendido entre valores mínimo y
máximo, por debajo y por encima de los cuales la junta ya no es
estanca, respectivamente.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicha extremidad libre de la contera y
el fondo (22) del ánima presentan superficies anulares paralelas
destinadas a recibir la junta.
3. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 ó 2, caracterizado porque la junta anular (26) es una junta
plana.
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 3, caracterizado porque la junta anular es de caucho.
5. Dispositivo según la reivindicación 4,
caracterizado porque el aplastamiento de la junta está
comprendido entre aproximadamente un 10 y 30%.
6. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 5, caracterizado porque la junta presenta un diámetro
externo sensiblemente inferior al menor diámetro del ánima del
cuerpo.
7. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 6, caracterizado porque la extremidad libre de la contera
que recibe la junta presenta una formada troncónica.
8. Dispositivo según la reivindicación 7,
caracterizado porque el ángulo del vértice de la forma
troncónica es de aproximadamente 120º.
9. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 8, caracterizado porque el espesor de la junta es tal que
su aplastamiento es sensiblemente igual a la mitad de la suma de los
intervalos de tolerancia para las siguientes dimensiones: distancia
(L1) entre el borde externo y el fondo del ánima, distancia (L2)
entre el saliente del tornillo de sujeción y su extremidad inferior,
distancia (L3) entre el saliente de la contera y su extremidad
libre.
10. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 9, caracterizado porque la contera (24) incluye
principalmente:
- una primera parte cilíndrica (32) destinada a
cooperar con el tornillo de sujeción (28) y en la que una extremidad
(33) es solidaria del tubo,
- una segunda parte cilíndrica (34), de longitud
L3, solidaria de la primera parte (32), de diámetro superior al de
esta y situada a distancia del tubo, estando un saliente (36) que
formado por la superficie de unión entre dichas primera y segunda
partes, apto para recibir la extremidad (50) del tornillo de
sujeción,
- una tercera parte cilíndrica (38) solidaria de
la segunda parte (34), de diámetro inferior al de esta, destinada a
recibir la junta, formando la superficie de unión entre la segunda y
tercera partes una superficie anular de apoyo (40) para la
junta.
11. Dispositivo según la reivindicación 10,
caracterizado porque la extremidad libre de la tercera parte
cilíndrica de la contera incluye un saliente radial (42) dirigido
hacia el exterior de la contera.
12. Dispositivo según la reivindicación 11,
caracterizado porque el diámetro interno de la junta es
inferior al diámetro externo de dicho saliente (42).
13. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 12, caracterizado porque el tornillo de sujeción (28)
incluye principalmente:
- una primera parte cilíndrica (46), de longitud
L2, que tiene un roscado (48) sobre su pared externa destinado a
cooperar con el roscado (18) del ánima (14) del cuerpo,
- una segunda parte cilíndrica (54) solidaria de
la primera parte, de diámetro superior al de esta, que forma un
saliente de apoyo contra el borde externo (19) del ánima del
cuerpo.
14. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 13, caracterizado porque el tornillo de sujeción (28)
incluye además una parte (56) apta para permitir su apriete.
15. Dispositivo según una de las reivindicaciones
9 a 14, caracterizado porque la suma de las longitudes (L2) y
(L3) es inferior a la distancia (L1) entre el borde externo y el
fondo del ánima.
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2003
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