ITTO990318A1 - Unita' tubo-flangia per un circuito a fluido, particolarmente unimpianto di climatizzazione di un autoveicolo, e relativo procedimento - Google Patents

Description

D E SCR IZ ION E

del brevetto per invenzione industriale

La presente invenzione è relativa ad un'unità tuboflangia per un circuito a fluido, particolarmente per un impianto di climatizzazione di un autoveicolo, e al relativo procedimento di fabbricazione.

La connessione fra un componente di un impianto di climatizzazione per un autoveicolo ed un tubo di collegamento viene normalmente effettuata accoppiando un'estremità del tubo ad una sede femmina del componente, con l'interposizione di una guarnizione oppure una coppia di guarnizioni in serie tra loro per realizzare una tenuta di tipo ridondante; ciò allo scopo di limitare i trafilamenti di fluido refrigerante, normalmente caratterizzato da un'elevata capacità dì penetrazione. Allo scopo di permettere il bloccaggio assiale dell'estremità del tubo nella sede, viene generalmente impiegata una flangia tornita fissata al tubo stesso mediante saldatura in prossimità dell'estremità e formante con esso un'unità tuboflangia; una volta che l'estremità del tubo è inserita nella relativa sede femmina, la flangia viene fissata al componente, ad esempio mediante una vite passante.

Un'alternativa alla saldatura di una flangia tornita consiste nel ricavare le sedi delle guarnizioni tramite deformazione plastica del tubo.

Secondo una soluzione nota, la tenuta viene realizzata mediante una coppia di anelli O-ring, rispettivamente primario e secondario, disposti affiancati tra loro sull'estremità del tubo in rispettive gole ricavate per deformazione plastica del tubo, e cooperanti a tenuta con la sede femmina. Allo scopo di impegnare l'anello secondario, cioè quello disposto a valle nel percorso dei possibili trafilamenti, in uno smusso di ingresso conico ricavato nella sede femmina, è noto realizzare una gola per l'anello secondario in posizione immediatamente adiacente alla flangia,· allo scopo, la porzione di tubo immediatamente adiacente la flangia viene svasata, in modo da bloccare assialmente la flangia rispetto al tubo e formare con la parete della flangia una gola anulare a sezione triangolare. L'anello secondario viene quindi compresso fra la suddetta gola ed il corrispondente smusso conico di ingresso della sede femmina.

Questa soluzione nota, benché vantaggiosa dal punto di vista della lavorazione meccanica, risulta però svantaggiosa per quanto concerne la tenuta, in quanto la sede a sezione triangolare sollecita in modo anomalo l'anello secondario, determinando indesiderate deformazioni plastiche.

Scopo della presente invenzione è la realizzazione di unità tubo-flangia la quale consenta di ottenere le sedi per le guarnizioni per deformazione plastica del tubo eliminando l'inconveniente sopra descritto, senza penalizzare l'ingombro assiale della connessione.

Il suddetto scopo è raggiunto dalla presente invenzione, in quanto essa è relativa ad un'unità tuboflangia per un circuito a fluido, particolarmente per un impianto di climatizzazione di un autoveicolo, del tipo comprendente un tubo metallico ed una flangia provvista di un foro passante impegnato dal detto tubo e rigidamente fissata al tubo in prossimità di una porzione di estremità del tubo stesso atta ad impegnare una corrispondente sede di un componente del detto circuito, la detta porzione di estremità definendo una prima sede anulare per un anello di tenuta primario disposta in prossimità di una sezione di uscita del detto tubo ed una seconda sede anulare per un anello di tenuta secondario disposta adiacente ad una superficie di testa della detta flangia destinata a venire a contatto con il detto componente, la detta flangia essendo posizionata assialmente sul detto tubo contro un primo spallamento e bloccata sul tubo mediante un secondo spallamento realizzati sul tubo stesso per deformazione plastica e cooperanti con la detta flangia, caratterizzata dal fatto che il detto secondo spallamento è realizzato in una porzione del detto tubo interna al detto foro passante della detta flangia e coopera con una superficie di battuta anulare intermedia del foro stesso.

La presente invenzione è altresì relativa ad un procedimento per la realizzazione di un'unità tuboflangia per un circuito a fluido, particolarmente per un impianto di climatizzazione di un autoveicolo, l'unità comprendendo un tubo metallico ed una flangia provvista di un foro passante impegnato dal. detto tubo e rigidamente fissata al tubo in prossimità di una porzione di estremità del tubo stesso atta ad impegnare una corrispondente sede di un componente del detto circuito, il detto procedimento comprendendo le seguenti fasi :

deformare plasticamente il detto tubo per formare un primo spallamento anulare;

montare la detta flangia sul detto tubo contro il detto primo spallamento anulare, la detta flangia essendo provvista di un foro passante comprendente una prima porzione con diametro interno pari al diametro del detto tubo indeformato ed una seconda porzione con diametro interno maggiore definenti tra loro una superficie anulare di battuta rivolta da parte opposta rispetto al detto primo spallamento anulare;

deformare plasticamente il detto tubo per formare un tratto cilindrico terminale con diametro pari al diametro della seconda porzione del detto foro e definente con la parte rimanente del detto tubo un secondo spallamento anulare cooperante con la detta superficie anulare di battuta del detto foro;

deformare plasticamente la detta porzione di estremità del detto tubo sporgente dalla detta flangia per aumentarne il diametro; e

sottoporre la detta porzione di estremità ad un'operazione di rullatura per realizzare una prima sede anulare per un anello di tenuta primario disposta in prossimità di una sezione di uscita del detto tubo ed una seconda sede anulare per un anello di tenuta secondario disposta adiacente ad una superficie di testa della detta flangia destinata a venire a contatto con il detto componente.

Per una migliore comprensione della presente invenzione viene descritta nel seguito una forma preferita di attuazione, a titolo di esempio non limitativo e con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

la figura 1 è una sezione assiale di un'unità tuboflangia realizzata secondo l'invenzione, accoppiata ad una corrispondente sede femmina,·

la figura 2 è una vista frontale di una flangia dell'unità di figura 1;

le figure 3, 4, 5, 6, 7 e 8 illustrano, in sezione assiale, fasi successive di un procedimento di fabbricazione dell'unità di figura 1.

Con riferimento alla figura 1, è indicata nel suo complesso con l un'unità tubo-flangia atta ad essere collegata ad una sede femmina 2 di un componente 3 (parzialmente illustrato in modo schematico) di un circuito di climatizzazione di un autoveicolo, ad esempio un compressore. La sede 3 è definita da un foro 4 cilindrico provvisto di uno smusso 5 conico di ingresso.

L’unità 1 comprende essenzialmente un tubo 6 metallico, ad esempio di una lega di alluminio, ed una flangia 7 fissata al tubo 6 in prossimità di una porzione di estremità 8 del tubo stesso. Più in particolare, il tubo 6 è montato passante attraverso un foro 9 della flangia 7, in modo che la porzione di estremità 8 del tubo sporga assialmente dalla flangia 7 e possa impegnare in modo scorrevole la sede 2 del componente 3.

La flangia 7 (figura 2) è costituita da una piastra a spessore costante di forma sostanzialmente ovoidale, delimitata da rispettive superfici di testa 11, 12 piane, la quale è atta a cooperare di testa con il componente 3 ed è provvista di un secondo foro 10 passante per il fissaggio al componente stesso.

La flangia 7 è montata sul tubo 6 con la propria superficie di testa 11 in battuta assiale contro un primo spallamento 13 definito da un rigonfiamento anulare del tubo 6. La flangia 7 è inoltre bloccata sul tubo 6 stesso da un secondo spallamento 14 ricavato in una porzione 15 del tubo 6 alloggiata nel foro 9 e cooperante con una superficie anulare 16 di battuta ricavata nel foro stesso. Convenientemente, la superficie 16 è conica con diametro crescente verso la superficie di testa 12 della flangia 7, e costituisce una zona di transizione fra una porzione 17 del foro 9 adiacente alla superficie di testa 11 ed avente un diametro interno pari al diametro esterno del tubo 6 indeformato, ed una porzione 18 adiacente alla superficie di testa 12 ed avente un diametro interno leggermente maggiore. La porzione 15 del tubo 6 è formata, in modo corrispondente, da un tratto 19 indeformato alloggiato nella porzione 17 del foro 9 e da un tratto 20 allargato alloggiato della porzione 18, il secondo spallamento 14 essendo definito da una zona di transizione fra i suddetti tratti 19 e 20.

La porzione di estremità 8 del tubo 6 definisce una prima sede 21 anulare ed una seconda sede 22 anulare per un anello di tenuta primario 23 e, rispettivamente, per un anello di tenuta 24 secondario, entrambi di tipo O-ring, i quali sono atti a cooperare a tenuta rispettivamente con il foro 4 e con lo smusso 5 della sede 2 del componente 3.

La prima sede 21, a sezione rettangolare, è posta in prossimità della sezione di uscita del tubo 6 ed è delimitata assialmente da una coppia di risalti 27, 28 anulari, rispettivamente intermedio e terminale, della porzione di estremità 8 del tubo 6. La seconda sede 22, a sezione rettangolare con area minore rispetto alla prima sede 21, è delimitata assialmente da un lato dalla superficie di testa 12 della flangia 7 e dall'altro lato dal risalto 27 che la separa dalla prima sede 21. La seconda sede 22 è delimitata radialmente da una parete di fondo 29 cilindrica avente diametro pari al tratto 20 della porzione 18 del tubo 6, con il quale forma una zona 30 cilindrica continua a diametro costante.

Nelle figure da 3 a 8 sono illustrate fasi successive di un procedimento di realizzazione dell'unità 1.

In una prima fase {figura 3), viene realizzato sul tubo 6 il primo spallamento 13 mediante un'operazione di rifollatura.

In una seconda fase (figura 4), la flangia 7 viene montata sul tubo 6, in contatto assiale contro lo spallamento 13.

In una terza fase {figura 5), il tubo 6 viene allargato plasticamente in modo da formare un tratto cilindrico 32 (corrispondente alla porzione di estremità 8 ed al tratto 20 del tubo finito) con diametro pari al diametro della seconda porzione 18 del foro 9, e definente con la parte rimanente del tubo 6 il secondo spallamento 14.

In una quarta fase (figura 6), la porzione di estremità 8 è ulteriormente allargata in modo da assumere un diametro esterno sostanzialmente pari al diametro dei risalti 27, 28 del tubo 6 finito.

In una quinta fase del procedimento (figura 7), la porzione di estremità 8 viene sottoposta ad ima deformazione plastica per rullatura in direzione radiale, mediante una pluralità di rulli sagomatori 34 agenti simultaneamente, per ottenere la prima gola 21 e la seconda gola 22. Convenientemente, i rulli 34 sono tre ed agiscono simultaneamente a 120° tra loro (soltanto due sono illustrati schematicamente in figura 7). Secondo una forma preferita di attuazione del processo, soltanto uno dei tre rulli 34 ha un profilo di lavoro coniugato al profilo di entrambe le gole 22, gli altri due rulli 34 presentando un solo risalto con profilo corrispondente alla sola gola 21.

Infine, in una sesta fase del procedimento (figura 8) , viene ricavato uno smusso 35 in corrispondenza dello spigolo terminale esterno del tubo 6.

Il procedimento sopra descritto è convenientemente realizzato in una macchina automatica a passo, provvista di una pluralità di stazioni operative per lè varie fasi del procedimento stesso.

Da un esame delle caratteristiche dell'unità 1 realizzata secondo la presente invenzione, e del relativo procedimento di fabbricazione, sono evidenti i vantaggi che la presente invenzione consente di ottenere.

In particolare, il bloccaggio assiale della flangia 7 rispetto sul tubo 6 realizzato internamente al foro 9 della flangia 7 mediante la superficie anulare di battuta 1G ed il relativo spallamento 14 consente di realizzare la seconda sede 22 in posizione immediatamente adiacente alla flangia 7 e con la parete di fondo 29 cilindrica. Viene così migliorato il comportamento dell'anello di tenuta secondario 24, compresso fra la sede 22 e lo smusso 5 di ingresso della sede 2 del componente 3, senza aumentare l'ingombro assiale della porzione di estremità Θ del tubo 6 sporgente dalla flangia 7.

Risulta infine chiaro che all'unità 1 descritta possono essere apportate modifiche e varianti che non escono dall'ambito di tutela delle rivendicazioni.

In particolare, la flangia 7 può essere a spessore variabile; ad esempio, può essere previsto un risalto anulare intorno al tubo 6 sulla superficie di testa 11.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1.- Unità (1) tubo-flangia per un circuito a fluido, particolarmente per un impianto di climatizzazione di un autoveicolo, del tipo comprendente un tubo (6) metallico ed una flangia (7) provvista di un foro (9) passante impegnato dal detto tubo (6) e rigidamente fissata al tubo (6) in prossimità di una porzione di estremità (8) del tubo (6) stesso atta ad impegnare una corrispondente sede (2) di un componente (3) del detto circuito, la detta porzione di estremità (8) definendo una prima sede anulare (21) per un anello di tenuta (23) primario disposta in prossimità di una sezione di uscita del detto tubo (6) ed una seconda sede anulare (22) per un anello di tenuta (24) secondario disposta adiacente ad una superficie di testa (12) della detta flangia (7) destinata a venire a contatto con il detto componente (3), la detta flangia (7) essendo posizionata assialmente sul detto tubo (6) contro un primo spallamento (13) e bloccata sul tubo (6) mediante un secondo spallamento (14) realizzati sul tubo (6) stesso per deformazione plastica e cooperanti con la detta flangia (7), caratterizzata dal fatto che il detto secondo spallamento (14) è realizzato in una porzione (15) del detto tubo (6) interna al detto foro (9) passante della detta flangia (7) e coopera con una superficie di battuta (16) anulare intermedia del foro (9) stesso. 2.- Unità secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che la detta seconda sede anulare (22) presenta una parete di fondo (29) cilindrica ed è delimitata assialmente dalla detta superficie di testa (12) della detta flangia (7). 3.- Unità secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che il detto tubo (6) comprende una zona (30) a diametro costante definente la detta parete di fondo cilindrica (29) della detta seconda sede anulare (22) ed un tratto (20) della detta porzione (15) del tubo (6) interna al detto foro (9) della detta flangia (7) e compreso fra la detta seconda sede anulare (22) ed il detto secondo spallamento (14). 4.- Procedimento per la realizzazione di un'unità tubo-flangia per un circuito a fluido, particolarmente per un impianto di climatizzazione di un autoveicolo, l'unità comprendendo un tubo (6) metallico ed una flangia (7) provvista di un foro (9) passante impegnato dal detto tubo (6) e rigidamente fissata al tubo (6) in prossimità di una porzione di estremità (8) del tubo (6) stesso atta ad impegnare una corrispondente sede (2) di un componente (3) del detto circuito, il detto procedimento comprendendo le seguenti fasi: deformare plasticamente il detto tubo (6) per formare un primo spallamento (13) anulare; montare la detta flangia (7) sul detto tubo (6) contro il detto primo spallamento (13) anulare, la detta flangia (7) essendo provvista di un foro (9) passante comprendente una prima porzione (17) con diametro interno pari al diametro del detto tubo (6) indeformato ed una seconda porzione (18) con diametro interno maggiore definenti tra loro una superficie anulare di battuta (16) rivolta da parte opposta rispetto al detto primo spallamento (13) anulare; deformare plasticamente il detto tubo (6) per formare un tratto cilindrico (32) terminale con diametro pari al diametro della seconda porzione (18) del detto foro (9) e definente con la parte rimanente del detto tubo (6) un secondo spallamento (14) anulare cooperante con la detta superficie anulare (16) di battuta del detto foro (9) deformare plasticamente la detta porzione di estremità (8) del detto tubo sporgente dalla detta flangia (7) per aumentarne il diametro; e sottoporre la detta porzione di estremità (8) ad un'operazione di rullatura per realizzare una prima sede (21) anulare per un anello di tenuta primario (23) disposta in prossimità di una sezione di uscita del detto tubo (6) ed una seconda sede anulare (22) per un anello di tenuta secondario (24) disposta adiacente ad una superficie di testa (12) della detta flangia (7) destinata a venire a contatto con il detto componente (3). 5.- Procedimento secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che la detta seconda, sede anulare (22) presenta una parete di fondo (29) cilindrica ed è delimitata assialmente dalla detta superficie di testa (12) della detta flangia (7). 6.- Unità tubo-flangia, sostanzialmente come descritta ed illustrata nei disegni allegati. 7.- Procedimento per la realizzazione di un'unità tubo-flangia, sostanzialmente come descritto ed illustrato nei disegni allegati.