ITMO20090157A1 - Connettore per tubi - Google Patents

Description

Descrizione di invenzione industriale

CONNETTORE PER TUBI

Background dell’invenzione

L’invenzione concerne un connettore per tubi, in particolare per tubi flessibili per il trasporto di un fluido refrigerante.

In modo specifico, ma non esclusivo, l’invenzione può essere vantaggiosamente utilizzata in un sistema di refrigerazione mobile, quale ad esempio il sistema di refrigerazione in camion, macchine agricole, macchine operatrici e movimento terra, pullman, eccetera.

È noto, e in continuo aumento, nell’ambito dei sistemi di refrigerazione mobile, l’impiego di mezzi flessibili per il trasporto di fluido refrigerante. Tali mezzi di trasporto fluido comprendono generalmente un tubo flessibile alle cui estremità sono applicati dei connettori per il collegamento agli altri componenti del sistema di refrigerazione. I connettori sono generalmente in materiale metallico (ad esempio leghe di acciaio o alluminio), mentre il tubo è costituito da materiale elastomerico, in genere rinforzato da fili metallici o fibre polimeriche o fibre naturali immerse in una matrice elastomerica.

In alcune versioni realizzative il tubo flessibile può avere uno strato interno in materiale polimerico termoplastico, ad esempio della famiglia delle poliammidi, opzionalmente miscelate con altri materiali polimerici, quali ad esempio poliolefine (polietilene e/o polipropilene) e/o PTFE e/o EVOH e/o elastomeri (a formare delle gomme termoplastiche - TPV).

Il principale requisito di questi mezzi di trasporto fluido consiste nella assenza di perdite del fluido refrigerante nelle condizioni di esercizio, che possono comprendere pressioni di esercizio fino a 40 bar e temperature di esercizio comprese fra -40°C 140°C.

Inoltre il connettore dei tubi è in genere soggetto a sollecitazioni meccaniche trasmesse dagli elementi a cui è collegato. In particolare, il sistema di refrigerazione mobile è soggetto nel suo complesso a vibrazioni di ampiezza e frequenza variabili attraverso uno spettro relativamente molto ampio.

Il sistema è infatti soggetto a sollecitazioni di grande ampiezza, fino a 2mm (per singoli impulsi), specialmente per effetto dei transitori di funzionamento del sistema (partenza ed arresto di compressori, apertura e chiusura di valvole, sollecitazioni esterne quali ad esempio urti dovuti ad asperità del terreno o ad operazioni di manutenzione di elementi circostanti).

Diversamente, durante il funzionamento a regime, le vibrazioni trasmesse tipicamente dal compressore sono di piccola ampiezza, fino a 1mm, e media frequenza, tipicamente fino a 6000Hz.

La pubblicazione brevettuale WO 95/33157 illustra (con riferimento alla figura 1 di WO 95/33157) un connettore del tipo sopra descritto, comprendente un inserto destinato all’inserimento nel tubo flessibile. L’inserto reca due denti anulari di bloccaggio con sezione a forma di rampa o similare, e due paia di scanalature di tenuta. In esercizio, l’estremità del tubo flessibile è inserita e aggraffata sull’inserto tramite deformazione plastica di un collare che, nell’esempio specifico, è costituito da una coppia di bande in acciaio unite da un piatto trasversale.

Un inconveniente dei connettori noti del tipo suddetto è l’insufficienza della tenuta di fluido tra il tubo e l'inserto, in particolare per fluidi operativi di dimensioni molecolari relativamente ridotte, come nel caso dei fluidi per refrigerazione.

Il problema è accentuato dal fatto che, al fine di ridurre la permeabilità dei tubi per fluidi di questo tipo, sono spesso utilizzati tubi flessibili con una guaina interna in materiale polimerico, tipicamente poliammide, in particolare materiale omopolimero o copolimero (ma anche EVOH, PTFE, PVDF) allo stato puro o con modificanti elastomerici.

Come noto, i materiali poliammidici hanno generalmente una ridotta flessibilità e, di conseguenza, una scarsa capacità di adattarsi alla presa dei denti di bloccaggio dei connettori, in particolare per geometrie a rampa, con il rischio di imperfetta aderenza tra la parete interna del tubo e l'inserto.

Un altro inconveniente dei connettori del tipo noto sopra citato, specialmente se utilizzati per tubi flessibili con un rivestimento interno in poliammide, è dovuto alla differenza fra il coefficiente di dilatazione termica della guaina e quello del materiale metallico di cui il connettore, compresi gli eventuali collari di serraggio, è costituito. Infatti, a causa di questa differenza tra i coefficienti di dilatazione termica e in seguito a riduzioni (specialmente se brusche) della temperatura di funzionamento, il connettore potrebbe contrarsi radialmente in maniera maggiore (e/o più rapida) rispetto al tubo flessibile, con il conseguente pericolo di fuoriuscita di fluido.

Per ovviare agli inconvenienti sopra citati, è noto utilizzare anelli di tenuta, montati fra l’inserto e il tubo, per migliorare la tenuta del collegamento.

La pubblicazione brevettuale WO 95/33157 mostra, in particolare con riferimento alle figure da 2 a 4, alcuni esempi di connettori con anelli di tenuta in gomma, realizzati secondo il preambolo della prima rivendicazione. È stato riscontrato che tali soluzioni ottengono una tenuta particolarmente efficace in certe condizioni di esercizio, in particolare con frequenze relativamente medio-alte e ampiezze relativamente ridotte, risultando tuttavia meno efficaci in altre condizioni operative, ad esempio ad ampiezze elevate.

In effetti il materiale elastomerico con cui è realizzato l’anello di tenuta non è in grado di rispondere in maniera soddisfacente ad entrambi i tipi di sollecitazione. È risultato inoltre particolarmente complesso garantire nel tempo la stabilità delle prestazioni dell’anello di tenuta che, sottoposto a compressione ed esposto a cicli termici nel campo di temperatura da -40°C a 140°C, tende a perdere parte delle proprie caratteristiche elastiche. Questo problema è intrinseco alla natura degli elastomeri che, avendo un comportamento viscoelastico intermedio tra un materiale perfettamente elastico e un materiale perfettamente viscoso, danno origine a fenomeni di scorrimento viscoso (creep), rilassamento della tensione (stress-relaxation) e deformazione permanente, che sono le più evidenti manifestazioni del decadimento esponenziale nel tempo delle proprietà elastiche.

Un ulteriore inconveniente derivante dall’impiego di anelli di tenuta in materiale elastomerico è che la gestione della catena delle tolleranze formata dal sistema di chiusura esterno (collare o ghiera metallici), dal tubo, dall’anello di tenuta e dall’inserto può essere critica, specialmente per anelli di tenuta in materiale di durezza elevata (60÷85 Shore A). L’anello di tenuta potrebbe offrire una resistenza eccessiva in fase di clampaggio, causando il danneggiamento della parte polimerica e/o elastomerica del tubo e/o l’eccessivo stress sull’elemento di chiusura esterno (collare o ghiera).

La suddetta soluzione che prevede l’impiego di uno o più anelli di tenuta in gomma viene descritta anche nelle pubblicazioni brevettuali US 6,099,045, 6,095,571, US 6,010,162, US 5,961,157, US 5,332,269, US 5,096,231, US 5,082,315, US 5,044,671, US 4,564,222, ciascuna delle quali mostra un connettore secondo il preambolo della prima rivendicazione.

La tecnica nota comprende anelli di tenuta di varie forme per altre applicazioni. Ad esempio la pubblicazione brevettuale DE 3338899 A1 mostra un anello interno di tenuta che è alloggiato in una sede circonferenziale ricavata su una parete interna di un elemento tubolare e che è dotato di una scanalatura sulla superficie esterna di supporto. La pubblicazione brevettuale US 3,317,214 mostra una guarnizione che è disposta per fare tenuta tra due tubi e che presenta due scanalature sulla superficie interna di supporto.

Sommario dell’invenzione

Uno scopo dell’invenzione è di fornire un connettore in grado di assicurare una efficace tenuta di fluido.

Un vantaggio dell’invenzione è di rendere disponibile un connettore in grado di realizzare una connessione robusta e stabile.

Un altro vantaggio è di assicurare una efficace connessione (per la tenuta di fluido e/o per la resistenza meccanica) in una vasta gamma di condizioni operative, ad esempio in un ampio range di pressioni e/o temperature di esercizio e/o in un ampio di range di frequenze e/o ampiezze di vibrazioni a cui può essere assoggettata la connessione.

Un ulteriore vantaggio è di realizzare un connettore costruttivamente semplice ed economico, in particolare avente una notevole efficacia senza la necessità di avere tolleranze costruttive molto precise.

Altri vantaggi ancora sono quelli di migliorare le caratteristiche di tenuta in connettori per tubi flessibili impiegati nei circuiti di refrigerazione per il trasporto di fluidi refrigeranti (ad esempio HFC, HCFC, HFO, CO2, eccetera), di realizzare un connettore con elevata impermeabilità ai gas refrigeranti nelle condizioni di esercizio, di provvedere un connettore con un’ottima risposta a sollecitazioni di ampiezza e frequenza variabili in un ampio spettro (in particolare ampiezza fino a 2mm, frequenza fino a 6kHz), di avere un connettore in grado di mantenere nel tempo le caratteristiche di risposta elastica alle condizioni di esercizio di un sistema di refrigerazione mobile (fino a 40bar e 140°C normalmente, 140bar e 180°C per CO2).

Tali scopi e vantaggi ed altri ancora sono tutti raggiunti da un connettore realizzato secondo una o più delle rivendicazioni sotto riportate.

Nel prosieguo della presente descrizione una superficie esterna o parete superficiale di un corpo o di una porzione di corpo sarà considerata “concava” se le rette tangenti alla superficie o parete risulteranno almeno in parte (ovverosia almeno in un segmento di retta tangente che si estende in un intorno del punto di tangenza o a partire dal punto di tangenza) interne al corpo o alla porzione di corpo.

Sarà invece definita convenzionalmente “convessa” una superficie esterna o parete superficiale di un corpo o di una porzione di corpo, nel caso in cui le rette tangenti alla superficie o parete risulteranno almeno in parte (ovverosia almeno in un segmento di retta tangente che si estende in un intorno del punto di tangenza o a partire dal punto di tangenza) esterne al corpo o alla porzione di corpo.

Si intenderà inoltre “concava” una porzione di superficie rientrante, anche se include una cuspide generata dall’incontro di due superfici convesse, e analogamente si intenderà “convessa” una porzione di superficie sporgente, anche se include una cuspide generata dall’incontro di due superfici concave.

In uno specifico esempio di attuazione, il connettore può comprendere almeno un anello di tenuta avente una sezione con una parete interna sostanzialmente concava ed una parete esterna sostanzialmente convessa, opzionalmente collegate da pareti sostanzialmente piane ed estese radialmente (perpendicolari ad un asse di accoppiamento fra tubo flessibile e connettore). L’anello di tenuta potrebbe essere un corpo di rivoluzione ottenuto per rivoluzione della suddetta sezione attorno ad un asse di rivoluzione. L’asse di rivoluzione potrebbe coincidere con l’asse di accoppiamento del tubo flessibile e del connettore.

In uno specifico esempio di attuazione, l’anello di tenuta fornisce una risposta elastica in direzione radiale e in direzione tangenziale ed è comprimibile radialmente in virtù non solo delle caratteristiche del materiale utilizzato (materiale elastomero), ma anche della particolare geometria dell’anello stesso.

In particolare le forze di compressione agiscono sull’anello di tenuta quando il connettore è in condizione assemblata di utilizzo; in particolare tali forze vengono applicate per il tramite del tubo flessibile che è montato su un’estremità del connettore (inserto) ed è bloccato ad opera dei mezzi di bloccaggio (ad esempio collari) di tipo noto che stringono radialmente il tubo.

Il connettore è in grado di assicurare un’ottima tenuta di fluido anche in presenza di eventuali difetti geometrici o difetti di superficie del connettore (inserto) e/o del tubo flessibile, riducendo così i costi di produzione in virtù della minore incidenza di scarti, con un vantaggioso incremento della robustezza complessiva del sistema assemblato. Infatti, in virtù delle peculiari caratteristiche di struttura e di conformazione dell’anello di tenuta, la tenuta ai fluidi del connettore è garantita dalla corretta aderenza fra tubo flessibile e connettore (inserto) in una regione localizzata.

Un altro vantaggio del connettore è che, anche in difficili condizioni di utilizzo, non è necessario applicare forze di compressione elevate sul tubo flessibile e quindi sull’inserto per garantire un’adeguata sigillatura, evitando il rischio di deformazione o rotture indesiderate dell’inserto o dell’eventuale rivestimento interno in poliammide, quando presente all’interno del tubo flessibile.

È possibile ottenere un ulteriore vantaggio, in quanto l'attrito tra l'anello di tenuta e l’interno del tubo flessibile impedisce in modo efficace qualsiasi rotazione relativa tra il connettore e il tubo flessibile, una volta che il serraggio sia stato effettuato, riducendo il rischio di fughe o perdita di fluido. Tale vantaggio risulta particolarmente apprezzabile specialmente se il connettore viene usato con un tubo flessibile dotato di un rivestimento interno in materiale plastico (poliammide); in questo caso l'attrito tra la guaina di poliammide e l'anello di tenuta, che è in genere superiore alla frizione che normalmente si verifica tra la guaina e il metallo del connettore, impedisce in modo notevolmente efficace qualsiasi rotazione relativa.

In uno specifico esempio di attuazione, l’anello di tenuta potrebbe essere alloggiato in una cavità circonferenziale ricavata sulla superficie esterna del corpo tubolare del connettore (inserto). L’inserimento dell’anello di tenuta in questa sede circonferenziale può essere eseguito sfruttando le caratteristiche di elasticità dell’anello di tenuta. In questo modo è possibile definire la posizione assiale dell’anello di tenuta rispetto all’inserto in fase di progettazione in modo da ottimizzare le caratteristiche di tenuta di un certo modello di connettore a seconda del tipo di mezzi di serraggio utilizzati per il tubo flessibile.

In uno specifico esempio di attuazione, la parete esterna dell’anello di tenuta è sostanzialmente arcuata in forma convessa. In virtù di questa forma arcuata, da un lato si impedisce che l’anello di tenuta venga spostato o arrotolato durante l’assemblaggio con il tubo flessibile, in quanto la forma convessa della sua parete esterna favorisce lo scorrimento del tubo flessibile, d'altro lato si ottiene che la forza di compressione, che viene esercitata radialmente sull’anello di tenuta dal tubo flessibile serrato sul corpo tubolare del connettore, venga scaricata uniformemente su entrambi i lati di supporto della parete interna dell’anello di tenuta, con le ulteriori conseguenze di ottenere un’azione elastica più progressiva e una maggiore efficacia di compressione (maggiore corsa utile di deformazione).

La larghezza dell’anello di tenuta è opzionalmente inferiore rispetto alla larghezza della cavità in cui alloggia; tale differenza di larghezza consente di determinare differenti valori di risposta elastica, limitando o consentendo l’allungamento in direzione assiale dell’anello di tenuta, con conseguente possibilità di riduzione della freccia in direzione radiale. Se le differenze di larghezza dell’anello di tenuta e della sede cava di alloggiamento sono minime, ciò determina una risposta elastica complessiva (molto) maggiore della risposta elastica complessiva ottenibile in una configurazione con elevate differenze di larghezza fra anello di tenuta e sede cava.

Il connettore comprende pertanto un corpo principale, tubolare o cavo, avente almeno una porzione (inserto) inseribile in un tubo flessibile. Tale porzione inseribile potrebbe presentare uno o più elementi radialmente sporgenti verso l’esterno (ad esempio di forma anulare e/o con sezione a forma di rampa), o denti di bloccaggio, che possono contribuire alla presa e quindi alla immobilizzazione del tubo flessibile sull’inserto, in cooperazione con i mezzi di serraggio che vengono stretti radialmente attorno al tubo nella condizione assemblata e di impiego.

Il connettore ha almeno un anello di tenuta in cui la parete interna dell’anello, che è accoppiata alla superficie esterna dell’inserto, presenta almeno una rientranza o scanalatura (in particolare tale rientranza può definire una forma sostanzialmente concava del lato interno dell’anello di tenuta), mentre la parete esterna dell’anello potrebbe presentare una superficie sostanzialmente convessa.

L'anello di tenuta presenta un comportamento elastico in direzione radiale e viene compresso radialmente, quando il connettore è in condizione assemblata di utilizzo, da parte del tubo flessibile che è montato e stretto sull’inserto dai mezzi di bloccaggio.

L’anello di tenuta può essere realizzato in un materiale elastomerico (quale ad esempio in uno o più dei seguenti materiali: NBR, HNBR, EPDM, CR, Alo-IIR) o termoplastico (ad esempio in PA e/o PUR e/o PEEK) o termoplastico elastomerizzato, ad esempio appartenente alle famiglie TPE e/o TPV.

Breve descrizione dei disegni

L’invenzione potrà essere meglio compresa ed attuata con riferimento agli allegati disegni che ne illustrano alcuni esempi non limitativi di attuazione.

La figura 1 è una vista laterale esplosa di un connettore con un collare di bloccaggio secondo la presente invenzione e di un tubo flessibile.

La figura 2 è un particolare ingrandito di una sezione longitudinale del connettore di figura 1.

La figura 3 è una vista laterale, in parte sezionata, di un altro esempio di connettore in una configurazione assemblata con il tubo flessibile.

Le figure da 4 a 6 sono tre esempi di sezioni di un anello di tenuta per il connettore.

La figura 7 mostra un connettore, con ghiera di serraggio, in una condizione assemblata.

Descrizione dettagliata

Con riferimento alla figura 1, viene ora descritto in dettaglio un connettore per tubi flessibili comprendente un corpo tubolare o corpo cavo, opzionalmente allungato, indicato con 10, avente una estremità dotata di un’apertura 11 filettata internamente, situata sulla sinistra del disegno. Un dado 12 è collegato tramite deformazione plastica sul corpo tubolare 10 per consentire all'apertura 11 di essere avvitata ad un corrispondente elemento rigido di connessione del sistema in cui il connettore è utilizzato. All’estremità opposta all’apertura 11, il corpo tubolare 10 ha un’estremità comprendente un inserto tubolare 13 per l’inserimento di un tubo flessibile 14 di tipo noto. Una porzione tubolare 15 intermedia, con diametro esterno maggiore del diametro esterno dell’inserto 13, è opzionalmente interposta tra l’inserto 13 stesso e il dado 12.

L’inserto 13 è dotato opzionalmente di almeno un dente di bloccaggio. Nel caso specifico sono predisposti due denti di bloccaggio 16a, 16b, opzionalmente a forma di rampa, disposti anularmente e distanziati assialmente fra loro. Un primo dente 16a è più vicino ad un termine 13a dell’inserto 13 e un secondo dente 16b è situato in una posizione intermedia fra il primo dente 16a e la porzione intermedia tubolare 15.

I denti 16a, 16b cooperano con un elemento di bloccaggio di tipo noto che può comprendere, come nel caso specifico, un collare 6 comprendente almeno due bande anulari 7 in coppia unite da almeno un elemento di giunzione. L’elemento di bloccaggio evita che il tubo flessibile 14 fuoriesca dal corpo tubolare 10 del connettore quando, in condizione assemblata, le bande 7 sono serrate sul tubo flessibile 14 e strette per deformazione plastica in modo da deformare o schiacciare localmente il tubo 14 stesso nelle regioni corrispondenti ai denti 16a, 16b.

Quanto sopra descritto è un connettore analogo a quello descritto nella pubblicazione brevettuale WO 95/33157 (in particolare con riferimento alla figura 2) che viene qui incorporata per riferimento.

Anche in questo caso specifico è predisposto almeno un anello di tenuta in materiale elastomerico. In particolare sono previsti due anelli di tenuta 17 montati all’esterno dell’inserto 13, opzionalmente in prossimità dei rispettivi denti 16a, 16b, opzionalmente da parte opposta rispetto al termine 13a dell’inserto 13. Gli anelli di tenuta 17 sono situati in posizioni assiali sostanzialmente predeterminate. In particolare gli anelli 17 vengono inseriti all’interno di due corrispondenti sedi circonferenziali, ciascuna delle quali in forma di scanalatura, ricavate sulla superficie esterna dell’inserto 13.

È possibile prevedere un esempio, non illustrato, in cui il connettore può essere dotato di un singolo dente di bloccaggio e/o di un singolo anello di tenuta.

Come indicato in maggiore dettaglio nella figura 2, ogni anello di tenuta 17 è costituito da un anello di materiale resistente, realizzato in materiale elastomerico, con una parete interna 18 a sezione sostanzialmente concava ed una parete esterna 19 a sezione sostanzialmente convessa, le quali pareti 18 e 19 sono collegate tra loro da pareti verticali (radiali), generato per rivoluzione della sezione.

In particolare, la parete esterna 19 potrebbe avere una sezione di forma trapezoidale o altra forma in modo da avere un profilo simmetrico in sezione. Il profilo della parete esterna 19 potrebbe tuttavia non limitarsi ad una forma trapezoidale o con profilo simmetrico, ma potrebbe essere configurata con un profilo di forma arcuata (come in figura 6), o a V o a freccia (come in figura 4 o 5), o con altre forme ancora, anche con maggiore o minore elevazione e/o raggio di curvatura rispetto agli esempi illustrati.

In figura 2 è stato disegnato con linea tratteggiata e indicato con 21 il profilo di un dente di bloccaggio che può essere utilizzato in alternativa al dente di bloccaggio 16a e/o al dente di bloccaggio 16b.

Il diametro interno dell’anello di tenuta 17 è opzionalmente inferiore al diametro di base di una sede circonferenziale 20 (a forma di scanalatura) in cui viene alloggiata. Tale sede 20 è ricavata sulla superficie esterna dell’inserto 13 in modo che l'anello di tenuta 17 possa essere installato nella sede circonferenziale 20 mantenendo un certo grado di tensione radiale determinata dalle caratteristiche elastiche dell’anello di tenuta.

La larghezza B della sede 20 è maggiore della larghezza H dell’anello di tenuta 17 (in una condizione di connessione non assemblata, ovvero prima di essere premuta radialmente dal tubo flessibile); la dimensione B può avere opzionalmente uno o più dei seguenti valori: 0.1*H < B < H; 0.5*H < B < H; 0.8*H < B < H.

La sede circonferenziale 20 ha una profondità definita dall’altezza S della parete laterale 28 della sede stessa; tale altezza può avere opzionalmente uno o più dei seguenti valori in rapporto all’altezza E delle pareti frontali piane dell’anello 17: 0.5*E < S < E; 0.2*E < S < E; S > 0.2*E; S > 0.5*E.

In un esempio realizzativo, la larghezza H della sezione trasversale dell’anello di tenuta 17 è maggiore rispetto al suo spessore F in modo che l’anello di tenuta abbia una ottima stabilità di posizione, opponendosi alla rotazione sull’inserto quando è sottoposto a sforzi in direzione longitudinale, per esempio, durante il montaggio del tubo flessibile o durante il montaggio dell’anello di tenuta stesso sul connettore; la dimensione H può avere opzionalmente uno o più dei seguenti valori: H > F; H > 1.5*F; H > 2*F; 1.5*F < H < 3*F; 2*F < H < 4*F.

È possibile prevedere che l’altezza E delle pareti verticali dell’anello di tenuta 17 possa avere uno o più dei seguenti valori, in rapporto all’altezza F totale della sezione dell’anello: 0.5*F < E < 0.8*F; 0.5*F < E ≤ F; E > 0.5*F.

La larghezza A’ della superficie di vertice della parete esterna 19 dell’anello di tenuta, se presente e quando di forma rettilinea, può avere opzionalmente uno o più dei seguenti valori in rapporto alla larghezza totale H dell’anello: 0.1*H < A’ < 0.2*H; A’ > 0.1*H; A’ < 0.2*H; A’ < 0.5*H.

La larghezza A della superficie di fondo della parete interna 18 dell’anello di tenuta, se presente e quando di forma rettilinea, può avere opzionalmente gli stessi valori di A’ sopra citati in rapporto alla larghezza totale H dell’anello. La larghezza A può essere uguale, o maggiore, o minore della larghezza A’.

Le dimensioni C delle superfici di appoggio della parete interna 18 possono assumere opzionalmente uno o più dei seguenti valori in rapporto alla larghezza B della sede dell’anello: 0.05*B < C < 0.3*B; C > 0.05*B; C < 0.3*B; C > 0.1*B; C < 0.4*B.

La parete interna 18 può avere forma arcuata, trapezoidale o a freccia (a V). La parete interna 18 presenta una rientranza o scanalatura o gola anulare. Tale scanalatura determina la forma della parete interna 18, ad esempio la forma arcuata, o trapezoidale, o a V. È possibile prevedere che la zona di massima profondità della scanalatura sulla parete interna 18 sia disposta in una zona mediana della parete stessa. È possibile inoltre prevedere che la zona di massima profondità della scanalatura sulla parete interna 18 sia disposta in corrispondenza di una zona di massima altezza della sezione dell’anello 17 o di massima sporgenza radiale verso l’esterno dell’anello stesso.

È possibile prevedere che la distanza R in direzione radiale fra la parete interna 18 (nel punto di massima profondità della rientranza anulare presente nella parete 18) e la parete esterna 19 (nel punto di massima sporgenza radiale esterna della parete 19) possa assumere opzionalmente uno o più dei seguenti valori in rapporto all’altezza totale F della sezione dell’anello 17: R > 0.5*F; R > 0.75*F; R < 0.95*F; R < 0.8*F; 0.75*F < R < 0.95*F.

La differenza di elevazione P (freccia o massima profondità della rientranza sulla parete interna 18) ovverosia la distanza in direzione radiale fra le superfici di appoggio dell’anello 17 nella sede anulare e la parte centrale e/o la parte più profonda della parete interna 18, può avere opzionalmente uno o più dei seguenti valori in rapporto all’altezza massima F della sezione dell’anello 17: P > 0.05*F; P > 0.1*F; 0.05*F < P < 0.2*F.

In figura 3 viene illustrata una variante del connettore, assemblato in condizione di impiego, in cui una fila di denti di serraggio 21 anulari con sezione a rampa sono disposti in una serie continua a partire dal termine 13a dell’inserto 13.

In questo esempio specifico è predisposto un unico anello di tenuta 17 installato sull’inserto 13 tra la fila di denti 21 e l’elemento tubolare intermedio 15, opzionalmente in prossimità dell’ultimo dente della fila 21. È possibile prevedere l’impiego di due o più anelli di tenuta anche in questo caso.

Il tubo flessibile 14 è montato sull’inserto 13 in modo che la sua parte terminale si estenda al di là della posizione assiale dell’anello di tenuta 17.

Il tubo flessibile 14 può comprendere, come nel caso di figura 3, uno strato esterno 22 in gomma, in cui è integrato un elemento di rinforzo 23 (ad esempio una treccia in filo di acciaio o in fibre tessili o polimeriche), e un rivestimento tubolare 24 interno in materiale polimerico, come ad esempio in poliammide, EVOH, PTFE mono-strato o multistrato.

In questa forma realizzativa, l'elemento di serraggio del tubo al connettore comprende un collare 25 avente uno spallamento 26 ad un’estremità. Nella condizione assemblata, come indicato in figura 3, l’estremità del collare 25 si impegna sulla porzione tubolare intermedia 15 del connettore.

Come l’elemento di serraggio in figura 1, anche il collare 25 è fissato sul tubo flessibile 14 per deformazione plastica in modo da ottenere deformazioni localizzate o schiacciamento del tubo stesso nelle regioni corrispondenti alla fila di denti 21 e agli anelli 27 che si formano nella parete interna del collare 25 per effetto della deformazione.

Quanto fin qui descritto con riferimento alla figura 3 della presente descrizione trova corrispondenza nella versione descritta con riferimento alla figura 4 nella pubblicazione brevettuale WO 95/33157 che qui viene incorporata per riferimento e che differisce dalla versione di figura 3 della presente descrizione almeno per la diversa struttura e conformazione dell’anello di tenuta 17 che, in questo caso, può corrispondere ad una qualunque delle versioni realizzative qui descritte, in particolare con riferimento alle figure 2 e da 4 a 6.

In figura 7 è illustrato un connettore in una condizione assemblata di serraggio del tubo flessibile, in cui gli elementi analoghi a quelli descritti in precedenza sono stati indicati con gli stessi numeri.

Si osserva che nel connettore in oggetto, in qualunque versione, l’anello di tenuta 17 può essere disposto a ridosso (immediatamente a valle) del dente di bloccaggio 21, o 16a, o 16b, oppure può essere disposto ad una certa distanza dal dente di bloccaggio stesso.

Il profilo arcuato della parete esterna 19 dell’anello di tenuta 17 può favorire il montaggio del tubo flessibile sull’inserto; inoltre, lo scorrimento del tubo flessibile sull’anello di tenuta 17 può essere ulteriormente facilitato nel caso in cui il tubo abbia un rivestimento interno 24 in poliammide con un basso coefficiente di attrito.

Lo scorrimento assiale dell’anello di tenuta 17 può essere generalmente impedito o largamente limitato dalla presenza delle pareti 28, che definiscono la larghezza del recesso che forma la sede circonferenziale 20, e anche dall’attrito tra la parete interna 18 e l’inserto 13, in particolare dall’attrito alla base della sede 20, attrito che è favorito dalla forza elastica di compressione esercitata dall’anello di tenuta sull’inserto.

Il tubo flessibile 14 è serrato sull’inserto, come descritto in precedenza, per effetto della deformazione plastica radiale dei mezzi di serraggio (collari 6 o 25), per esempio tramite aggraffatura o rullatura o altri sistemi noti. Il tubo 14 può essere fissato al connettore da una qualsiasi delle tecniche note già utilizzate in questo settore, ad esempio anche per mezzo di collegamenti rimovibili e/o riutilizzabili.

In seguito alla compressione della parete esterna del tubo, una forza di compressione radiale è esercitata anche sull’anello di tenuta 17, in particolare sulla sua parete esterna 19, che tende ad essere appiattita.

Poiché il materiale costituente l’anello di tenuta 17 è sostanzialmente incomprimibile, il fatto che il recesso anulare, che forma la sede 20 dell’anello e che è realizzato sulla superficie esterna dell’inserto 13, sia limitatamente più ampio dell’anello di tenuta 17 ivi alloggiato (B > H), permette all’anello 17 una ridotta espansione in direzione assiale, ovvero longitudinale, all'interno della sede cava.

L’elasticità dell’anello di tenuta 17 e la sua forma arcuata tendono a mantenere la sua parete esterna 19 in stretto contatto con la parete interna del tubo flessibile. Qualsiasi riduzione temporanea o permanente della forza di compressione esercitata dal tubo sull’anello di tenuta 17 causata, ad esempio, da condizioni d’esercizio particolarmente avverse, variazioni di temperatura, o deformazione plastica del collare, non provoca la formazione di spazi liberi tra la parete interna del tubo e la parete esterna dell’anello di tenuta 17, grazie all’elevata e permanente capacità di recupero elastico di quest'ultimo, almeno all'interno di una gamma di valori relativamente ampia. Il campo di efficacia del sistema di tenuta dipenderà dalle caratteristiche dimensionali globali dell’anello di tenuta, dalla resistenza del materiale e dalla forza di compressione esercitata inizialmente durante la fase di assemblaggio.

L’altezza F della sezione dell’anello di tenuta 17 può essere maggiore, minore, o uguale all’altezza D dell’eventuale dente di bloccaggio.

Nelle versioni realizzative delle figure da 4 a 6 sono state utilizzate le stesse indicazioni (numeri e lettere) per indicare elementi e dimensioni analoghi a quelli utilizzati in figura 2.

Un anello di tenuta realizzato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni sotto riportate, ad esempio come in una qualsiasi delle versioni realizzative sopra descritte, potrebbe essere utilizzato al posto di uno degli analoghi anelli di tenuta presenti su un connettore realizzato come uno qualsiasi di quelli descritti nelle pubblicazioni brevettuali US 6,099,045, 6,095,571, US 6,010,162, US 5,961,157, US 5,332,269, US 5,096,231, US 5,082,315, US 5,044,671, US 4,564,222, che vengono qui incorporate per riferimento.

I connettori sopra descritti possono essere utilizzati, in particolare, in un sistema di refrigerazione mobile, ovverosia in sistemi di raffreddamento o sistemi di condizionamento associati a veicoli a motore (quali ad esempio pullman, camion, motrici per camion, aerei, ecc…) o mezzi trainati di qualsiasi tipologia.

I connettori sopra descritti possono servire per la connessione di condotti di trasporto di un qualsiasi fluido refrigerante di tipo noto.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Connettore comprendente: - un corpo tubolare (10) avente una prima estremità e una seconda estremità opposta alla prima, detta prima estremità essendo configurata per l’inserimento in un tubo flessibile (14), detta seconda estremità essendo configurata per il collegamento con un sistema esterno, detta prima estremità avendo almeno una superficie esterna, detta superficie esterna avendo almeno una sede circonferenziale (20) rientrante radialmente verso l’interno; - almeno un elemento di bloccaggio (6; 25) configurato per comprimere dall’esterno radialmente verso l’interno detto tubo flessibile (14) inserito attorno a detta superficie esterna in una condizione assemblata per il bloccaggio di detto tubo flessibile; - almeno un anello di tenuta (17) alloggiato in detta sede circonferenziale (20), detto anello di tenuta (17) avendo un lato esterno (19) rivolto radialmente verso l’esterno ed un lato interno (18) rivolto radialmente verso l’interno, essendo previsto che, in detta condizione assemblata, detto elemento di bloccaggio (6; 25) comprima detto anello di tenuta (17) dall’esterno radialmente verso l’interno per il tramite di detto tubo flessibile (14); caratterizzato dal fatto che detto lato interno (18) ha almeno una rientranza circonferenziale incavata radialmente verso l’esterno.
2. 2. Connettore secondo la rivendicazione 1, in cui detta rientranza è disposta assialmente fra due bordi di supporto di detto lato interno (18) i quali sporgono radialmente verso l’interno.
3. 3. Connettore secondo la rivendicazione 2, in cui detti bordi di supporto sono in contatto con una base di detta sede circonferenziale (20).
4. 4. Connettore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta rientranza è configurata in modo da definire, almeno prima che detto anello di tenuta (17) venga compresso in detta condizione assemblata, almeno una superficie concava rivolta radialmente verso l’interno.
5. 5. Connettore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta rientranza ha almeno una prima superficie inclinata rispetto a detta superficie esterna ed almeno una seconda superficie inclinata rispetto a detta superficie esterna con un verso di inclinazione opposto rispetto a detta prima superficie.
6. 6. Connettore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta rientranza ha una sezione con un profilo di forma arcuata, o di forma trapezoidale, o a forma di V.
7. 7. Connettore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto anello di tenuta (17) comprende almeno una porzione anulare mediana e almeno due porzioni anulari di estremità, detta porzione anulare mediana essendo disposta assialmente fra dette due porzioni anulari di estremità, detta rientranza essendo configurata in modo che detta porzione anulare mediana abbia un diametro interno medio che è maggiore di un diametro interno medio di almeno una o di entrambe dette porzioni anulari di estremità.
8. 8. Connettore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta rientranza si estende assialmente per non meno della metà, o per almeno i due terzi, della estensione assiale totale di detto lato interno (18).
9. 9. Connettore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto lato esterno (19), almeno prima che detto anello di tenuta (17) venga compresso in detta condizione assemblata, ha almeno una superficie convessa rivolta radialmente verso l’esterno.
10. 10. Connettore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta superficie esterna è opzionalmente dotata di almeno un dente di bloccaggio (16a, 16b) sporgente radialmente verso l’esterno, detto dente di bloccaggio (16a, 16b) essendo configurato per bloccare detto tubo flessibile (14) in detta condizione assemblata in cooperazione con detto elemento di bloccaggio (6; 25); detto lato interno (18) e detto lato esterno (19) essendo opzionalmente collegati fra loro da due lati frontali estesi radialmente e disposti assialmente su estremità opposte di detto anello di tenuta (17); ciascuno di detti lati frontali avendo opzionalmente una estensione radiale maggiore di una profondità di detta sede circonferenziale (20); detta seconda estremità comprendendo opzionalmente almeno un elemento di accoppiamento rimovibile (11), ad esempio del tipo a vite, per il collegamento a tenuta con un condotto di trasporto di fluido; detta prima estremità avendo opzionalmente uno o più ulteriori denti di bloccaggio (16a, 16b) sporgenti radialmente verso l’esterno da detta superficie esterna; detto connettore comprendendo opzionalmente uno o più ulteriori anelli di tenuta (17) ciascuno alloggiato in una o più ulteriori sedi circonferenziale (20) rientranti radialmente verso l’interno da detta superficie esterna; detta sede circonferenziale (20) avendo opzionalmente due pareti di estremità (28) fra loro affacciate e disposte ad una distanza assiale; detta distanza assiale essendo opzionalmente maggiore di una dimensione assiale di detto anello di tenuta (17).