IT201700018061A1

IT201700018061A1 - Elemento connettore

Info

Publication number: IT201700018061A1
Application number: IT102017000018061A
Authority: IT
Inventors: Andrea Tosi; Cristian Brea
Original assignee: Tosi F Lli S R L
Priority date: 2017-02-17
Filing date: 2017-02-17
Publication date: 2018-08-17
Also published as: WO2018150354A1

Description

ELEMENTO CONNETTORE

Campo tecnico dell’invenzione

La presente invenzione riguarda in generale gli accoppiamenti a pressione per sistemi che operano con fluidi pressurizzati, come ad esempio gli impianti frenanti per autoveicoli. Più in particolare, l’invenzione riguarda un elemento connettore maschio per accoppiamenti a pressione.

Inquadramento

Noti accoppiamenti a pressione per sistemi che operano con fluidi pressurizzati, in particolare aria compressa, comprendono un elemento connettore maschio, cavo assialmente, di forma generalmente tubolare, configurato per il collegamento a tenuta di un tubo o condotto, ed un elemento connettore femmina, pure cavo assialmente, configurato per ricevere una porzione dell’elemento connettore maschio opposta a quella alla quale è collegato il tubo o condotto creando con esso un accoppiamento a tenuta. Il bloccaggio assiale tra i due componenti dell’insieme connettore è realizzato meccanicamente tipicamente a pressione e la tenuta pneumatica è garantita da guarnizioni di forma anulare, quali tipicamente O-ring, calzate sull’elemento maschio e/o su quello femmina.

Gli elementi connettore maschio e femmina sono tradizionalmente realizzati in metallo, tipicamente ottone, e lavorati alle macchine utensili, ma sono sempre più diffusi insiemi connettori comprendenti elementi realizzati in materiali plastici mediante processi di iniezione, che consentono di ridurre in modo importante i costi di fabbricazione.

Sulla superficie destinata ad essere inserita nell’elemento connettore femmina, l’elemento connettore maschio è tipicamente provvisto di rilievi che si estendono circonferenzialmente per creare un accoppiamento per attrito con la superficie radiale interna dell’elemento connettore femmina. In questo modo l’elemento connettore maschio risulta bloccato assialmente nell’elemento connettore femmina.

Uno dei problemi più tipici degli accoppiamenti a pressione è quello della difficoltà di rimozione dell’elemento connettore maschio dall’elemento femmina, dovuta ai rilievi circonferenziali ricavati sulla superficie esterna dell’elemento connettore maschio per realizzare l’accoppiamento a pressione. La rimozione è generalmente necessaria per esigenze di riparazione o manutenzione.

La pubblicazione internazionale WO 2007/049969 A1 descrive un elemento connettore maschio per accoppiamenti a pressione comprendente una filettatura realizzata sulla porzione che, una volta realizzato l’accoppiamento o montaggio con un elemento connettore femmina, sporge assialmente dalla sede di quest’ultimo. Avvitando sulla filettatura una speciale ghiera filettata, quest’ultima funge da estrattore per l’elemento connettore maschio una volta giunta in battuta contro l’elemento connettore femmina.

È noto che, nonostante l’estrazione dell’elemento connettore maschio avvenga correttamente in direzione assiale, essa può comunque danneggiarne i rilievi circonferenziali utilizzati per l’accoppiamento, e/o la sede ricavata nell’elemento connettore femmina, compromettendo le caratteristiche di tenuta dell’accoppiamento a pressione al successivo rimontaggio.

Inoltre, la previsione di una ghiera filettata rende l’accoppiamento a pressione più costoso rispetto agli accoppiamenti a pressione noti nel settore.

Sommario dell’invenzione

Il problema tecnico posto e risolto dalla presente invenzione è pertanto quello di fornire un elemento connettore maschio per accoppiamenti a pressione che consenta di ovviare agli inconvenienti sopra menzionati con riferimento alla tecnica nota.

Tale problema viene risolto da un elemento connettore secondo la rivendicazione 1.

Caratteristiche preferite della presente invenzione sono oggetto delle rivendicazioni dipendenti.

Un’idea di soluzione alla base dell’invenzione è quella sostituire i rilievi circonferenziali tipici di un elemento connettore maschio per accoppiamenti a pressione con una filettatura destinata ad essere inserita a pressione nella sede ricavata in un elemento connettore femmina. È altresì un’idea di soluzione quella di realizzare sull’elemento connettore maschio una porzione di manovra, ad esempio di forma esagonale, per lo smontaggio dall’elemento connettore femmina mediante svitamento. Questa combinazione di caratteristiche consente di effettuare lo smontaggio di un elemento connettore maschio dall’elemento connettore femmina di un accoppiamento a pressione per svitamento, senza ricorrere ad elementi aggiuntivi rispetto a quelli che costituiscono l’accoppiamento medesimo, come invece accade nell’accoppiamento descritto nella pubblicazione internazionale WO 2007/049969 A1 sopra menzionata.

Infatti, grazie all’impiego di una filettatura, la manovra di smontaggio richiede semplicemente una rotazione dell’elemento connettore maschio attorno all’asse dell’accoppiamento a pressione, il che risulta in tempi di smontaggio ridotti rispetto a quanto richiesto nel caso di accoppiamenti a pressione di tipo tradizionale.

Un vantaggio offerto dall’invenzione è quello di consentire lo smontaggio dell’accoppiamento a pressione senza danneggiare le superfici in presa dell’elemento connettore maschio e dell’elemento connettore femmina. È così possibile assemblare nuovamente le medesime parti dopo lo smontaggio, potendo garantire le stesse condizioni di tenuta dell’accoppiamento originale. In altri termini, la configurazione complessiva dell’accoppiamento a pressione non comporta in principio la sostituzione di uno od entrambi i componenti dopo lo smontaggio, il che offre l’ulteriore vantaggio di ridurre i costi di manutenzione.

Altri vantaggi, caratteristiche e le modalità operative della presente invenzione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di alcune forme di realizzazione, presentate a scopo esemplificativo e non limitativo.

Descrizione breve delle figure

Verrà fatto riferimento alle figure dei disegni allegati, in cui:

- la figura 1 è una vista prospettica che mostra schematicamente un elemento connettore maschio secondo la presente invenzione;

- la figura 2 è una vista frontale parziale che mostra un dettaglio dell’elemento connettore maschio di figura 1;

- la figura 3 è una vista prospettica che mostra schematicamente un accoppiamento a pressione comprendente l’elemento connettore maschio di figura 1 ed un elemento connettore femmina nel quale esso è inserito a tenuta;

- la figura 4 è una vista in sezione longitudinale dell’accoppiamento a pressione di figura 3.

Descrizione dettagliata di forme preferite di realizzazione

Con riferimento alle figure, un elemento connettore maschio secondo l’invenzione per un accoppiamenti a pressione F è indicato in generale con il numero di riferimento 100.

L’elemento connettore maschio 100 comprende in modo noto un corpo 110 di forma sostanzialmente cilindrica nel quale è ricavata assialmente una cavità passante 120.

L’elemento connettore maschio 100 comprende in modo noto un inserto tubolare 200 alloggiato nella cavità passante 120. L’inserto tubolare 200 è provvisto di una sede 210, avente una forma ad U in sezione longitudinale, che consente il montaggio di un tubo (non mostrato) nel corpo 110 dell’elemento connettore maschio 100. L’inserto tubolare 200 è tipicamente provvisto di uno o più elementi anulari di tenuta 220 in forma di O-ring atti a sigillare il tubo inserito nell’elemento connettore maschio 100.

L’elemento connettore maschio 100 comprende inoltre mezzi di impegno per il montaggio, mediante compressione in direzione assiale, in un elemento connettore femmina 300 di un accoppiamento a pressione F, mostrato nelle figure 3 e 4. Allo scopo, l’elemento connettore femmina 300 comprende una sede 310 di forma e dimensioni idonee a ricevere l’elemento connettore maschio, come verrà descritto in maggior dettaglio nel prosieguo.

I mezzi di impegno, indicati in generale con il numero di riferimento 130, sono ricavati sulla superficie del corpo 110 destinata ad essere inserita nella sede 310 dell’elemento connettore femmina 300.

L’elemento connettore maschio 100 può inoltre vantaggiosamente comprendere una flangia 140 ricavata in una porzione intermedia del corpo 110, atta a limitare la profondità di inserimento dell’elemento connettore maschio 100 nell’elemento connettore femmina 300.

Come noto, l’accoppiamento a pressione tra l’elemento connettore maschio 100 e l’elemento connettore femmina 300 deve essere a tenuta. Allo scopo, l’elemento connettore maschio 100 comprende uno o più elementi anulari di tenuta alloggiati in rispettive sedi ricavate nella porzione del corpo 110 destinata ad essere inserita nella sede 310 dell’elemento connettore femmina 300.

Nella forma realizzativa illustrata sono ad esempio mostrati due O-ring 150, 151. Un primo O-ring 150, inserito in una prima sede 111 ricavata in prossimità dell’estremità libera del corpo 110, funge da elemento di tenuta per il fluido in pressione, mentre un secondo O-ring 151, inserito in una seconda sede 112 distanziata assialmente di un tratto dall’estremità libera del corpo 110, funge da para-polvere e, più in generale, da elemento di protezione rispetto agli agenti atmosferici.

Secondo l’invenzione, i mezzi di impegno 130 comprendono una filettatura.

Come mostrato in figura 1 e più in particolare nel dettaglio di figura 2, la filettatura 130 presenta una configurazione asimmetrica comprendente un primo fianco 131 inclinato di un angolo α compreso tra 10° e 20° rispetto ad un asse A dell’elemento connettore maschio 100 atto a favorire, a guisa di cuneo, l’inserimento di quest’ultimo nell’elemento connettore femmina 300 mediante compressione assiale. Tale angolo è preferibilmente pari a 15°.

La filettatura 130 comprende inoltre un secondo fianco 132 sostanzialmente parallelo all’asse A dell’elemento connettore maschio 100 ed un terzo fianco 133 sostanzialmente perpendicolare all’asse A. Il secondo fianco 132 ed il terzo fianco 133 formano una porzione a gradino atta a creare rispetto alla sede 310 dell’elemento connettore femmina 300 un sottosquadro in grado di contrastare efficacemente forze assiali di separazione tra quest’ultimo e l’elemento connettore maschio 100. È infatti noto che l’accoppiamento tra i due elementi connettore genera una deformazione locale delle superfici a contatto.

Nella forma realizzativa dell’invenzione illustrata nei disegni, la filettatura 130 comprende inoltre preferibilmente una porzione raggiata 134 di raccordo tra il secondo fianco 132 ed il terzo fianco 133. Questa configurazione offre il vantaggio di consentire l’inserimento dell’elemento connettore maschio 100 nell’elemento connettore femmina 300 senza asportazione di materiale, cioè in sostanza senza danneggiare la sede 310 o l’elemento connettore maschio medesimo.

È così possibile impedire il distacco di frammenti di materiale che potrebbero danneggiare il sistema in pressione cui l’accoppiamento a pressione F è destinato.

La filettatura 130 presenta un passo p compreso tra 1,5 e 2 mm ed una profondità t compresa tra 0,2 e 0,25 mm, ciò che consente di garantire una presa efficace dell’elemento connettore maschio 100 nella sede 310 dell’elemento connettore femmina 300 senza compromettere le caratteristiche meccaniche dei due componenti dell’accoppiamento a pressione F. La porzione raggiata 134 presenta un raggio R compreso tra 0,1 e 0,3 mm.

Per consentire un efficace accoppiamento a tenuta con l’elemento connettore maschio 100, la sede 310 dell’elemento connettore femmina 300 presenta una lieve conicità, ad esempio dell’ordine dei 2°, ed una rugosità superficiale dell’ordine dei 25 micron. È inoltre vantaggioso prevedere una porzione raggiata di raccordo (non mostrata) in corrispondenza della sommità della sede 310. Tale porzione, avente ad esempio un raggio dell’ordine di mezzo millimetro, previene il danneggiamento dell’elemento connettore maschio 100 all’inserimento nella sede 310 dell’elemento connettore femmina 300 e funge inoltre da invito.

L’elemento connettore maschio 100 comprende altresì una porzione di manovra 160 ricavata nella porzione del corpo 110 destinata a sporgere dall’elemento connettore femmina 300 una volta realizzato l’accoppiamento a pressione F.

Nella forma realizzativa illustrata, la porzione di manovra 160 è ad esempio ricavata in corrispondenza della flangia 140.

La porzione di manovra 160 consente l’impegno di un utensile, ad esempio una chiave a forchetta o equivalente, per lo smontaggio dell’elemento connettore maschio 100 dall’elemento connettore femmina 300.

Alla luce di quanto sopra, si comprenderà che, grazie alla previsione di una filettatura, lo smontaggio dell’elemento connettore maschio 100 dall’elemento femmina 300 avviene per rotazione e non per trazione come negli accoppiamenti a pressione noti nel settore, così consentendo di preservare l’integrità delle superfici in presa dei due componenti.

Inoltre, la configurazione dei mezzi d’impegno 130 consente di effettuare una o più ulteriori fasi di montaggio e smontaggio tra i medesimi componenti, potendo sempre garantire l’efficacia della tenuta dell’accoppiamento F rispetto al passaggio di fluidi in pressione.

La porzione di manovra 160 può presentare una forma poligonale, ad esempio esagonale, atta a consentire l’uso di una chiave a forchetta. In alternativa, la porzione di manovra 160 può avere conformazioni diverse, ad esempio cilindrica con una lavorazione superficiale millerighe, zigrinata o simile atta a consentire l’impiego di una comune pinza.

Secondo una forma realizzativa dell’invenzione, l’elemento connettore maschio 100 può essere fatto di una lega di ottone secondo quanto stabilito dalla normativa europea EN 12164 o dalla normativa europea EN 12165. È inoltre possibile realizzare l’elemento connettore maschio 100 con materiali plastici quali ad esempio PA 66 GF30, PA 6.10 GF30, PA 12 GF30, PA 12 GF50, EPDM ed NBR.

L’elemento connettore femmina può essere fatto di alluminio oppure realizzato in un materiale plastico quale ad esempio PA 6 GF30 o PA 6.6 GF30.

Il campo termico di utilizzo previsto per l’accoppiamento F secondo l’invenzione è compreso tra -40°C e 100°C, mentre le pressioni di lavoro sono dell’ordine dei 15 bar.

La presente invenzione è stata fin qui descritta con riferimento a forme preferite di realizzazione. È da intendersi che possano esistere altre forme di realizzazione che afferiscono al medesimo nucleo inventivo, come definito dall’ambito di protezione delle rivendicazioni qui di seguito riportate.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Elemento connettore maschio (100) per accoppiamenti a pressione, detto elemento connettore maschio (100) comprendendo: i) un corpo (110) di forma sostanzialmente cilindrica nel quale è ricavata assialmente una cavità passante (120); ii) un inserto tubolare (200) alloggiato in detta cavità passante (120), detto inserto tubolare (200) essendo configurato per consentire il montaggio a tenuta di un tubo o condotto nell’elemento connettore maschio (100); iii) mezzi di impegno (130) atti a consentire il montaggio, mediante compressione in direzione assiale, dell’elemento connettore maschio (100) in un elemento connettore femmina (300) di un accoppiamento a pressione (F), in cui detti mezzi di impegno (130) sono ricavati sulla superficie del corpo (110) nella porzione destinata ad essere inserita in una sede (310) di detto elemento connettore femmina (300), caratterizzato dal fatto che i mezzi di impegno (130) comprendono una filettatura.
2. Elemento connettore maschio (100) secondo la rivendicazione 1, in cui detta filettatura comprende un primo fianco (131) inclinato di un angolo (α) compreso tra 10° e 20° rispetto ad un asse (A) dell’elemento connettore maschio (100), un secondo fianco (132) sostanzialmente parallelo a detto asse (A) ed un terzo fianco (133) sostanzialmente perpendicolare all’asse (A).
3. Elemento connettore maschio (100) secondo la rivendicazione 2, in cui la filettatura (130) comprende inoltre una porzione raggiata (134) di raccordo tra detto secondo fianco (132) e detto terzo fianco (133).
4. Elemento connettore maschio (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, comprende inoltre una porzione di manovra (160), detta porzione di manovra (160) essendo ricavata nella porzione del corpo (110) destinata a sporgere dalla sede (310) ricavata nell’elemento connettore femmina (300) in una configurazione assemblata dell’accoppiamento a pressione (F).
5. Elemento connettore maschio (100) secondo la rivendicazione 4, comprendente inoltre una flangia (140), detta flangia (140) essendo ricavata in una porzione intermedia del corpo (110) dell’elemento connettore maschio (100) tra la porzione di manovra (160) ed i mezzi di impegno (130).
6. Elemento connettore maschio (100) secondo la rivendicazione 4 o 5, in cui la porzione di manovra (160) presenta una forma poligonale.
7. Elemento connettore maschio (100) secondo la rivendicazione 4 o 5, in cui la porzione di manovra (160) presenta una forma cilindrica con una lavorazione superficiale.
8. Accoppiamento in pressione (F) comprendente un elemento connettore maschio (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 7 ed un elemento connettore femmina (300) comprendente una sede (310) configurata per ricevere detto elemento connettore maschio (100).