ES2827786T3 - Conector de fluidos - Google Patents

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ES17187551T
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English (en)
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Mathias Zinkand
Tobias Höfer
Marc Stuwe
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Original Assignee
Veritas AG
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Abstract

Conector de fluidos (100), con: una tubuladura de conexión en forma de manguito (103) con una pared interior de tubuladura (111) y un collar de tope anular (115) formado en el interior de la tubuladura de conexión en forma de manguito (103), que presenta una superficie de tope (117) dirigida axialmente; y un tubo de plástico (101) que presenta una pared interior de tubo (105), una pared exterior de tubo (107) y una cara frontal de tubo (109), en donde la cara frontal de tubo (109) del tubo de plástico (101) entra en contacto con la superficie de tope (117) dirigida axialmente, y en donde la pared exterior de tubo (107) del tubo de plástico (101) está unida a la pared interior de tubuladura (111) de la tubuladura de conexión en forma de manguito (103) por medio de una unión de soldadura por fricción, caracterizado por que entre el collar de tope anular (115) y la pared interior de tubuladura (111) de la tubuladura de conexión en forma de manguito (103) está formada una ranura (133) o cavidad (133) circunferencial para alojar masa fundida por fricción.

Description

DESCRIPCIÓN
Conector de fluidos
La presente invención se refiere a un conector de fluidos, en particular a un conector de fluidos para la unión desde el punto de vista de la técnica de fluidos de componentes conductores de fluidos, como, por ejemplo, tuberías de conducción de fluidos en un vehículo de motor.
En un vehículo de motor se utilizan un gran número de tuberías de conducción de fluidos, en particular tuberías de conducción de líquidos o de gases, en forma de mangueras, tubos y similares, como por ejemplo una tubería para la conducción de aceite de transmisión para suministrar aceite de transmisión a una transmisión de un vehículo de motor. Para unir las tuberías de conducción de fluidos a diversos componentes o módulos en el vehículo de motor se utilizan cuerpos de unión que a menudo se unen a las tuberías de conducción de fluidos correspondientes por medio de un procedimiento de soldadura por fricción, en particular un procedimiento de soldadura por fricción rotativa. Durante la soldadura por fricción, la rotación de la tubería de conducción de fluidos en el interior del cuerpo de unión genera calor, lo que significa que la tubería de conducción de fluidos se funde al menos parcialmente y, después de enfriarse, la masa fundida por fricción puede asegurar una unión en arrastre de forma entre la tubería de conducción de fluidos y el cuerpo de unión. Para evitar la fuga de fluido se debe garantizar que la unión de soldadura por fricción presente suficiente estabilidad y sea suficientemente estanca a los fluidos incluso en caso de altas cargas térmicas y de presión, y que no penetren impurezas en la tubería de conducción de fluidos durante la soldadura por fricción.
El documento WO 02/02978 A1 describe un conector unido a un tubo metálico recubierto de plástico mediante una unión de soldadura por fricción.
El documento US 4.784.409 describe una unión de soldadura por fricción entre un tubo y un casquillo.
El documento DE 10 2006 017 170 A1 describe una pieza de conexión de tubería de fluidos para una unión de soldadura por fricción con tuberías de fluido.
El objetivo en el que se basa la invención es proporcionar un conector de fluidos mediante el cual se unan tuberías de conducción de fluidos eficazmente entre sí mediante soldadura por fricción, en donde la unión de soldadura por fricción presente suficiente estabilidad y estanqueidad y se produzcan una cantidad reducida de impurezas.
Este objetivo se logra mediante los objetos con las características según las reivindicaciones independientes. Formas de realización ventajosas de la invención son objeto de las figuras, de la descripción y de las reivindicaciones dependientes.
De acuerdo con un primer aspecto de la invención, el objetivo se logra mediante un conector de fluidos con una tubuladura de conexión en forma de manguito con una pared interior de tubuladura y un collar de tope anular formado en el interior de la tubuladura de conexión en forma de manguito, que presenta una superficie de tope dirigida axialmente, y con un tubo de plástico que presenta una pared interior de tubo, una pared exterior de tubo y una cara frontal de tubo, en donde la cara frontal de tubo del tubo de plástico entra en contacto con la superficie de tope dirigida axialmente, y en donde la pared exterior de tubo del tubo de plástico está unida a la pared interior de tubuladura de la tubuladura de conexión en forma de manguito por medio de una unión de soldadura por fricción.
La unión de soldadura por fricción entre la pared exterior de tubo del tubo de plástico y la pared interior de tubuladura de la tubuladura de conexión en forma de manguito puede garantizar una fijación especialmente eficaz del tubo de plástico en la tubuladura de conexión en forma de manguito.
En un vehículo de motor se utilizan un gran número de tuberías de conducción de fluidos, en particular tuberías de conducción de líquidos o de gases, en forma de mangueras, tubos y similares, como por ejemplo una tubería para la conducción de aceite de transmisión para suministrar aceite de transmisión a una transmisión de un vehículo de motor. En este sentido, las tuberías de conducción de fluidos, en particular el tubo de plástico, están unidas con cuerpos de unión, en particular conectores de fluidos, para asegurar una unión eficaz desde el punto de vista de la técnica de fluidos entre las tuberías de conducción de fluidos y los componentes conectados del vehículo de motor. Una unión por unión de materiales eficaz entre las tuberías de conducción de fluidos y los cuerpos de unión puede garantizarse mediante una unión de soldadura por fricción.
En el conector de fluidos de acuerdo con la invención, la cara frontal de tubo de plástico entra en contacto con la superficie de tope dirigida axialmente del collar de tope anular de la tubuladura de conexión en forma de manguito. Al rotar a continuación el tubo de plástico en el interior de la tubuladura de conexión en forma de manguito, el plástico del tubo de plástico se funde al menos parcialmente, lo que da como resultado una unión de soldadura por fricción eficaz entre la pared exterior de tubo de plástico y la pared interior de tubuladura de conexión en forma de manguito una vez enfriado el conector de fluidos y enfriada la masa fundida por fricción que se ha formado.
La unión de soldadura por fricción que se ha formado asegura una estabilidad eficaz y una estanqueidad desde el punto de vista de la técnica de fluidos de la unión entre el tubo de plástico y la tubuladura de conexión en forma de manguito en caso de cargas por presión y cargas térmicas. Además, se garantiza una realización optimizada de la transición entre el tubo de plástico y la tubuladura de conexión en forma de manguito. Además, el procedimiento de soldadura por fricción garantiza que aparezcan la menor cantidad posible de impurezas, tales como virutas de plástico, y que no se fugue nada de masa fundida por fricción de forma incontrolada.
En la forma de realización de acuerdo con la invención del conector de fluidos, entre el collar de tope anular y la pared interior de tubuladura de la tubuladura de conexión en forma de manguito está formada una ranura o cavidad circunferencial para alojar masa fundida por fricción. De este modo se logra la ventaja técnica de que la ranura o cavidad circunferencial está configurada para alojar eficazmente la masa fundida por fricción generada durante el procedimiento de soldadura por fricción, lo que puede evitar fugas incontroladas de masa fundida por fricción fuera del conector de fluidos o hacia el tubo de plástico.
En otra forma de realización ventajosa del conector de fluidos, la tubuladura de conexión en forma de manguito presenta un extremo de inserción por el que está insertado el tubo de plástico, y en la pared interior de tubuladura de la tubuladura de conexión en forma de manguito, entre el collar anular de tope y el extremo de inserción está formado un rebaje o contorneado circunferencial, en particular una abolladura o un valle de onda, para alojar masa fundida por fricción en reflujo.
De este modo se logra la ventaja técnica de que el rebaje o contorneado circunferencial asegura que la masa fundida por fricción producida durante el procedimiento de soldadura por fricción se aloja de manera eficaz. La masa fundida por fricción producida durante el procedimiento de soldadura por fricción puede refluir entre el lado exterior de tubo del tubo de plástico y la pared interior de tubuladura de la tubuladura de conexión en forma de manguito. El rebaje o contorneado circunferencial evita así que la masa fundida por fricción en reflujo pueda fugarse de manera incontrolada del conector de fluidos o hacia el tubo de plástico.
En otra forma de realización ventajosa del conector de fluidos, hay formada una zona de transición en la pared interior de tubuladura de la tubuladura de conexión en forma de manguito entre el rebaje o contorneado circunferencial y el extremo de inserción.
De este modo se logra la ventaja técnica de que la zona de transición proporciona suficiente distancia entre el rebaje o contorneado circunferencial y el extremo de inserción, lo que asegura un alojamiento eficaz de la masa fundida por fricción en reflujo en el rebaje o contorneado circunferencial.
En otra forma de realización ventajosa del conector de fluidos hay formada un área de soldadura de la pared interior de tubuladura en la pared interior de tubuladura entre el collar anular de tope y el rebaje o contorneado circunferencial, estando conectada la pared exterior de tubo del tubo de plástico al área de soldadura de la pared interior de tubuladura por medio de la unión de soldadura por fricción.
De este modo se logra la ventaja técnica de que el área de soldadura entre el collar de tope anular y el rebaje o contorneado circunferencial está dispuesta ventajosamente en el interior de la pared interior de tubuladura. Así, cuando se forma la unión de soldadura por fricción en el área de soldadura, se puede asegurar que la masa fundida por fricción en reflujo y que surge durante la soldadura por fricción se pueda alojar eficazmente en el rebaje o contorneado, y que la masa fundida por fricción que fluye en dirección al collar de tope anular pueda alojarse de manera eficaz en el collar de tope anular, en particular en el interior de una ranura o cavidad en el collar de tope anular.
En otra forma de realización ventajosa del conector de fluidos, el área de soldadura presenta una superficie sin contorno que se extiende a lo largo de la dirección longitudinal de la tubuladura de conexión en forma de manguito, o el área de soldadura presenta una elevación.
De este modo se logra la ventaja técnica de que puede proporcionarse una unión de soldadura por fricción optimizada de manera especialmente ventajosa mediante las diferentes configuraciones del área de soldadura, en función del tipo de unión de soldadura por fricción y del cuerpo que se vaya a soldar. Si el área de soldadura presenta una superficie sin contorno a lo largo de la dirección longitudinal de la tubuladura de conexión en forma de manguito, el tubo de plástico se puede insertar en la tubuladura de conexión en forma de manguito de manera particularmente fácil y sin gran resistencia, y se puede proporcionar una unión de soldadura por fricción. Si el área de soldadura presenta una elevación, aunque se produce una mayor resistencia al insertar el tubo de plástico, al mismo tiempo puede ampliarse, sin embargo, una ranura o cavidad formada en el collar de tope anular debido a la elevación, por lo que puede aumentarse el volumen de la ranura o cavidad para alojar masa fundida por fricción.
En otra forma de realización ventajosa del conector de fluidos, la tubuladura de conexión en forma de manguito presenta un extremo de inserción por el que está insertado el tubo de plástico, y en la pared interior de tubuladura de la tubuladura de conexión en forma de manguito, entre el collar anular de tope y el extremo de inserción está formada una deformación ondulada circunferencial con una cresta de onda y un valle de onda para alojar masa fundida por fricción en reflujo.
De este modo se logra la ventaja técnica de que la deformación ondulada circunferencial de la pared interior de tubuladura de la tubuladura de conexión en forma de manguito con una cresta de onda y un valle de onda permite una unión de soldadura por fricción especialmente ventajosa entre el tubo de plástico y la tubuladura de conexión en forma de manguito. Entre la cresta de onda y el collar de tope anular, el área para alojar masa fundida por fricción producida puede ampliarse y la masa fundida por fricción en reflujo puede alojarse eficazmente en el valle de onda.
En otra forma de realización ventajosa del conector de fluidos, la pared interior de tubo del tubo de plástico forma una pared interior del conector de fluidos que se extiende desde la superficie de tope hasta un extremo de inserción de la tubuladura de conexión en forma de manguito.
De este modo se logra la ventaja técnica de que, debido al contacto entre la superficie de tope del collar de tope anular y la cara frontal de tubo del tubo de plástico, se asegura una pared interior continua del conector de fluidos. De este modo se garantiza que no aparezcan muescas en la transición entre la superficie de tope y la cara frontal de tubo y, por lo tanto, se puede asegurar un comportamiento óptimo desde el punto de vista de la técnica de fluidos en el interior del conector de fluidos.
En otra forma de realización ventajosa del conector de fluidos, la tubuladura de conexión en forma de manguito presenta una pared interior de tubuladura adicional que está formada entre el collar de tope anular y una zona de la tubuladura de conexión en forma de manguito orientada en sentido opuesto al tubo de plástico, presentando el collar de tope anular en un lado orientado hacia el interior de la tubuladura de conexión en forma de manguito una pared interior de collar, y formando la pared interior de tubuladura adicional y la pared interior de collar una pared interior adicional del conector de fluidos, que se extiende desde la zona orientada en sentido opuesto al tubo de plástico hasta el collar de tope anular de la tubuladura de conexión en forma de manguito.
De este modo se logra la ventaja técnica de que la pared interior adicional y la pared interior del conector de fluidos, que comprende la pared interior de tubuladura, la pared interior de collar y la pared interior de tubo, pueden garantizar que se forme una superficie de flujo continua sin muescas en el interior del conector de fluidos, que hace posible una conducción de fluido eficaz y optimizada desde el punto de vista de la técnica de fluidos en el interior del conector de fluidos.
En otra forma de realización ventajosa del conector de fluidos, la tubuladura de conexión en forma de manguito presenta un extremo de inserción redondeado.
De este modo se logra la ventaja técnica de que se pueden insertar ventajosamente tubos de plástico con diferentes diámetros en el interior de la tubuladura de conexión en forma de manguito a través del extremo de inserción redondeado.
En otra forma de realización ventajosa del conector de fluidos, la tubuladura de conexión en forma de manguito presenta un diámetro interior que disminuye en dirección al collar de tope anular.
De este modo se logra la ventaja técnica de que el tubo de plástico se comprime radialmente cuando se inserta en la tubuladura de conexión en forma de manguito, debido a que el diámetro interior de la tubuladura de conexión en forma de manguito disminuye en dirección al collar de tope. La compresión radial del tubo de plástico asegura que la pared exterior de tubo del tubo de plástico descanse eficazmente en la pared interior de tubuladura de la tubuladura de conexión en forma de manguito, por lo que puede asegurarse una unión de soldadura por fricción eficaz.
En otra forma de realización ventajosa del conector de fluidos, la tubuladura de conexión en forma de manguito presenta un extremo de inserción por el que está insertado el tubo de plástico, comprendiendo el conector de fluidos un cuerpo de unión que se inserta en la tubuladura de conexión en forma de manguito por un extremo orientado en sentido opuesto al tubo de plástico.
De este modo se logra la ventaja técnica de que el conector de fluidos está configurado unir eficazmente desde el punto de vista de la técnica de fluidos el tubo de plástico a un cuerpo de unión, pudiendo rodear el cuerpo de unión en particular una tubería de la técnica de fluidos, un componente o módulo de un vehículo de motor. El hecho de que el cuerpo de unión y el tubo de plástico estén conectados a la tubuladura de conexión en forma de manguito por diferentes extremos de la tubuladura de conexión en forma de manguito asegura una unión eficaz y estanca a los fluidos entre el cuerpo de unión y el tubo de plástico.
En otra forma de realización ventajosa del conector de fluidos, un saliente de tubuladura está dispuesto en una zona de la tubuladura de conexión en forma de manguito orientada en sentido opuesto al tubo de plástico, presentando el cuerpo de unión una cara frontal de unión que descansa en el saliente de tubuladura.
De este modo se logra la ventaja técnica de que se puede proporcionar una unión según la técnica de fluidos eficaz y estanca a los fluidos entre el cuerpo de unión y la tubuladura de conexión en forma de manguito al descansar la cara frontal de unión del cuerpo de unión en el saliente de tubuladura de la tubuladura de conexión en forma de manguito.
De acuerdo con un segundo aspecto de la invención, el objetivo se logra mediante un procedimiento para establecer una unión de soldadura por fricción entre un tubo de plástico y una tubuladura de conexión en forma de manguito en el interior de un conector de fluidos según el primer aspecto, comprendiendo el procedimiento las siguientes etapas: insertar el tubo de plástico en la tubuladura de conexión en forma de manguito, rotar el tubo de plástico en la tubuladura de conexión en forma de manguito para formar masa fundida por fricción, y enfriar el conector de fluidos para proporcionar la unión de soldadura por fricción entre el tubo de plástico y la tubuladura de conexión en forma de manguito.
De este modo se logra la ventaja técnica de que, mediante el procedimiento, puede proporcionarse una conexión de soldadura por fricción estable y estanca a los fluidos entre el tubo de plástico y la tubuladura de conexión en forma de manguito en el interior del conector de fluidos.
En una forma de realización ventajosa del procedimiento, el tubo de plástico se rota mientras se inserta el tubo de plástico en la tubuladura de conexión en forma de manguito, o el tubo de plástico se rota después de que se haya terminado de insertar el tubo de plástico en la tubuladura de conexión en forma de manguito.
De este modo se logra la ventaja técnica de que la rotación del tubo de plástico mientras se inserta el tubo de plástico en la tubuladura de conexión en forma de manguito da como resultado una fusión parcial particularmente eficaz del tubo de plástico durante la inserción. Si el tubo de plástico solo se gira después de que se haya completado la inserción del tubo de plástico en la tubuladura de conexión en forma de manguito, puede garantizarse que la masa fundida por fricción producida a este respecto se aloje de manera especialmente eficaz en el interior del conector de fluidos. En una forma de realización ventajosa del procedimiento, el procedimiento comprende la etapa adicional de encajar la tubuladura de conexión en forma de manguito en sobre un mandril de herramienta.
De este modo se logra la ventaja técnica de que se obtiene una unión de soldadura por fricción particularmente ventajosa al encajar la tubuladura de conexión en forma de manguito sobre el mandril de herramienta durante la producción del conector de fluidos. La tubuladura de conexión en forma de manguito se encaja sobre el mandril de herramienta, en particular, antes de que el tubo de plástico se inserte en la tubuladura de conexión en forma de manguito. En este sentido, el mandril de herramienta estabiliza la transición entre la tubuladura de conexión en forma de manguito y el tubo de plástico durante el establecimiento de la unión de soldadura por fricción. Una ventaja particular de utilizar el mandril de herramienta en la herramienta de soldadura es que la aparición de virutas de plástico en el interior del tubo de plástico se puede reducir al mínimo. Además, el mandril de herramienta favorece la orientación y la alineación de la tubuladura de conexión en forma de manguito y del tubo de plástico entre sí. Además, se contrarresta la aparición de microbordes, que pueden ser debidos a saltos bruscos de diámetro, y se asegura una presión de compresión uniforme del tubo de plástico contra el conector de fluidos.
En los dibujos se representan ejemplos de realización de la invención, que se describen con más detalle a continuación.
Muestran:
la Fig. 1 una vista de un tubo de plástico insertado en una tubuladura de conexión en forma de manguito de acuerdo con una primera forma de realización;
la Fig. 2 una vista de una tubuladura de conexión en forma de manguito de un conector de fluidos de acuerdo con la primera forma de realización;
la Fig. 3 una vista de una tubuladura de conexión en forma de manguito de un conector de fluidos de acuerdo con una segunda forma de realización;
la Fig. 4 un procedimiento para establecer una unión de soldadura por fricción entre un tubo de plástico y una tubuladura de conexión en forma de manguito en el interior de un conector de fluidos; y
la Fig. 5 una vista de un conector de fluidos de acuerdo con la primera forma de realización sobre un mandril de herramienta.
En la figura 1 se muestra una vista lateral de un tubo de plástico insertado en una tubuladura de conexión en forma de manguito de un conector de fluidos de acuerdo con una primera forma de realización. El conector de fluidos 100 está representado en una representación en sección. El conector de fluidos 100 comprende un tubo de plástico 101, que se inserta en una tubuladura de conexión en forma de manguito 103 y está unido a la tubuladura de conexión en forma de manguito 103 por unión de materiales. La tubuladura de conexión en forma de manguito 103 y el tubo de plástico 101 están realizados con simetría de revolución, como resultado de lo cual resulta posible una unión por unión de materiales entre la tubuladura de conexión en forma de manguito 103 y el tubo de plástico 101 por medio de un procedimiento de soldadura por fricción rotativa. El conector de fluidos 100 de acuerdo con la invención se puede utilizar, por ejemplo, en el ámbito de las tuberías de plástico del enfriador de aceite de la transmisión en un vehículo de motor para asegurar una soldadura segura y estanca en el interior del conector de fluidos 100. Son posibles otras aplicaciones del conector de fluidos 100 de acuerdo con la invención en el ámbito de las tuberías de combustible, tuberías hidráulicas, tuberías de agua fría y caliente, tuberías de aire, tuberías SCR, tuberías con requisitos de baja permeabilidad, cabezales de llenado SCR, contenedores con simetría de revolución y/o conexiones estancas a los gases.
El tubo de plástico 101 presenta una pared interior de tubo 105, una pared exterior de tubo 107 y una cara frontal de tubo 109.
La tubuladura de conexión en forma de manguito 103 presenta una pared interior de tubuladura 111, una pared exterior de tubuladura 113 y un collar de tope anular 115, estando dispuesto el collar de tope anular 115 en el interior de la tubuladura de conexión en forma de manguito 103 y presentando el collar de tope anular 115 una superficie de tope 117 dirigida axialmente.
La tubuladura de conexión en forma de manguito 103 presenta un extremo de inserción 119 en el que se puede insertar el tubo de plástico 101 en el interior de la tubuladura de conexión en forma de manguito 103. En este sentido, la tubuladura de conexión en forma de manguito 103 presenta un diámetro interior que disminuye en dirección al collar de tope anular 115. Como resultado, el tubo de plástico 101 se comprime radialmente cuando se inserta en el interior de la tubuladura de conexión en forma de manguito 103, de modo que la pared exterior de tubo 107 del tubo de plástico 101 descansa eficazmente en la pared interior de tubuladura 111 de la tubuladura de conexión en forma de manguito 103.
En el caso de un tubo de plástico 101 insertado completamente en la tubuladura de conexión en forma de manguito 103, la cara frontal de tubo 109 del tubo de plástico 101 descansa en la superficie de tope 117 dirigida axialmente del collar de tope anular 115 de la tubuladura de conexión en forma de manguito 103 y limita así el movimiento de inserción del tubo de plástico 101 en la tubuladura de conexión en forma de manguito 103.
Después de la inserción del tubo de plástico 101 o, alternativamente, durante la inserción del tubo de plástico 101 en la tubuladura de conexión en forma de manguito 103, el tubo de plástico 101 se hace rotar. Debido al contacto entre la pared exterior de tubo 107 del tubo de plástico 101 y la pared interior de tubuladura 111 de la tubuladura de conexión en forma de manguito 103, debido al calor de fricción resultante a este respecto se produce una fusión parcial de la pared exterior de tubo 107 del tubo de plástico 101. Cuando el conector de fluidos 100 se enfría posteriormente, la masa fundida de plástico resultante también se enfría para formar una unión por unión de materiales, en particular una unión de soldadura por fricción, entre la pared exterior de tubo 107 del tubo de plástico 101 y la pared interior de tubuladura 111 de la tubuladura de conexión en forma de manguito 103.
Después del proceso de soldadura por fricción, la pared interior de tubo 105 del tubo de plástico 101 forma una pared interior del conector de fluidos 100, que se extiende desde el extremo de inserción 119 de la tubuladura de conexión en forma de manguito 103 hasta la superficie de tope 117 dirigida axialmente del collar de tope anular 115 de la tubuladura de conexión en forma de manguito 103.
La tubuladura de conexión en forma de manguito 103 presenta una pared interior de tubuladura adicional 121 que está formada entre el collar de tope anular 115 y una zona 123 de la tubuladura de conexión en forma de manguito 103 orientada en sentido opuesto al tubo de plástico 101. El collar de tope anular 115 presenta una pared interior de collar 125 en un lado orientado hacia el interior de la tubuladura de conexión en forma de manguito 103. La pared interior de tubuladura adicional 121 y la pared interior de collar 125 de la tubuladura de conexión en forma de manguito 103 forman una pared interior adicional del conector de fluidos 100 que, junto con la pared interior del conector de fluidos 100, se extiende de manera continua desde la zona 123 de la tubuladura de conexión en forma de manguito 103 orientada en sentido opuesto al tubo de plástico 101 hasta el extremo de inserción 119 de la tubuladura de conexión en forma de manguito 103.
La pared interior que se extiende de manera continua en el conector de fluidos 100 y la pared interior adicional del conector de fluidos 100 dan como resultado una realización particularmente ventajosa y optimizada en cuanto al flujo de la transición en el collar de tope anular 115 de la tubuladura de conexión en forma de manguito 103 y el tubo de plástico 101. En particular, se pueden evitar muescas y saltos de diámetro no deseados.
Un saliente de tubuladura 127 está dispuesto en la zona 123 de la tubuladura de conexión en forma de manguito 103 orientada en sentido opuesto al tubo de plástico 101. El conector de fluidos 100 comprende un cuerpo de unión 129, que se inserta en la tubuladura de conexión en forma de manguito 103 en un extremo orientado en sentido opuesto al tubo de plástico 101, presentando el cuerpo de unión 129 una cara frontal de unión 131 que descansa en el saliente de tubuladura 127.
El cuerpo de unión 129 puede comprender en particular un componente de conducción de fluido, de modo que el conector de fluidos 100 puede proporcionar una unión eficaz desde el punto de vista de la técnica de fluidos entre el componente de conducción de fluido y el tubo de plástico 101.
Entre el collar de tope anular 115 y la pared interior de tubuladura 111 de la tubuladura de conexión en forma de manguito 103 está formada una ranura 133 o cavidad 133 circunferencial para alojar masa fundida por fricción. Cuando el tubo de plástico 101 se conecta a la tubuladura de conexión en forma de manguito 103, se asegura así que la masa fundida de plástico producida durante la soldadura por fricción pueda alojarse eficazmente en la ranura circunferencial 133 o bolsa 133, contrarrestando así fugas incontroladas de masa fundida de plástico.
Además, entre el extremo de inserción 119 y el collar de tope anular 115 de la tubuladura de conexión en forma de manguito 103 está formado en la pared interior de tubuladura 111 un rebaje 135 o contorneado 135 circunferencial, comprendiendo el rebaje 135 o contorneado 135 circunferencial en particular una abolladura o un valle de onda, y estando formado para alojar masa fundida por fricción en reflujo.
Entre el collar anular de tope 115 y el rebaje 135 o contorneado 135 circunferencial de la tubuladura de conexión en forma de manguito 103 está formada en la pared interior de tubuladura 111 un área de soldadura 137 de la pared interior de tubuladura 111. La pared exterior de tubo 107 del tubo de plástico 101 está unida al área de soldadura 137 de la pared interior de tubuladura 111 por medio de la unión de soldadura por fricción.
La unión de soldadura por fricción entre el tubo de plástico 101 y la tubuladura de conexión en forma de manguito 103 se forma así entre la pared exterior de tubo 107 del tubo de plástico 101 y el área de soldadura 137 de la pared interior de tubuladura 111 de la tubuladura de conexión en forma de manguito 103. El área de soldadura 137 está así limitada en un lado orientado hacia el collar de tope anular 115 por la ranura 133 o cavidad 133 circunferencial y el área de soldadura 137 está limitada en un lado orientado hacia el extremo de inserción 119 por el rebaje 135 o contorneado 135 circunferencial.
Si la masa fundida por fricción producida durante el proceso de soldadura por fricción se fuga en dirección a la cara frontal de tubo 109 del tubo de plástico 101, la masa fundida por fricción que sale es alojada en la ranura 133 o cavidad 133. Si, alternativa o adicionalmente, la masa fundida por fricción producida durante el proceso de soldadura por fricción se fuga en dirección al extremo de inserción 119 de la tubuladura de conexión en forma de manguito 103, la masa fundida por fricción que sale es alojada en el rebaje 135 o contorneado 135 circunferencial.
Como resultado, se puede garantizar una limpieza técnica particular de la unión de soldadura por fricción en el interior del conector de fluidos 100. En este sentido se puede asegurar que no lleguen al interior del tubo de plástico 101 masa fundida por fricción ni virutas de plástico, o que no lleguen al interior de la tubuladura de conexión en forma de manguito 103 masa fundida por fricción ni virutas de plástico, de modo que el fluido conducido a través del conector de fluidos 100 no se contamine.
En la forma de realización representada en la figura 1, el área de soldadura 137 de la pared interior de tubuladura 111 de la tubuladura de conexión en forma de manguito 103 no presenta ningún contorneado, por lo que se puede asegurar una unión de soldadura por fricción eficaz entre la tubuladura de conexión en forma de manguito 103 y el tubo de plástico 101.
El extremo de inserción 119 de la tubuladura de conexión en forma de manguito 103 puede estar formado como un extremo de inserción 119 redondeado, por lo que puede asegurarse una compensación de tolerancia al insertar tubos de plástico 101 configurados de manera diferente en la tubuladura de conexión en forma de manguito 103. Por tanto, en caso de diámetros ligeramente diferentes de tubos de plástico 101 diferentes, se puede asegurar que los tubos de plástico 101 puedan insertarse eficazmente en la tubuladura de conexión en forma de manguito 103.
Mediante el conector de fluidos 100 de acuerdo con la invención puede asegurarse, por lo tanto, que se puedan asegurar propiedades óptimas de la unión de soldadura por fricción, tales como, por ejemplo, suficiente estanqueidad y resistencia bajo la solicitación estática y dinámica con presión interna con cargas térmicas simultáneas. Puede asegurare un diámetro interior continuo del conector de fluidos 100, como resultado de lo cual resultan posibles propiedades del conector de fluidos 100 optimizadas en cuanto al flujo. Además, puede asegurarse una mayor sección transversal de paso de flujo en el conector de fluidos 100, ya que ningún reborde interior lo restringe. La producción de conectores de fluidos 100 robusta y segura en cuanto a la técnica de procesos permite la fabricación de conectores de fluidos 100 en condiciones de fabricación en serie. La unión de soldadura por fricción eficaz asegura que los componentes se unan con la menor aparición posible de impurezas, tales como, por ejemplo, virutas de plástico.
La figura 2 muestra una vista lateral de una tubuladura de conexión en forma de manguito de un conector de fluidos de acuerdo con la primera forma de realización. En la representación elegida en la figura 2, la tubuladura de conexión en forma de manguito 103 se muestra en una representación en sección y está representada sin un tubo de plástico 101 insertado. Por razones de la técnica de representación, las diferentes áreas de la tubuladura de conexión en forma de manguito 103 están delimitadas unas de otras mediante líneas discontinuas.
La tubuladura de conexión en forma de manguito 103 presenta una pared interior de tubuladura 111, una pared exterior de tubuladura 113 y un collar de tope anular 115, estando dispuesto el collar de tope anular 115 en el interior de la tubuladura de conexión en forma de manguito 103 y presentando el collar de tope anular 115 una superficie de tope 117 dirigida axialmente. El collar de tope anular 115 presenta además una pared interior de collar 125 en un lado orientado hacia el interior de la tubuladura de conexión en forma de manguito 103.
En la figura 2 no se muestra la pared interior de tubuladura adicional 121 de la tubuladura de conexión en forma de manguito 103 mostrada en la figura 1 con un saliente de tubuladura 127 y el cuerpo de unión 129 insertado en la tubuladura de conexión en forma de manguito 103.
La tubuladura de conexión en forma de manguito 103 presenta un extremo de inserción 119 en el que se puede insertar el tubo de plástico 101 en el interior de la tubuladura de conexión en forma de manguito 103. El extremo de inserción 119 está formado como un extremo de inserción 119 redondeado, con lo cual pueden insertarse eficazmente tubos de plástico 101 con diferentes diámetros en la tubuladura de conexión en forma de manguito 103.
Entre el collar de tope anular 115 y la pared interior de tubuladura 111 de la tubuladura de conexión en forma de manguito 103 está formada una ranura 133 o cavidad 133 circunferencial para alojar masa fundida por fricción, con el fin de alojar masa fundida por fricción producida durante la soldadura por fricción eficazmente en la ranura 133 o cavidad 133 circunferencial.
Además, entre el extremo de inserción 119 y el collar de tope anular 115 de la tubuladura de conexión en forma de manguito 103 está formado en la pared interior de tubuladura 111 un rebaje 135 o contorneado 135 circunferencial, comprendiendo el rebaje 135 o contorneado 135 circunferencial en particular una abolladura o un valle de onda, y estando formado para alojar masa fundida por fricción en reflujo.
Entre el collar anular de tope 115 y el rebaje 135 o contorneado 135 circunferencial de la tubuladura de conexión en forma de manguito 103 está formada en la pared interior de tubuladura 111 un área de soldadura 137 de la pared interior de tubuladura 111. La pared exterior de tubo 107 de un tubo de plástico 101 insertado está unida al área de soldadura 137 de la pared interior de tubuladura 111 por medio de la unión de soldadura por fricción.
En la primera forma de realización representada en la figura 2, el área de soldadura 137 presenta una superficie sin contorno que se extiende a lo largo de la dirección longitudinal de la tubuladura de conexión en forma de manguito 103, por lo que se puede proporcionar una inserción eficaz del tubo de plástico 101 y una unión de soldadura por fricción eficaz entre el tubo de plástico 101 y la tubuladura de conexión en forma de manguito 103.
Si la masa fundida por fricción producida durante el proceso de soldadura por fricción se fuga del área de soldadura 137 en dirección al collar de tope anular 115, la masa fundida por fricción fugada es alojada en la ranura 133 o cavidad 133. Si, de manera alternativa o adicional, la masa fundida por fricción que se produce durante el proceso de soldadura por fricción se fuga del área de soldadura 137 en dirección al extremo de inserción 119, la masa fundida por fricción fugada es alojada en el rebaje 135 o contorneado 135 circunferencial.
Además, entre el rebaje 135 o contorneado 135 circunferencial y el extremo de inserción 119 está formada un área de transición 139 en la pared interior de tubuladura 111.
La figura 3 muestra una vista lateral de una tubuladura de conexión en forma de manguito de un conector de fluidos de acuerdo con la segunda forma de realización. En la representación elegida en la figura 3, la tubuladura de conexión en forma de manguito 103 está representada en una representación en sección y está representada sin un tubo de plástico 101 insertado. Por razones de la técnica de representación, las diferentes áreas de la tubuladura de conexión en forma de manguito 103 están delimitadas unas de otras mediante líneas discontinuas.
La tubuladura de conexión en forma de manguito 103 presenta una pared interior de tubuladura 111, una pared exterior de tubuladura 113, un collar de tope anular 115 con una superficie de tope 117 y una pared interior de collar 125, así como un extremo de inserción 119. La pared interior de tubuladura adicional 121 así como el saliente de tubuladura 127 y el cuerpo de unión 129 no están representados en la figura 3.
En la pared interior de tubuladura 111 hay dispuestos una ranura 133 o cavidad 133, un rebaje 135 o contorneado 135, un área de soldadura 137 y una zona de transición 139.
La tubuladura de conexión en forma de manguito 103 representada en la figura 3 de acuerdo con la segunda forma de realización se corresponde con la primera forma realización representada en la figura 2 excepto por que el área de soldadura 137 de la segunda forma de realización representada en la figura 3 presenta una cresta de onda 141 que se convierte en un valle de onda en dirección al extremo de inserción 119, el cual a su vez forma el rebaje 135 o contorneado 135. Mediante la cresta de onda 141 se logra la ventaja de que las soldaduras por fricción o las virutas de plástico que se establecen durante el proceso de soldadura por fricción pueden alojarse de manera óptima en la ranura 133 o cavidad 133 agrandada por la cresta de onda 141. Como resultado, se puede reducir la aparición de fugas de soldaduras por fricción, o de virutas de plástico, durante un avance axial con rotación del tubo de plástico 101. De este modo, se puede proporcionar una unión de soldadura por fricción eficaz entre el tubo de plástico 101 y la tubuladura de conexión en forma de manguito 103.
La figura 4 muestra un procedimiento para establecer una unión de soldadura por fricción entre un tubo de plástico y una tubuladura de conexión en forma de manguito en el interior de un conector de fluidos según una de las formas de realización anteriores.
El procedimiento 200 comprende las siguientes etapas: insertar 201 el tubo de plástico 101 en la tubuladura de conexión en forma de manguito 103, rotar 203 el tubo de plástico 101 en la tubuladura de conexión en forma de manguito 103 para formar una masa fundida por fricción, y enfriar 205 el conector de fluidos 100 para proporcionar la unión de soldadura por fricción entre el tubo de plástico 101 y la tubuladura de conexión en forma de manguito 103. En este sentido, la rotación 203 del tubo de plástico 101 se puede efectuar durante la inserción 201 del tubo de plástico 101 en la tubuladura de conexión en forma de manguito 103.
De acuerdo con una primera alternativa, al comienzo de la inserción 201 del tubo de plástico 101, el tubo de plástico 101 ya se puede rotar y la rotación 203 del tubo de plástico 101 se puede terminar cuando el tubo de plástico 101 se ha insertado hasta la posición final en el interior de la tubuladura de conexión en forma de manguito 103.
De acuerdo con una segunda alternativa, al comienzo de la inserción 201 del tubo de plástico 101, el tubo de plástico 101 aún no se rota, sino que la rotación 203 del tubo de plástico 101 solo se inicia cuando el tubo de plástico 101 ya se ha insertado parcialmente en la tubuladura de conexión en forma de manguito 103. La rotación 203 del tubo de plástico 101 finaliza cuando el tubo de plástico 101 se ha insertado hasta la posición final en el interior de la tubuladura de conexión en forma de manguito 103.
De acuerdo con una tercera alternativa, la rotación 203 del tubo de plástico 101 se efectúa después de que se haya completado la inserción 201 del tubo de plástico 101 en la tubuladura de conexión en forma de manguito 103.
Los parámetros de procedimiento típicos del procedimiento de soldadura por fricción se resumen a continuación: las revoluciones durante la rotación 203 abarcan un intervalo de 50 rpm a 1300 rpm, el tiempo de soldadura abarca un intervalo de 0,5 segundos a 1,5 segundos, la fuerza de unión al insertar el tubo de plástico 101 en la tubuladura de conexión en forma de manguito 103 abarca un intervalo entre 300 N y 900 N, el recorrido de enfriamiento abarca un intervalo de 0,1 mm a 1,0 mm, la fuerza de enfriamiento abarca un intervalo de 300 N a 9000 N y el número de revoluciones abarca un intervalo de 8 revoluciones a 25 revoluciones.
La figura 5 muestra una vista de un conector de fluidos de acuerdo con la primera forma de realización sobre un mandril de herramienta en una representación en sección.
La tubuladura de conexión en forma de manguito 103 presenta una pared interior de tubuladura 111, una pared exterior de tubuladura 113, un collar de tope anular 115 con una superficie de tope 117 y una pared interior de collar 125, así como un extremo de inserción 119. La tubuladura de conexión en forma de manguito 103 presenta una pared interior de tubuladura adicional 121, un saliente de tubuladura 127 y un cuerpo de unión 129.
En la pared interior de tubuladura 111 hay dispuestos una ranura 133 o cavidad 133, un rebaje 135 o contorneado 135 y un área de soldadura 137. El tubo de plástico 101 presenta una pared interior de tubo 105, una pared exterior de tubo 107 y una cara frontal de tubo 109.
Durante el establecimiento de la unión de soldadura por fricción, el conector de fluidos 100 es encajado sobre el mandril de herramienta 143. En este sentido, el mandril de herramienta 143 descansa circunferencialmente en la pared interior de collar 125 del collar de tope anular 115 de la tubuladura de conexión en forma de manguito 103 y el mandril de herramienta 143 descansa al menos por secciones en la pared interior de tubo 105 del tubo de plástico 101. Como resultado, el mandril de herramienta 143 estabiliza la transición entre la tubuladura de conexión en forma de manguito 103 y el tubo de plástico 101 durante el establecimiento de la unión de soldadura por fricción.
Además, utilizando el mandril de herramienta en la herramienta de soldadura, la aparición de virutas de plástico en el interior del tubo de plástico 101 se puede reducir al mínimo. Este tipo de diseño de herramienta favorece además el guiado y la orientación de las partes complementarias de unión entre sí. Además, se contrarresta la aparición de microbordes, que pueden ser debidos a saltos bruscos de diámetro, y se asegura una presión de compresión uniforme del tubo de plástico 101 contra el conector de fluidos 100.
Todas las características explicadas y mostradas en relación con formas de realización individuales de la invención pueden preverse en diferente combinación en el objeto de acuerdo con la invención con el fin de implementar simultáneamente sus efectos ventajosos.
El alcance de protección de la presente invención viene dado por las reivindicaciones y no está limitado por las características explicadas en la descripción o mostradas en las figuras.
Lista de referencias
100 conector de fluidos
tubo de plástico
tubuladura de conexión en forma de manguito
pared interior de tubo
pared exterior de tubo
cara frontal de tubo
pared interior de tubuladura
pared exterior de tubuladura
collar de tope anular
superficie de tope
extremo de inserción
pared interior de tubuladura adicional
zona de la tubuladura de conexión en forma de manguito orientada en sentido opuesto al tubo de plástico
pared interior de collar
saliente de tubuladura
cuerpo de unión
cara frontal de unión
ranura o cavidad
rebaje o contorneado
área de soldadura de la pared interior de tubuladura
zona de transición
cresta de onda
mandril de herramienta
procedimiento para establecer una unión de soldadura por fricción entre un tubo de plástico y una tubuladura de conexión en forma de manguito en el interior de un conector de fluidos insertar el tubo de plástico en la tubuladura de conexión en forma de manguito
rotar el tubo de plástico en la tubuladura de conexión en forma de manguito
enfriar el conector de fluidos

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Conector de fluidos (100), con:
una tubuladura de conexión en forma de manguito (103) con una pared interior de tubuladura (111) y un collar de tope anular (115) formado en el interior de la tubuladura de conexión en forma de manguito (103), que presenta una superficie de tope (117) dirigida axialmente; y
un tubo de plástico (101) que presenta una pared interior de tubo (105), una pared exterior de tubo (107) y una cara frontal de tubo (109), en donde la cara frontal de tubo (109) del tubo de plástico (101) entra en contacto con la superficie de tope (117) dirigida axialmente, y en donde la pared exterior de tubo (107) del tubo de plástico (101) está unida a la pared interior de tubuladura (111) de la tubuladura de conexión en forma de manguito (103) por medio de una unión de soldadura por fricción,
caracterizado por que entre el collar de tope anular (115) y la pared interior de tubuladura (111) de la tubuladura de conexión en forma de manguito (103) está formada una ranura (133) o cavidad (133) circunferencial para alojar masa fundida por fricción.
2. Conector de fluidos (100) según la reivindicación 1, en donde la tubuladura de conexión en forma de manguito (103) presenta un extremo de inserción (119) por el que está insertado el tubo de plástico (101), y en donde, en la pared interior de tubuladura (111) de la tubuladura de conexión en forma de manguito (103), entre el collar de tope anular (115) y el extremo de inserción (119) está formado una rebaje (135) o contorneado (135) circunferencial, en particular una abolladura o un valle de onda, para alojar masa fundida por fricción en reflujo.
3. Conector de fluidos (100) según la reivindicación 2, en donde está formada una zona de transición (139) en la pared interior de tubuladura (111) de la tubuladura de conexión en forma de manguito (103) entre el rebaje (135) o contorneado (135) circunferencial y el extremo de inserción (119).
4. Conector de fluidos (100) según la reivindicación 2 o 3, en donde, en la pared interior de tubuladura (111), entre el collar de tope anular (115) y el rebaje (135) o contorneado (135) circunferencial está formada un área de soldadura (137) de la pared interior de tubuladura (111), en donde la pared exterior de tubo (107) del tubo de plástico (101) está unida al área de soldadura (137) de la pared interior de tubuladura (111) por medio de la unión de soldadura por fricción.
5. Conector de fluidos (100) según la reivindicación 4, en donde el área de soldadura (137) presenta una superficie sin contorno que se extiende a lo largo de la dirección longitudinal de la tubuladura de conexión en forma de manguito (103), o en donde el área de soldadura (137) presenta una elevación.
6. Conector de fluidos (100) según una de las reivindicaciones anteriores, en donde la tubuladura de conexión en forma de manguito (103) presenta un extremo de inserción (119) por el que está insertado el tubo de plástico (101), y en donde, en la pared interior de tubuladura (111) de la tubuladura de conexión en forma de manguito (103), entre el collar de tope anular (115) y el extremo de inserción (119) está formada una deformación en forma de onda circunferencial con una cresta de onda (141) y un valle de onda para el alojamiento de masa fundida por fricción en reflujo.
7. Conector de fluidos (100) según una de las reivindicaciones anteriores, en donde la pared interior de tubo (105) del tubo de plástico (101) forma una pared interior del conector de fluidos (100) que se extiende desde la superficie de tope (117) hasta un extremo de inserción (119) de la tubuladura de conexión en forma de manguito (103).
8. Conector de fluidos (100) según una de las reivindicaciones anteriores, en donde la tubuladura de conexión en forma de manguito (103) presenta una pared interior de tubuladura adicional (121) que está formada entre el collar de tope anular (115) y una zona (123) de la tubuladura de conexión en forma de manguito (103) orientada en sentido opuesto al tubo de plástico (101),
en donde el collar de tope anular (115) presenta una pared interior de collar (125) en un lado orientado hacia el interior de la tubuladura de conexión en forma de manguito (103),
y en donde la pared interior de tubuladura adicional (121) y la pared interior de collar (125) forman una pared interior adicional del conector de fluidos (100), que se extiende desde la zona (123) orientada en sentido opuesto al tubo de plástico (101) hasta el collar de tope anular (115) de la tubuladura de conexión en forma de manguito (103).
9. Conector de fluidos (100) según una de las reivindicaciones anteriores, en donde la tubuladura de conexión en forma de manguito (103) presenta un extremo de inserción (119) redondeado.
10. Conector de fluidos (100) según una de las reivindicaciones anteriores, en donde la tubuladura de conexión en forma de manguito (103) presenta un diámetro interior que disminuye en dirección al collar de tope anular (115).
11. Conector de fluidos (100) según una de las reivindicaciones anteriores, en donde la tubuladura de conexión en forma de manguito (103) presenta un extremo de inserción (119) por el que está insertado el tubo de plástico (101), en donde el conector de fluidos (100) comprende un cuerpo de unión (129) que está insertado en la tubuladura de conexión en forma de manguito (103) por un extremo orientado en sentido opuesto al tubo de plástico (101).
12. Conector de fluidos (100) según la reivindicación 11, en donde un saliente de tubuladura (127) está dispuesto en una zona (123) de la tubuladura de conexión en forma de manguito (103) orientada en sentido opuesto al tubo de plástico (101), en donde el cuerpo de unión (129) presenta una cara frontal de unión (131) que descansa en el saliente de tubuladura (127).
13. Procedimiento (200) para establecer una unión de soldadura por fricción entre un tubo de plástico (101) y una tubuladura de conexión en forma de manguito (103) en el interior de un conector de fluidos (100) según una de las reivindicaciones anteriores 1 a 12, comprendiendo el procedimiento (200) las siguientes etapas:
insertar (201) el tubo de plástico (101) en la tubuladura de conexión en forma de manguito (103),
rotar (203) el tubo de plástico (101) en la tubuladura de conexión en forma de manguito (103) para formar una masa fundida por fricción, y
enfriar (205) el conector de fluidos (100) para proporcionar la unión de soldadura por fricción entre el tubo de plástico (101) y la tubuladura de conexión en forma de manguito (103).
14. Procedimiento (200) según la reivindicación 13, en donde la rotación (203) del tubo de plástico (101) se realiza durante la inserción (201) del tubo de plástico (101) en la tubuladura de conexión en forma de manguito (103), o en donde la rotación (203) del tubo de plástico (101) se realiza después de que se haya completado la inserción (201) del tubo de plástico (101) en la tubuladura de conexión en forma de manguito (103).
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