ITBO20130045A1 - Raccordo per tubi flessibili - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo:

RACCORDO PER TUBI FLESSIBILI.

La presente invenzione ha per oggetto un raccordo per tubi flessibili.

La presente invenzione trova particolare applicazione nella realizzazione di impianti oleodinamici, in particolare nei settori delle macchine movimento terra, dell’agricoltura, dei veicoli industriali, delle gru idrauliche, dei carrelli elevatori, delle macchine per edilizia, delle macchine utensili, ed altre applicazioni industriali.

I raccordi idraulici per tubi flessibili sono quei componenti posizionati all’estremità di un tubo flessibile per consentire l’accoppiamento di tale tubo con una valvola od un componente in genere del circuito idraulico.

Si noti che i circuiti idraulici cui fa riferimento la presente invenzione sono del tipo in pressione, e più precisamente, in uso, rientrano in un range di pressioni che raggiunge anche i 500 bar.

Nella tecnica nota, tali raccordi idraulici sono principalmente costituiti da due elementi tra loro interconnessi ed a tenuta di fluido.

Il primo elemento comprende un codolo tubolare accoppiato ad una boccola, per il collegamento con un tubo flessibile.

Il secondo elemento è definito da un dado dotato di una porzione filettata ed assialmente connesso ad un estremità del codolo tubolare. Il dado con la sua porzione filettata sporgente è anche denominato, in gergo, maschio girevole.

Tale dado è imperniato nel codolo tubolare per consentirne l’avvitamento evitando la torsione del tubo flessibile.

Il montaggio di ciascuna estremità del raccordo avviene mediante avvitamento manuale, da parte di un operatore, del dado su una corrispondente porzione fissa di un dispositivo idraulico quale una valvola, un attuatore idraulico etc..

Tale avvitamento prevede pertanto la rotazione relativa tra dado e codolo e tale rotazione è ostacolata dall’attrito tra la o le guarnizioni presenti tra tali parti a tenuta dell’olio in pressione.

La suddetta forza di attrito è quindi una forza che l’operatore deve vincere per garantire l’efficace serraggio, con tutto lo sforzo che ne consegue.

Poiché nelle linee di montaggio ciascun operatore deve serrare grandi quantità di tali raccordi, la sommatoria di tale sforzo costituisce un elemento rilevante ai fini della efficacia e redditività del suo operato. In altre parole, lo sforzo che giornalmente ciascun operatore dedica a vincere la forza di attrito tra codolo e dado, potrebbe facilmente essere indirizzato nel serraggio di altri raccordi, a tutto vantaggio della redditività del suo lavoro.

Scopo della presente invenzione è pertanto quello di fornire un raccordo idraulico di tipo perfezionato in cui gli effetti dell’attrito tra codolo e dado siano minimizzati.

Il suddetto scopo è sostanzialmente raggiunto da un raccordo per tubi flessibili, comprendente le caratteristiche tecniche esposte in una o più delle unite rivendicazioni.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di un raccordo per tubi flessibili, come illustrato negli uniti disegni in cui:

- la figura 1 illustra, in una vista schematica laterale, un raccordo per tubi flessibili del tipo di quelli secondo la presente invenzione, in configurazione di montaggio;

- la figura 2 illustra, in una vista schematica laterale con alcune parti sezionate ed altre asportate per chiarezza, di una preferita forma realizzativa del raccordo per tubi flessibili secondo la presente invenzione;

- la figura 2a illustra, in scala ingrandita, un particolare del raccordo di figura 2;

- la figura 3 illustra, in una vista schematica laterale con alcune parti sezionate, una prima variante realizzativa del raccordo di figura 2, con alcune parti rimosse per chiarezza;

- la figura 3a illustra, in scala ingrandita, un particolare del raccordo di figura 2;

- la figura 4 illustra, in una vista schematica laterale con alcune parti sezionate, una seconda variante realizzativa del raccordo di figura 2, con alcune parti rimosse per chiarezza;

- la figura 4a illustra, in scala ingrandita, un particolare del raccordo di figura 4;

- la figura 5 illustra il particolare di figura 2a in una differente configurazione d’uso.

Secondo quanto illustrato nelle allegate figure, con il numero 1 di riferimento è indicato un raccordo per tubi flessibili di apparati idraulici, realizzato secondo la presente invenzione.

Nel seguito della presente trattazione si menzionerà tale raccordo indifferentemente anche come raccordo 1 idraulico.

Il raccordo 1 idraulico è un componente utilizzato nella realizzazione di circuiti idraulici, ad esempio per sollevatori, macchine operatrici e simili, tramite l’utilizzo di almeno un tubo 2 flessibile.

Si noti che i circuiti idraulici cui fa riferimento la presente invenzione sono del tipo in pressione e in uso possono essere sottoposti a pressioni fino a 500 bar. In particolare, il raccordo 1 presenta una prima porzione 1a collegabile ad un’estremità 2a del tubo flessibile 2 ed una seconda porzione 1b collegabile ad un dispositivo idraulico 3, o ad un componente del circuito idraulico in genere.

Il raccordo 1 comprende un elemento 4 tubolare ed un corpo 5 di giunzione tra loro girevolmente collegati.

L’elemento 4 tubolare si sviluppa longitudinalmente tra un proprio primo estremo 4a ed un proprio secondo estremo 4b lungo una propria direzione di sviluppo prevalente coincidente con un asse “A” centrale dell’elemento 4 stesso.

Secondo quanto illustrato in figura 1, l’elemento 4 tubolare è inserito in parte nella porzione 2a d’estremità del tubo 2 flessibile.

Si noti che tale direzione di sviluppo prevalente può essere rettilinea, nel caso di raccordi diritti oppure presentare una curva nel caso di raccordi curvi (non illustrati).

L’elemento 4 tubolare presenta dunque una cavità 6 interna passante, definita da una superficie interna 4c dell’elemento 4 tubolare stesso.

Esternamente, l’elemento 4 tubolare è definito da una propria superficie esterna 4d.

La superficie 4d esterna, nella sua parte, prossima al proprio secondo estremo 4b, destinata ad essere calzata dal tubo 2 flessibile, presenta una conformazione tronco-conica.

Secondo quanto illustrato nelle figure 2, 3, 4 l’elemento 4 tubolare è inserito all’interno del corpo 5 di giunzione per un tratto determinato che definisce pertanto una zona T di loro reciproca compenetrazione assiale.

L’elemento 4 tubolare presenta inoltre, in prossimità del suo primo estremo 4a, una porzione 7 di collegamento con il corpo 5 di giunzione.

Tale porzione 7 di collegamento è configurata in modo da consentire la rotazione relativa tra corpo 5 di giunzione ed elemento 4 tubolare, bloccandone tuttavia lo scorrimento assiale.

Nelle forme realizzative illustrate del raccordo 1 secondo la presente invenzione, la porzione 7 di collegamento è definita da una scanalatura 8 a sezione semicircolare, sviluppantesi circonferenzialmente lungo la periferia dell’elemento 4 tubolare, in prossimità del suo primo estremo 4a.

L’interazione tra la porzione di collegamento 7 ed il corpo 5 di giunzione è realizzata in modo sostanzialmente noto, e non ulteriormente descritto, mediante l’inserimento forzato di un elemento 9 di blocco aggettante radialmente dall’elemento 4 tubolare ed impegnato con una corrispondente scanalatura 10 del corpo 5 di giunzione per impedire lo scorrimento assiale relativo tra tali corpi.

Il corpo 5 di giunzione è quindi girevolmente connesso all’elemento 4 tubolare, in prossimità suo primo estremo 4a ed è accoppiabile con il dispositivo 3 idraulico.

La funzione del corpo 5 di giunzione è quella di mantenere collegati il dispositivo 3 idraulico e il corpo 4 tubolare, consentendo tuttavia una libera rotazione dell’elemento 4 tubolare.

Vantaggiosamente, in questo modo non si instaurano pericolose tensioni, in particolare stati di torsione, nel tubo 2 flessibile collegato all’elemento 4 tubolare. Analogamente all’elemento 4 tubolare, anche il corpo 5 di giunzione ha conformazione tubolare e presenta una superficie esterna 5a ed una superficie interna 5b, definente una luce 5c di attraversamento del fluido.

Sempre con riferimento alle allegate figure, il corpo 5 di giunzione è pertanto collegato all’elemento 4 tubolare coassialmente ad esso, ed è liberamente girevole rispetto ad esso attorno al suo asse “A” centrale.

In altre parole, l’asse di rotazione del corpo 5 di giunzione corrisponde all’asse “A” centrale dell’elemento 4 tubolare in prossimità del primo estremo 4a di quest’ultimo.

Preferibilmente, il corpo 5 di giunzione comprende una porzione 11 di accoppiamento filettata, inseribile per avvitamento nel dispositivo 3 idraulico, ed una porzione 12 di presa rigidamente connessa alla porzione 11 di accoppiamento ed ingaggiabile da un operatore per avvitare la porzione 11 stessa nel dispositivo 3 idraulico.

Tra il corpo 5 di giunzione e l’elemento 4 tubolare è definita una sede 13 anulare di accoglimento di organi di tenuta.

Nello specifico, secondo quanto illustrato nelle allegate figure, all’interno della sede 13 anulare è alloggiata una guarnizione 14 deformabile, vantaggiosamente del tipo O-ring, ed un anello 15 antiestrusione disposti in successione.

L’anello 15 antiestrusione è vantaggiosamente realizzato in materiale sostanzialmente indeformabile, intendendo con ciò il fatto che tale materiale non presenta visibili deformazioni quando sottoposto ai valori di forza/pressione che si verificano nel corso del normale utilizzo del raccordo 1.

In dettaglio, secondo la preferita forma realizzativa illustrata in figura 2 e, in scala ingrandita, in figura 2a, la sede 13 anulare è ricavata mediante riduzione del diametro esterno dell’elemento 4 tubolare.

In particolare, la sede 13 anulare di cui alle figure allegate comprende un primo vano 16 anulare a sezione decrescente, un secondo ed un terzo vano anulare, rispettivamente indicati con i riferimenti 17 e 18, entrambi a sezione sostanzialmente costante.

Il citato primo vano 16 anulare presenta una sezione trasversale decrescente secondo il verso che va dal primo estremo 4a al secondo estremo 4b dell’elemento 4 tubolare, ove con sezione trasversale si intende una sezione ottenuta con un piano, non illustrato, perpendicolare all’asse A centrale dell’elemento 4 tubolare.

Secondo la preferita forma realizzativa illustrata nelle figure 2 e 2a, una porzione 19 a conformazione conica ricavata nell’elemento 4 tubolare contribuisce a definire il citato primo vano 16 anulare a sezione decrescente.

Con riferimento al particolare di figura 2a, il citato primo vano 16 anulare a sezione decrescente è definito dalla combinazione di tale porzione 19 a conformazione conica dell’elemento 4 tubolare con una porzione cilindrica 20 del corpo 5 di giunzione ad essa contraffacciata.

Secondo la variante realizzativa del raccordo 1 illustrata nelle figure 3 e 3a, una porzione 21 a conformazione conica ricavata nel corpo 5 di giunzione contribuisce a definire il citato primo vano 16 anulare a sezione decrescente.

Con riferimento al particolare di figura 3a, il citato primo vano 16 anulare a sezione decrescente è definito dalla combinazione di tale porzione 21 a conformazione conica del corpo 5 di giunzione con una porzione cilindrica 22 dell’elemento 4 tubolare ad essa contraffacciata.

In accordo con l’ulteriore variante realizzativa del raccordo 1 illustrata nelle figure 4 e 4a, due porzioni 19 e 21 a conformazione conica, ricavate rispettivamente nell’elemento 4 tubolare nel corpo 5 di giunzione, contribuiscono a definire il citato primo vano 16 anulare a sezione decrescente.

Con riferimento al particolare di figura 4a, il citato primo vano 16 anulare a sezione decrescente è definito dalla combinazione di tali porzioni 19 e 21 a conformazione conica dell’elemento 4 tubolare e del corpo 5 di giunzione tra loro contraffacciate.

Secondo quanto illustrato nelle allegate figure, la sede 13 anulare comprende i sopracitati primo, secondo e terzo vano 16, 17, 18 disposti tra loro in successione con il primo vano 16 interposto tra il secondo vano 17 ed il terzo vano 18.

Considerando l’utilizzo di normali guarnizioni del tipo O-ring, nei raccordi per tubi flessibili appartenenti alla tecnica nota si effettua al montaggio una deformazione della guarnizione normalmente compresa tra il 15 ed il 30%; tale rilevante valore di deformazione determina un elevato attrito tra le parti che ha come diretta conseguenza un elevato sforzo dell’operatore addetto al montaggio di dispositivi idraulici che utilizzano tali raccordi.

Con il raccordo 1 per tubi flessibili secondo la presente invenzione, la deformazione della guarnizione al montaggio è decisamente inferiore, ad esempio dell’ordine del 6%, od anche inferiore, per poi raggiungere il valore normale compreso tra il 15 ed il 30% solo una volta che il fluido raggiunge i valori di pressione di utilizzo. È infatti il fluido stesso che, spingendo sulla guarnizione e schiacciandola contro l’anello anti-estrusione, ne determina la deformazione a valori tali da renderla perfettamente efficace nella sua tenuta idraulica.

Nel dettaglio, secondo quanto illustrato in figura 5, che rappresenta in scala ingrandita, ed in una diversa configurazione operativa, il particolare di figura 2a, la guarnizione 14 deformabile è spinta dal fluido in pressione a contatto con l’anello 15 antiestrusione.

Poiché nel suo tragitto di avvicinamento all’anello 15 antiestrusione la guarnizione 14 deformabile deve percorrere, sotto la spinta del fluido in pressione, un tratto a sezione decrescente, la guarnizione 14 stessa, si incunea tra l’elemento 4 tubolare ed il corpo 5 di giunzione e, nell’adattarsi al minore spazio a disposizione, si deforma.

La guarnizione 14, che come detto è vantaggiosamente del tipo O-ring, si deforma in maniera considerevole, fino a raggiungere il grado di deformazione prescritto ai fini di una ottimale tenuta idraulica del raccordo 1 stesso. In altre parole, vantaggiosamente, in fase di montaggio del raccordo 1, la guarnizione 14 deformabile è posizionata all’interno del terzo vano 18 a sezione costante.

La guarnizione 14 deformabile è posizionata all’interno del terzo vano 18 mediante una deformazione limitata della guarnizione 14 stessa, vantaggiosamente ma non limitatamente, compresa tra il 2% e il 10%.

Ancor più vantaggiosamente, la deformazione iniziale con la quale la guarnizione 14 deformabile è inserita, in fase di montaggio, all’interno del terzo vano 18 è di circa il 6%.

L’invenzione raggiunge gli scopi preposti e consegue importanti vantaggi.

Infatti, il raccordo secondo la presente invenzione presenta una libertà di rotazione tra l’elemento tubolare ed il corpo di giunzione che, in assenza di fluido in pressione, non è gravata dal considerevole attrito dovuto alla presenza degli organi di tenuta, come nei raccordi di tipo noto.

Vantaggiosamente, infatti, la particolare conformazione della sede anulare di contenimento della guarnizione deformabile e dell’anello antiestrusione, nonché la loro disposizione all’interno di tale sede, consente di limitare l’attrito tra l’elemento tubolare ed il corpo di giunzione durante l’assemblaggio del raccordo al rispettivo dispositivo idraulico.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Raccordo per tubi flessibili di apparati idraulici in pressione, comprendente: - un elemento (4) tubolare sviluppantesi longitudinalmente secondo un proprio asse (A) centrale tra un primo estremo (4a) ed un secondo estremo (4b), detto elemento (4) tubolare essendo in parte inseribile in una porzione di estremità (2a) di un tubo flessibile (2); - un corpo (5) di giunzione accoppiabile, direttamente o indirettamente, con un dispositivo (3) idraulico e girevolmente connesso a detto elemento (4) tubolare, in corrispondenza del primo estremo (4a), caratterizzato dal fatto che almeno uno tra detti elemento (4) tubolare e corpo (5) di giunzione, in corrispondenza di una zona (T) di loro reciproca compenetrazione assiale, presenta una porzione (19, 21) a conformazione conica, detta porzione (19, 21) a conformazione conica contribuendo a definire un primo vano (16) anulare a sezione decrescente secondo il verso che da detto primo estremo (4a) va a detto secondo estremo (4b), detto primo vano (16) essendo atto ad alloggiare, almeno in una condizione operativa del dispositivo (3) idraulico in cui il relativo fluido si trova ad una pressione di utilizzo, una guarnizione (14) deformabile.
2. 2. Raccordo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto primo vano (16) anulare a sezione decrescente è definito da una porzione (19) a conformazione conica ricavata in detto elemento (4) tubolare.
3. 3. Raccordo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto primo vano (16) anulare a sezione decrescente è definito da una porzione (21) a conformazione conica ricavata in detto corpo (5) di giunzione.
4. 4. Raccordo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto primo vano (16) anulare a sezione decrescente è definito da rispettive porzioni (19, 21) a conformazione conica ricavate sia in detto elemento (4) tubolare che in detto corpo (5) di giunzione.
5. 5. Raccordo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere un secondo vano (17) anulare a sezione costante, adiacente a e comunicante con detto primo vano (16) anulare, un anello (15) antiestrusione in materiale non deformabile essendo alloggiato all’interno di detto secondo vano (17) anulare a sezione costante per impedire che detta guarnizione (14) deformabile, sotto la pressione operativa di un fluido in pressione circolante in detto dispositivo (3) idraulico, si incunei tra detto elemento (4) tubolare e detto corpo (5) di giunzione esternamente a detto primo vano (16) anulare.
6. 6. Raccordo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere un terzo vano (18) anulare a sezione costante adiacente e comunicante con detto primo vano (16) anulare, detto terzo vano (18) anulare a sezione costante essendo atto ad alloggiare detta guarnizione (14) deformabile in una condizione non operativa del dispositivo (3) idraulico, in cui cioè il fluido circolante nel dispositivo (3) stesso non si trova ad una pressione operativa.
7. 7. Uso di un raccordo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti per realizzare, mediante l’immissione di fluido in pressione all’interno del dispositivo (3) idraulico, la deformazione di detta guarnizione (14) deformabile, essendo quest’ultima forzata da detto fluido ad incunearsi almeno parzialmente in detto vano (16) anulare a sezione decrescente, detta deformazione determinando la tenuta idraulica del raccordo stesso nel collegamento tra detti elemento (4) tubolare e corpo (5) di giunzione.
8. 8. Metodo per realizzare la tenuta idraulica in raccordi per tubi flessibili di apparati idraulici in pressione, comprendente le fasi di: - predisporre un raccordo per tubi flessibili secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, - porre il fluido circolante all’interno del dispositivo (3) idraulico ad una pressione operativa determinata, - forzare, mediante l’azione di spinta di detto fluido in pressione, detta guarnizione (14) ad incunearsi tra detto elemento (4) tubolare e detto corpo (5) di giunzione in corrispondenza di detto primo vano (16) anulare a sezione decrescente, con ciò determinando una deformazione della guarnizione stessa tale da garantire la tenuta idraulica del collegamento stesso tra detti elemento (4) tubolare e corpo (5) di giunzione.