ES2692447T3 - Elemento de radiador provisto de una tapa de cierre enganchada y su radiador - Google Patents

Elemento de radiador provisto de una tapa de cierre enganchada y su radiador Download PDF

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ES2692447T3 ES15732364.3T ES15732364T ES2692447T3 ES 2692447 T3 ES2692447 T3 ES 2692447T3 ES 15732364 T ES15732364 T ES 15732364T ES 2692447 T3 ES2692447 T3 ES 2692447T3
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Abstract

El elemento (4) de radiador es recorrido por un fluido de intercambio de calor y está provisto de un extremo abierto (12), el elemento (4) comprendiendo una tapa (16) de cierre orientada y sellada de manera hermética en dicho extremo abierto (12), en el que la tapa (16) de cierre comprende una porción (20) de cierre al menos parcialmente insertada en dicho extremo abierto (12), y un collar (24) de acoplamiento al menos parcialmente plegado en un borde delantero (28) de dicho extremo abierto (12), en el que entre el extremo abierto (12) y la tapa (16) de cierre, los medios (32) de sellado herméticos están posicionados para asegurar el sellado hidráulico de la tapa (16) de cierre en el extremo abierto (12), caracterizado porque la tapa (16) de cierre está acoplada de acuerdo con un acoplamiento conformado en el extremo abierto (12), los medios (32) de sellado comprenden, integralmente, una membrana (36) delimitada por un borde perimetral (40), en los que la membrana (36) está orientada hacia la porción (20) de cierre de la tapa (16) de cierre, dicho borde perimetral (40) estando influenciado en compresión entre la tapa (16) de cierre y el extremo abierto (12) y formando el cierre hidráulico de la tapa (16) de cierre, en el que entre la membrana (36) y la porción (20) de cierre está presente un espacio intermedio (44) o espacio libre, separado de forma fluida del fluido del elemento (4) de radiador.

Description

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DESCRIPCION
Elemento de radiador provisto de una tapa de cierre enganchada y su radiador
La presente invencion se refiere a un elemento de radiador de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1. Tal elemento es conocido del documento WO 2007/138627 A1.
En particular, la presente invencion se aplica a elementos de radiador fundidos a presion en los cuales, despues de extraer el elemento del molde, el elemento tiene un extremo abierto necesario para la extraccion de un macho o una espada requeridos para hacer que la cavidad interna del elemento de destine aloje el fluido radiante.
En los elementos de radiador de la tecnica anterior, se coloca una tapa junto al extremo abierto y se suelda a la cabeza por medio de un robot de soldadura, tipicamente mediante soldadura fuerte o soldadura autogena, es decir, sin la adicion de material.
Esta solucion es extremadamente lenta y costosa de realizar e implica un alto desperdicio de material debido a imprecisiones en la soldadura. Ademas, despues de la soldadura aparecen inevitablemente rebabas que, entre otras cosas, empeoran la estetica del elemento y determinan imprecisiones en la posterior operacion de pintura del elemento de radiador.
Para evitar tales inconvenientes, tambien se conoce en la tecnica la fabricacion de tapas que se enganchan directamente al extremo abierto del elemento de radiador, despues de la insercion de un elemento de sellado o junta.
Tales soluciones, sin embargo, tienen algunos inconvenientes adicionales. De hecho, a lo largo del tiempo y con las diferentes expansiones termicas entre el extremo del elemento de radiador (generalmente hecho de aluminio para mejorar el intercambio termico con el entorno externo) y la tapa (generalmente hecha de acero, ya que es mas robusta), puede haber fugas de liquido (tipicamente agua).
Estas fugas son daninas porque pueden causar danos graves al medio ambiente donde se encuentra el radiador, como una inundacion.
Por lo tanto, existe el problema de tener que garantizar con el tiempo la estanqueidad absoluta de la union entre la tapa y el extremo del elemento de radiador. Esta estanqueidad esta garantizada, como se ve, por la junta de sellado sola interpuesta entre el extremo y la tapa y esta exenta de cualquier soldadura: se deduce, como se ha visto, que tal estanqueidad es extremadamente critica y dificil de asegurar con el tiempo.
Por ultimo, existe un problema tecnico adicional relacionado con el hecho de que en las soluciones con tapas de acero es necesario evitar que el agua dentro del elemento de radiador entre en contacto con la pared de acero interna de dicha tapa. Esto se debe a que puede haber corrosion debido a las corrientes galvanicas (es decir, corrientes electricas de baja intensidad, generadas por la diferencia de potencial electrico entre dos materiales diferentes en contacto entre si), con la consiguiente corrosion quimica de la tapa, pero tambien los fenomenos de erosion mecanica de la tapa debido a la accion de roce de los residuos (como la piedra caliza) transportada en suspension en el flujo de agua dentro del elemento de radiador.
El proposito de la presente invencion consiste en hacer una tapa de cierre que supere los inconvenientes mencionados con referencia a la tecnica anterior.
Dichos inconvenientes y limitaciones se resuelven mediante un elemento de radiador de acuerdo con la reivindicacion 1.
Otras realizaciones de la tapa de acuerdo con la invencion se describen en las reivindicaciones posteriores.
Otras caracteristicas y ventajas de la presente invencion seran mas claramente comprensibles a partir de la siguiente descripcion dada mas adelante de sus realizaciones preferidas y no limitativas, en las que:
la figura 1 es una vista en perspectiva, en partes separadas de un elemento de radiador provisto de una tapa de acuerdo con la presente invencion;
la figura 2 es una vista delantera de un elemento de radiador provisto de una tapa de cierre, en una configuracion ensamblada, de acuerdo con una realizacion de la presente invencion;
la figura 3 muestra una vista en corte transversal del elemento de radiador en la figura 2, a lo largo del plano de corte transversal III-III en la figura 2;
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la figura 4 es una vista delantera de un elemento de radiador equipado con una tapa de cierre, en una configuracion ensamblada, de acuerdo con una realizacion adicional de la presente invencion;
la figura 5 muestra una vista en corte transversal del elemento de radiador en la figura 4, a lo largo del plano de corte transversal V-V en la figura 4;
la figura 6 es una vista delantera de un elemento de radiador equipado con una tapa de cierre, en una configuracion ensamblada, de acuerdo con una realizacion adicional de la presente invencion;
la figura 7a muestra una vista en corte transversal del elemento de radiador en la figura 6, a lo largo del plano de corte transversal VII-VII en la figura 6;
la figura 7b muestra una vista en corte transversal del elemento de radiador en la figura 6, a lo largo del plano de corte transversal VII-VII en la figura 6, de acuerdo con una realizacion adicional;
la figura 8 es una vista delantera de un elemento de radiador equipado con una tapa de cierre, en una configuracion ensamblada, de acuerdo con una realizacion adicional de la presente invencion;
la figura 9 muestra una vista en corte transversal del elemento de radiador en la figura 8, a lo largo del plano de corte transversal IX-IX en la figura 8;
la figura 10 es una vista delantera de un elemento de radiador equipado con una tapa de cierre, en una configuracion ensamblada, de acuerdo con una realizacion adicional de la presente invencion;
las figuras 11-12 muestran una vista en corte transversal del elemento de radiador en la figura 10, a lo largo del plano de corte transversal XI-XI en la figura 10, de acuerdo con dos posibles realizaciones.
Los elementos o partes de elementos comunes a las realizaciones descritas a continuacion se indicaran usando los mismos numeros de referencia.
Con referencia a las figuras mencionadas anteriormente, el numero de referencia 4 indica globalmente un elemento de radiador provisto de una cavidad 8 y adecuado para ser atravesado por un fluido de intercambio de calor, tipicamente agua.
De acuerdo con una realizacion, el elemento de radiador se extiende en una direccion axial principal X-X.
Varios elementos de radiador, unidos en una bateria, constituyen, de manera conocida, un radiador.
Por ejemplo, el elemento 8 de radiador puede obtenerse por fundicion a presion, en la cual la cavidad 8 se obtiene generalmente mediante el uso de un macho o espada, de forma alargada, que despues de la inyeccion de metal, se extrae. El extremo del cual se extrae la espada es un extremo abierto 12.
Dicho extremo abierto 12, de acuerdo con una realizacion, tiene una configuracion cilindrica, preferiblemente simetrica axial con respecto a la direccion principal X.
El elemento 4 de radiador comprende una tapa 16 de cierre orientada y sellada de manera hermetica a dicho extremo abierto 12.
En particular, la tapa 16 de cierre esta acoplada de acuerdo con un acoplamiento conformado al extremo abierto 12, como se describe mas adelante.
De acuerdo con una realizacion, la tapa 16 de cierre tiene una forma axialmente simetrica, preferiblemente con respecto a un eje que coincide con la direccion axial principal X del extremo abierto 12 del elemento 4 de radiador; por ejemplo, dicha tapa 16 de cierre tiene una trayectoria circular y esta en forma contraria con respecto al extremo abierto 12 para ocluir el mismo.
Preferiblemente, la tapa 16 de cierre esta hecha de acero galvanizado o aluminizado o acero inoxidable.
La tapa 16 de cierre comprende una porcion 20 de cierre al menos parcialmente insertada en dicho extremo abierto 12, y un collar 24 de acoplamiento al menos parcialmente plegado en un borde delantero 28 de dicho extremo abierto 12, para realizar el acoplamiento mecanico entre la tapa 16 de cierre y dicho extremo abierto 12.
Entre el extremo abierto 12 y la tapa 16 de cierre, los medios 32 de sellado hermeticos estan posicionados para asegurar el sellado hidraulico de la tapa 16 de cierre en el extremo abierto 12.
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Ventajosamente, los medios 32 de sellado comprenden, en una pieza con ellos, una membrana 36 delimitada por un borde periferico 40, en el que la membrana 36 esta orientada hacia la porcion 20 de cierre de la tapa 16 de cierre.
De acuerdo con una realizacion, el borde perimetral 40 comprende un perimetro elevado 42 que constituye un engrosamiento perimetral de dicha membrana 36.
En particular, el borde periferico y/o el perimetro elevado 40 estan influenciados en compresion entre la tapa 16 de cierre y el extremo abierto 12 y realiza el cierre hidraulico de la tapa 16 de cierre.
La membrana 36 y el borde perimetral 40 se colocan de manera desmontable en la tapa 16 de cierre sin la interposicion de los medios de pegado.
De acuerdo con una realizacion, el perimetro elevado 42 es una junta torica, en una pieza con la membrana 36.
Preferiblemente, dicha membrana 36 es una membrana elastica, en una pieza con dicho borde perimetral o perimetro elevado 40, 42.
Por ejemplo, dichos medios 32 de sellado consisten en una junta hecha de material polimerico, tal como un caucho EPDM, un caucho VITON o un caucho de silicona.
De acuerdo con una realizacion adicional, la membrana 36 puede ser una tapa aplicada a la tapa 16 de cierre.
De acuerdo con una realizacion adicional, la membrana 36 tambien puede comprender una arandela hecha de plastico u otro material rigido.
De acuerdo con una realizacion, la porcion 20 de cierre es concava hacia el extremo abierto 12 para penetrar al menos parcialmente en dicho extremo abierto 12 y para lograr un centrado de la tapa 16 de cierre en el extremo abierto 12 del elemento 4 de radiador.
De acuerdo con una realizacion, entre la membrana 36 y la porcion 20 de cierre esta presente un espacio intermedio 44 o espacio libre, separado de forma fluida del fluido del elemento 4 de radiador.
De acuerdo con una realizacion adicional, la membrana 36 esta en contacto con la porcion 20 de cierre; en otras palabras, hay espacio libre o espacios intermedios entre la membrana 36 y la porcion 20 de cierre.
Por ejemplo, en una configuracion ensamblada, la membrana 36 tiene una forma convexa hacia el interior de dicho extremo abierto 12.
De acuerdo con una realizacion, el borde perimetral 40 esta posicionado dentro del extremo abierto 12 del elemento 4 de radiador para apoyarse contra una pared lateral interior 48 de dicho extremo abierto 12, lapeado por el fluido.
De acuerdo con una posible realizacion, la porcion 20 de cierre de la tapa 16 de cierre tiene al menos un asiento perimetral 52 formado por una restriccion radial, dicho asiento perimetral 52 aloja el borde perimetral 40 de la membrana 36 y lo apoya contra la pared lateral interior 48 de dicho extremo abierto 12.
Por ejemplo, el extremo abierto 12 tiene un ensanchamiento 56 sustancialmente conico al menos parcialmente en forma contraria con respecto a la porcion 20 de cierre de la tapa 16 de cierre, dicho borde perimetral 40 parandose en apoyo contra el ensanchamiento 56 desde el lado de dicha pared lateral interior 48 del extremo abierto 12.
De acuerdo con una posible realizacion, el borde perimetral 40 se apoya en compresion entre la tapa 16 de cierre y el borde delantero 28.
Dicho borde tambien puede tener un perimetro elevado 42.
De acuerdo con una realizacion, el extremo abierto 12 comprende una protuberancia 60 en una pared lateral exterior 64 del extremo abierto 12, definiendo dicha protuberancia 60 un corte inferior 68 para el agarre del collar 24 de acoplamiento de la tapa 16 de cierre.
Por ejemplo, el borde perimetral o el perimetro elevado 40, 42 se apoyan contra dicha protuberancia 60 en la pared lateral exterior 64 del extremo abierto 12, con el fin de ser comprimido entre la protuberancia 60 y el collar 24 de acoplamiento.
Preferiblemente, dicha protuberancia 60 tiene una forma frustoconica que se estrecha hacia la tapa 16 de cierre asociable y el borde perimetral o perimetro elevado 40, 42 se apoya contra una porcion frustoconica 72 de la protuberancia 60.
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Como puede apreciarse en la descripcion, el elemento de radiador de acuerdo con la invencion hace posible superar los inconvenientes de la tecnica anterior.
En particular, gracias a la tapa descrita, es posible proporcionar el cierre de los extremos abiertos de los elementos de radiador sin tener que realizar ningun tipo de soldadura o soldadura fuerte. Por lo tanto, no hay necesidad de robots de soldadura y se evita todo desperdicio inevitable asociado con las operaciones de soldadura.
Como resultado, la tapa de acuerdo con la presente invencion puede engancharse al extremo relativo sin imprecisiones o rebabas de soldadura y practicamente sin desperdicios.
Gracias al hecho de que no se producen rebabas, no se requieren operaciones posteriores para mejorar la estetica de la union. Ademas, la tapa, despues de engancharse, se puede pintar directamente con excelentes resultados, ya que la pintura no necesita cubrir superficies imprecisas e irregulares, como las que se obtienen al soldar.
La flexion del collar de la tapa tiene lugar de manera uniforme y gradual gracias a la accion simultanea de una pluralidad de mordazas dispuestas preferiblemente en pasos.
De esta manera, el enganche de la tapa es estable y seguro, asegurando el correcto ajuste de la tapa en el extremo del elemento de radiador.
Tal ajuste deforma la junta que, al adaptarse a la configuracion de la parte de acoplamiento del extremo, garantiza el correcto cierre hermetico.
Ademas, el sello provisto evita un contacto directo entre los extremos del elemento de radiador y la tapa de cierre en la parte lapeada por el agua, a fin de evitar la aparicion y propagacion de corrientes galvanicas y los fenomenos de corrosion consecuentes.
Ademas, la junta en material elastomerico tambien evita la aparicion de ruidos y rozaduras debido a la diferente contraccion entre el extremo del elemento de radiador y la tapa que resulta de diferentes coeficientes de expansion termica.
Ademas, el sello evita el contacto directo entre el agua y los residuos relativos (por ejemplo, piedra caliza) con la parte interior de la tapa que, por lo tanto, no esta sujeta a abrasion mecanica.
Ademas, la junta interna esta alojada en la tapa de cierre sin estar pegada a su pared interna: de esta manera, durante el montaje, la junta no esta sujeta a esfuerzos radiales excesivos ni a posibles grietas. En otras palabras, al no estar sujeta mecanicamente (por ejemplo, pegando) a la pared interior de la tapa de cierre, la junta puede adaptarse a la geometria de la tapa y al extremo del elemento de radiador, es decir, la geometria del espacio intermedio que se crea entre el extremo del elemento de radiador y la tapa de cierre.
Un experto en la tecnica puede realizar numerosas modificaciones y variaciones en el elemento de radiador descrito anteriormente para satisfacer requisitos contingentes y especificos mientras permanece dentro de la esfera de proteccion de la invencion como se define en las siguientes reivindicaciones.

Claims (14)

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    REIVINDICACIONES
    1. - El elemento (4) de radiador es recorrido por un fluido de intercambio de calor y esta provisto de un extremo abierto (12),
    el elemento (4) comprendiendo una tapa (16) de cierre orientada y sellada de manera hermetica en dicho extremo abierto (12), en el que la tapa (16) de cierre comprende una porcion (20) de cierre al menos parcialmente insertada en dicho extremo abierto (12), y un collar (24) de acoplamiento al menos parcialmente plegado en un borde delantero (28) de dicho extremo abierto (12),
    en el que entre el extremo abierto (12) y la tapa (16) de cierre, los medios (32) de sellado hermeticos estan posicionados para asegurar el sellado hidraulico de la tapa (16) de cierre en el extremo abierto (12),
    caracterizado porque la tapa (16) de cierre esta acoplada de acuerdo con un acoplamiento conformado en el extremo abierto (12),
    los medios (32) de sellado comprenden, integralmente, una membrana (36) delimitada por un borde perimetral (40), en los que la membrana (36) esta orientada hacia la porcion (20) de cierre de la tapa (16) de cierre, dicho borde perimetral (40) estando influenciado en compresion entre la tapa (16) de cierre y el extremo abierto (12) y formando el cierre hidraulico de la tapa (16) de cierre,
    en el que entre la membrana (36) y la porcion (20) de cierre esta presente un espacio intermedio (44) o espacio libre, separado de forma fluida del fluido del elemento (4) de radiador
  2. 2. - Elemento (4) de radiador de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el borde perimetral (40) comprende un perimetro elevado (42) que constituye un engrosamiento perimetral de dicha membrana (36).
  3. 3. - Elemento (4) de radiador de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, en el que la membrana (36) y el borde perimetral (40) se colocan de manera desmontable sobre la tapa (16) de cierre sin la interposicion de los medios de pegado.
  4. 4. - Elemento (4) de radiador de acuerdo con la reivindicacion 1, 2 o 3, en el que el borde perimetral (40) comprende un perimetro elevado (42) que constituye un engrosamiento perimetral de dicha membrana (36), en el que dicho perimetro elevado (42) es una junta torica, en una sola pieza con la membrana (36).
  5. 5. - Elemento (4) de radiador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la porcion (20) de cierre es concava hacia el extremo abierto (12) para penetrar al menos parcialmente en dicho extremo abierto (12) y para lograr un centrado de la tapa (16) de cierre en el extremo abierto (12).
  6. 6. - Elemento (4) de radiador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que, en una configuracion de ensamblaje, la membrana (36) tiene una forma convexa hacia el interior de dicho extremo abierto (12).
  7. 7. - Elemento (4) de radiador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el borde perimetral (40) comprende un perimetro elevado (42) que constituye un engrosamiento perimetral de dicha membrana (36), en el que el borde perimetral (40) esta posicionado dentro del extremo abierto (12) del elemento (4) de radiador para que se apoye contra una pared lateral interna (48) de dicho extremo abierto (12), lapeado por el fluido.
  8. 8. - Elemento (4) de radiador de acuerdo con la reivindicacion 7, en el que la porcion (20) de cierre de la tapa (16) de cierre tiene al menos un asiento perimetral (52) formado por una restriccion radial, dicho asiento perimetral (52) alojando el borde perimetral (40) y apoyandolo contra la pared lateral interior (48) de dicho extremo abierto (12).
  9. 9. - Elemento (4) de radiador de acuerdo con la reivindicacion 7 u 8, en el que el extremo abierto (12) tiene un ensanchamiento (56) sustancialmente conico al menos parcialmente en forma contraria con respecto a la porcion (20) de cierre de la tapa (16) de cierre, dicho borde perimetral (40) parandose en apoyo contra el ensanchamiento (56) desde el lado de una pared lateral interna (48) del extremo abierto (12).
  10. 10. - Elemento (4) de radiador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el extremo abierto (12) comprende una protuberancia (60) en una pared lateral exterior (64) del extremo abierto (12), definiendo dicha protuberancia (60) un corte inferior (68) para sujetar el collar (24) de acoplamiento de la tapa (16) de cierre.
  11. 11. - Elemento (4) de radiador de acuerdo con la reivindicacion 10, en el que el borde perimetral (40) se apoya contra dicha protuberancia (60) en la pared lateral exterior (64) del extremo abierto (12), para ser comprimido entre la protuberancia (60) y el collar (24) de acoplamiento.
  12. 12.- Elemento (4) de radiador de acuerdo con la reivindicacion 10 u 11, en el que dicha protuberancia (60) tiene una forma troncoconica que se estrecha hacia la tapa de cierre (16) asociable y en la que el borde perimetral (40) se apoya contra una porcion frustoconica (72) de la protuberancia (60).
    5 13.- Elemento (4) de radiador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el borde
    perimetral (40) se apoya en compresion entre la tapa (16) de cierre y el borde delantero (28).
  13. 14. - Elemento (4) de radiador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichos medios (32) de sellado consisten en una junta hecha de material polimerico, tal como un caucho EPDM, un caucho VITON o
    10 un caucho de silicona.
  14. 15. - Elemento (4) de radiador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el elemento (4) de radiador se extiende en una direccion axial principal (X-X) y en el que dicho extremo abierto (12) y dicha tapa (16) de cierre son simetricos axiales en relacion con dicha direccion axial principal (X-X).
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