ES2969464B2

ES2969464B2 - Method of manufacturing a metal splice fitting

Info

Publication number: ES2969464B2
Application number: ES202430167A
Authority: ES
Inventors: Ballarin Enrique Playan
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2024-03-07
Filing date: 2024-03-07
Publication date: 2024-11-08
Anticipated expiration: 2044-03-07
Also published as: WO2025186500A1; ES2969464A1; WO2025186500A8

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Método de fabricación de un accesorio de empalme metálicoMethod of manufacturing a metal splice fitting

OBJETO DE LA INVENCIÓNOBJECT OF THE INVENTION

La presente solicitud tiene por objeto el registro de un método de fabricación de un accesorio de empalme metálico utilizado habitualmente en instalaciones para la canalización de fluidos. The purpose of this application is to register a method of manufacturing a metal connection accessory commonly used in installations for channeling fluids.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION

Son bien conocidos los entronques macho utilizados para la formación de instalaciones de conducción de fluidos. Los entronques están conformados a partir de un cuerpo cilíndrico tubular provisto de al menos un tramo roscado al que se acopla una pieza mecanizada de contorno hexagonal. Por ello, la fabricación del entronque se lleva a cabo mediante la fabricación de forma individual de cada una de estas dos partes y en una etapa posterior se realiza la unión entre el cuerpo cilíndrico y la pieza de contorno hexagonal por medio de un proceso de soldadura. Male connectors used for the formation of fluid conduction systems are well known. The connectors are made from a tubular cylindrical body provided with at least one threaded section to which a machined hexagonal-shaped part is attached. Therefore, the manufacture of the connector is carried out by individually manufacturing each of these two parts and in a later stage the union between the cylindrical body and the hexagonal-shaped part is made by means of a welding process.

Como es bien sabido, los procesos de soldadura requieren de utillajes y materiales de aportación para realizar la unión de las dos partes, por lo que la fabricación de los entronques resulta más costosa y existe un riesgo de que la zona de soldadura presente algún defecto, lo que implica su descarte previo a la comercialización. As is well known, welding processes require tools and filler materials to join the two parts, so the manufacture of the connections is more expensive and there is a risk that the welding area may present some defect, which implies its discarding before marketing.

Además, el solicitante no tiene conocimiento en la actualidad de una invención que disponga de todas las características que se describen en esta memoria. Furthermore, the applicant is not currently aware of an invention having all of the features described herein.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓNDESCRIPTION OF THE INVENTION

La presente invención se ha desarrollado con el fin de proporcionar un método de fabricación que se configura como una novedad dentro del campo de aplicación y resuelve los inconvenientes anteriormente mencionados, aportando, además, otras ventajas adicionales que serán evidentes a partir de la descripción que se acompaña a continuación. The present invention has been developed in order to provide a manufacturing method that is configured as a novelty within the field of application and solves the aforementioned drawbacks, also providing other additional advantages that will be evident from the description attached below.

Es por lo tanto un objeto de la presente invención proporcionar un método de fabricación de un empalme metálico cilíndrico, en el que el empalme comprende un cuerpo tubular que comprende dos regiones cilíndricas interiormente huecas unidas por una región intermedia con un contorno exterior de forma poligonal, que se caracteriza por el hecho de que el empalme metálico es obtenido a partir de un único elemento metálico tubular mediante una etapa de conformación en frío, en el que se emplea un primer útil expansor (o también denominado matriz) de forma sensiblemente tubular previsto para estar en contacto con la pared lateral del elemento metálico tubular, estando el primer útil expansor provisto de un tramo que comprende una pluralidad de segmentos extensibles radialmente conformados para proporcionar la forma del tramo intermedio poligonal, teniendo cada uno de los segmentos un reborde saliente, los cuales se expanden por la actuación de un punzón con una terminación cónica, de tal manera que al desplazarse el punzón en dirección hacia el primer útil expansor, a medida que se introduce el punzón en el interior del primer útil expansor tiene lugar la extensión de los segmentos hacia la pared lateral del cuerpo tubular a conformar, formando así la región intermedia de contorno poligonal. It is therefore an object of the present invention to provide a method of manufacturing a cylindrical metal fitting, in which the fitting comprises a tubular body comprising two internally hollow cylindrical regions joined by an intermediate region with a polygonal outer contour, which is characterized by the fact that the metal fitting is obtained from a single tubular metal element by means of a cold forming stage, in which a first expander tool (or also called die) of substantially tubular shape is used, provided to be in contact with the side wall of the tubular metal element, the first expander tool being provided with a section comprising a plurality of radially extensible segments shaped to provide the shape of the polygonal intermediate section, each of the segments having a protruding rim, which are expanded by the action of a punch with a conical termination, such that when the punch moves in the direction towards the first expander tool, as the punch is introduced into the interior of the first expander tool, the expansion of the first expander tool takes place. extension of the segments towards the side wall of the tubular body to be shaped, thus forming the intermediate region with a polygonal contour.

El número de caras planas que tiene la superficie exterior de la región intermedia está vinculado al número de segmentos extensibles presentes en el primer útil expansor. The number of flat faces on the outer surface of the intermediate region is linked to the number of extensible segments present in the first expander tool.

Según otro aspecto de la invención, la terminación cónica del punzón puede comprender una pluralidad de hendiduras diametrales distanciadas entre sí de forma equidistante. According to another aspect of the invention, the conical termination of the punch may comprise a plurality of diametrical grooves equidistantly spaced from each other.

Según una realización preferida, el reborde saliente sobresale hacia fuera, de tal modo que, durante la etapa de conformado, tales rebordes salientes actúan sobre una región de la cara interior de la pared cilíndrica del cuerpo tubular a conformar. According to a preferred embodiment, the protruding flange protrudes outwards, such that, during the forming stage, said protruding flanges act on a region of the inner face of the cylindrical wall of the tubular body to be formed.

En una realización alternativa, el reborde saliente sobresale hacia el interior, de tal modo que, durante la etapa de conformado, tales rebordes salientes actúan sobre una región de la cara exterior de la pared cilíndrica del cuerpo tubular a conformar. In an alternative embodiment, the protruding flange protrudes inwards, such that, during the forming stage, such protruding flanges act on a region of the outer face of the cylindrical wall of the tubular body to be formed.

Según la invención, el punzón es desplazable axialmente primer útil expansor (2) mediante la disposición de unos medios de actuación automatizados que están acoplados al propio punzón. According to the invention, the punch is axially movable by means of the first expanding tool (2) by means of the provision of automated actuating means that are coupled to the punch itself.

Gracias a estas características, se simplifica el proceso productivo de este tipo de empalmes o también denominados racores, ya que no requiere de procesos de soldadura, de tal manera que se requieren un número menor de utillajes especializados y se consigue una reducción de costes. Thanks to these characteristics, the production process of this type of joints or also called fittings is simplified, since it does not require welding processes, in such a way that a smaller number of specialized tools are required and a reduction in costs is achieved.

El método de fabricación descrito representa, pues, una estructura innovadora de características estructurales y constitutivas desconocidas hasta ahora para el fin a que se destina, razones que unidas a su utilidad práctica, la dotan de fundamento suficiente para obtener el privilegio de exclusividad que se solicita. The manufacturing method described therefore represents an innovative structure with structural and constitutive characteristics hitherto unknown for the purpose for which it is intended, reasons which, together with its practical utility, provide it with sufficient grounds to obtain the exclusive privilege requested.

Otras características y ventajas del método de fabricación objeto de la presente invención resultarán evidentes a partir de la descripción de una realización preferida, pero no exclusiva, que se ilustra a modo de ejemplo no limitativo en los dibujos que se acompañan, en los cuales: Other features and advantages of the manufacturing method object of the present invention will be evident from the description of a preferred, but not exclusive, embodiment, which is illustrated by way of non-limiting example in the accompanying drawings, in which:

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Figura 1.- Es una vista en perspectiva de una primera realización de un accesorio de empalme obtenido por el método de fabricación de acuerdo con la invención; Figure 1.- It is a perspective view of a first embodiment of a splice accessory obtained by the manufacturing method according to the invention;

Figura 2.- Es una vista en perspectiva de una segunda realización del accesorio obtenido por el método de fabricación de la invención; Figure 2.- It is a perspective view of a second embodiment of the accessory obtained by the manufacturing method of the invention;

Figura 3.- Es una vista esquemática secuencial de una primera realización de llevar a cabo el método según la invención; Figure 3.- It is a sequential schematic view of a first embodiment of carrying out the method according to the invention;

Figura 4.- Es una vista esquemática secuencial de una segunda realización de llevar a cabo el método según la invención; Figure 4.- It is a sequential schematic view of a second embodiment of carrying out the method according to the invention;

Figura 5.- Es una vista en alzado de una realización de un punzón empleado en el método de fabricación de la invención; Figure 5.- It is an elevation view of an embodiment of a punch used in the manufacturing method of the invention;

Figuras 6a y 6b.- Son vistas en perspectiva y en sección longitudinal, respectivamente de una segunda realización de un punzón empleado en el método de fabricación de la invención; Figures 6a and 6b.- Are perspective views and longitudinal section views, respectively, of a second embodiment of a punch used in the manufacturing method of the invention;

Figura 7.- Es una vista en planta y en sección transversal a lo largo de la línea A-A de un primer útil expansor empleado en el método de fabricación de la invención; y Figuras 8a y 8b.- Son vistas en perspectiva y en sección longitudinal, respectivamente de una segunda realización del primer útil expansor. Figure 7.- Is a plan view and cross section along the line A-A of a first expanding tool used in the manufacturing method of the invention; and Figures 8a and 8b.- Are perspective views and longitudinal section, respectively, of a second embodiment of the first expanding tool.

DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERENTEDESCRIPTION OF A PREFERRED EMBODIMENT

A la vista de las mencionadas figuras y, de acuerdo con la numeración adoptada, se puede observar en ellas un ejemplo de realización preferente de la invención, la cual comprende las partes y elementos que se indican y describen en detalle a continuación. In view of the aforementioned figures and, in accordance with the numbering adopted, one can observe in them a preferred embodiment of the invention, which comprises the parts and elements that are indicated and described in detail below.

Además, los términos superior, inferior, arriba, abajo y similares en la descripción y las reivindicaciones se utilizan con fines descriptivos y no necesariamente para describir posiciones relativas. Furthermore, the terms upper, lower, above, below and similar terms in the description and claims are used for descriptive purposes and not necessarily to describe relative positions.

En la figura 1 puede verse un empalme metálico cilíndrico, indicado de forma general con la referencia (1), que está formado esencialmente por un cuerpo tubular conformado por dos regiones cilíndricas (10) interiormente huecas unidas por una región intermedia (11) de contorno poligonal, preferentemente hexagonal. Mencionar que cada una de las regiones cilíndricas (10) puede presentar internamente o externamente una porción roscada prevista para el acoplamiento de un conducto o acoplamiento convencional (no representado) que forma parte de una instalación para la conducción de fluidos, la cual no se va a entrar en mayor detalle dado que no forma parte de la invención. Dichas porciones roscadas son obtenidas en una etapa posterior por medios convencionales por lo que no se va a dar mayor explicación de los mismos. In figure 1 a cylindrical metal coupling can be seen, indicated in a general way with the reference (1), which is essentially formed by a tubular body made up of two internally hollow cylindrical regions (10) joined by an intermediate region (11) with a polygonal, preferably hexagonal, contour. It should be mentioned that each of the cylindrical regions (10) can present internally or externally a threaded portion intended for the coupling of a conventional conduit or coupling (not shown) that forms part of an installation for the conduction of fluids, which will not be entered into in greater detail since it does not form part of the invention. Said threaded portions are obtained at a later stage by conventional means, so no further explanation of them will be given.

En el caso de la figura 1, la región intermedia (11) tiene un diámetro exterior que sobresale con respecto al diámetro exterior de las dos regiones cilíndricas (10) mientras que en la figura 2, se ha representado una segunda realización que se diferencia de la anterior en el hecho de tener una región intermedia (11) con un diámetro exterior inferior con respecto a las dos regiones cilíndricas (10). In the case of figure 1, the intermediate region (11) has an external diameter that protrudes with respect to the external diameter of the two cylindrical regions (10) while in figure 2, a second embodiment has been shown that differs from the previous one in the fact of having an intermediate region (11) with a smaller external diameter with respect to the two cylindrical regions (10).

El empalme metálico (1) es obtenido a partir de un único elemento metálico tubular e interiormente hueco mediante una etapa de conformación en frío, en el que se emplea un primer útil expansor (2) hecho de un acero con una forma sensiblemente tubular previsto para estar en contacto con la pared lateral del elemento metálico tubular. The metal splice (1) is obtained from a single tubular and internally hollow metal element by means of a cold forming stage, in which a first expanding tool (2) is used, made of a steel with a substantially tubular shape designed to be in contact with the side wall of the tubular metal element.

Haciendo particular referencia al primer útil expansor (2) está provisto de un tramo que comprende una pluralidad de segmentos (20) extensibles radialmente conformados para proporcionar la forma del tramo intermedio poligonal. Cada uno de los segmentos tiene un reborde saliente (21), cada uno de los cuales se expande por la actuación de un punzón (3) con una terminación cónica o troncocónica (dependiendo de si se aplica una deformación por compresión o tracción), de tal manera que al desplazarse el punzón (3) en dirección hacia el primer útil expansor (tal como se indica mediante las flechas (f) en las figuras 3 y 4), a medida que se introduce el punzón en el interior del primer útil expansor (2) tiene lugar la extensión de los segmentos (20) hacia la pared lateral del cuerpo tubular a conformar, formando así la región intermedia de contorno poligonal. With particular reference to the first expanding tool (2), it is provided with a section comprising a plurality of radially extensible segments (20) shaped to provide the shape of the polygonal intermediate section. Each of the segments has a projecting flange (21), each of which is expanded by the action of a punch (3) with a conical or truncated conical termination (depending on whether a compression or tensile deformation is applied), such that when the punch (3) moves in the direction towards the first expanding tool (as indicated by arrows (f) in Figures 3 and 4), as the punch is introduced into the interior of the first expanding tool (2), the extension of the segments (20) towards the side wall of the tubular body to be shaped takes place, thus forming the intermediate region with a polygonal contour.

El número de segmentos (20) del primer útil expansor (2) corresponde con el número de caras de la región intermedia (11) de contorno poligonal, por lo que, en el ejemplo mostrado en las figuras, el número de segmentos es seis. Será evidente que el número de segmentos puede variar dependiendo del número de caras deseadas en la fabricación del empalme metálico (1). The number of segments (20) of the first expanding tool (2) corresponds to the number of faces of the intermediate region (11) of polygonal contour, so, in the example shown in the figures, the number of segments is six. It will be evident that the number of segments may vary depending on the number of faces desired in the manufacture of the metal joint (1).

Como puede verse con mayor detalle en la figura 5, la terminación cónica (30) del punzón (3) comprende una pluralidad de hendiduras (31) diametrales distanciadas entre sí de forma equidistante, estando hecho de un material de acero de alta dureza. Tal punzón puede desplazarse axialmente por medios de actuación, por ejemplo, de accionamiento neumático, mecánico o electromecánico de tipo conocido. As can be seen in greater detail in Figure 5, the conical end (30) of the punch (3) comprises a plurality of diametrical grooves (31) spaced equidistantly from each other, being made of a high hardness steel material. Such a punch can be moved axially by actuating means, for example, pneumatic, mechanical or electromechanical actuation of known type.

En las figuras 6a y 6b se muestra otra opción de diseño del punzón (3) empleado para la fabricación del empalme metálico, cuyas partes comunes tienen las mismas referencias numéricas que en el ejemplo anteriormente expuesto, en el que está desprovisto de la pluralidad de hendiduras. Por el contrario, este punzón (3) presenta en su terminación cónica (30) una pluralidad de caras planas (32) distribuidas radialmente. En la figura 6b puede verse como se proporciona un taladro ciego (33) previsto para acoplarse por roscado a unos medios de actuación. Figures 6a and 6b show another design option for the punch (3) used to manufacture the metal joint, the common parts of which have the same numerical references as in the example previously shown, in which it is devoid of the plurality of grooves. On the contrary, this punch (3) has at its conical end (30) a plurality of flat faces (32) distributed radially. Figure 6b shows how a blind hole (33) is provided, intended to be coupled by threading to actuating means.

En las figuras 8 y 8b puede verse una segunda realización preferida del útil expansor (2) utilizado para la fabricación del empalme metálico, en el que el orificio pasante (22) por el cual se introduce el punzón (3) tiene una forma complementara y adaptada al punzón mostrado en las figuras 6a y 6b. Figures 8 and 8b show a second preferred embodiment of the expanding tool (2) used for manufacturing the metal joint, in which the through hole (22) through which the punch (3) is introduced has a complementary shape adapted to the punch shown in Figures 6a and 6b.

En una realización del método de la invención representada en la figura 3, el reborde saliente (21) sobresale hacia fuera, de tal modo que, durante la etapa de conformado, tales rebordes salientes (21) de los segmentos (20) actúan sobre una región de la cara interior de la pared cilíndrica del cuerpo tubular (100) a conformar, siendo en este caso empleado en punzón mostrado en la figura 5. In one embodiment of the method of the invention shown in Figure 3, the protruding flange (21) protrudes outwards, such that, during the forming stage, such protruding flanges (21) of the segments (20) act on a region of the inner face of the cylindrical wall of the tubular body (100) to be formed, in this case being used the punch shown in Figure 5.

Por otro lado, una segunda forma de llevar a cabo el método de fabricación mostrada en la figura 4, consiste en el hecho de que el reborde saliente (21) sobresale hacia el interior, de tal modo que, durante la etapa de conformado, tales rebordes salientes actúan sobre una región de la cara exterior de la pared cilíndrica del cuerpo tubular (100) a conformar. Además, en esta realización, el punzón (3) tiene una terminación troncocónica que actuará sobre una superficie inclinada de los segmentos (20), de manera que se desplazarán en dirección perpendicular hacia la pared del cuerpo tubular (100), es decir, se realiza una compresión radial para obtener la región intermedia (11) de contorno poligonal. On the other hand, a second way of carrying out the manufacturing method shown in Figure 4, consists in the fact that the protruding flange (21) protrudes inwards, such that, during the forming stage, said protruding flanges act on a region of the outer face of the cylindrical wall of the tubular body (100) to be formed. Furthermore, in this embodiment, the punch (3) has a truncated conical termination that will act on an inclined surface of the segments (20), such that they will move in a perpendicular direction towards the wall of the tubular body (100), that is, a radial compression is performed to obtain the intermediate region (11) with a polygonal contour.

Los detalles, las formas, las dimensiones y demás elementos accesorios, empleados en el método de fabricación de la invención podrán ser convenientemente sustituidos por otros que no se aparten del ámbito definido por las reivindicaciones que se incluyen a continuación. The details, shapes, dimensions and other accessory elements used in the manufacturing method of the invention may be conveniently replaced by others that do not deviate from the scope defined by the claims included below.

Claims

1. Method for manufacturing a cylindrical metal fitting, in which the fitting comprises a tubular body comprising two internally hollow cylindrical regions (10) joined by an intermediate region (11) with a polygonal outer contour, characterized in that the metal fitting is obtained from a single tubular metal element by means of a cold forming stage, in which a first expanding tool (2) with a substantially tubular shape is used which is intended to be in contact with the side wall of the tubular metal element, the first expanding tool (2) being provided with a section comprising a plurality of radially extendible segments (20), which are shaped to provide the shape of the polygonal intermediate section, each of the segments (20) having a protruding rim, which are expanded by the action of a punch (3) with a conical or truncated conical end, such that when the punch (3) moves in the direction of a through hole, the first expanding tool (2) is ... (22) present in the first expanding tool (2), as the punch (3) is introduced into the interior of the first expanding tool through the through hole (22) the extension of the segments (20) towards the side wall of the tubular body to be shaped takes place, thus forming the intermediate region (11) with a polygonal outer contour.

2. Method of manufacturing a cylindrical metal splice according to claim 1, characterized in that the conical end (3) of the punch (30) comprises a plurality of diametrical grooves equidistantly spaced from each other.

3. Method of manufacturing a cylindrical metal fitting according to claim 1, characterized in that the protruding flange protrudes outwards, such that, during the forming stage, said protruding flanges act on a region of the inner face of the cylindrical wall of the tubular body to be formed.

4. Method of manufacturing a cylindrical metal fitting according to claim 1, characterized in that the protruding flange protrudes inwards, such that, during the forming stage, said protruding flanges act on a region of the outer face of the cylindrical wall of the tubular body to be formed.

5. Method of manufacturing a cylindrical metal joint according to claim 1, characterized in that the punch (3) is axially movable with respect to the first expanding tool (2) by automated actuation means.

6. Method of manufacturing a cylindrical metal joint according to claim 1, characterized in that the punch (3) has at its conical end (30) a plurality of flat faces (32) distributed radially.