ES2290191T3 - Pieza de union para tuberias de material plastico flexible con disposicion de sensor. - Google Patents
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Abstract
Pieza de unión para tuberías (11, 52) de material plástico flexibles para fluidos, cuya pared posee al menos un conductor (12 a 14) eléctrico y/o fibras (53) ópticas, con un alojamiento (15) de enchufe de conductores unido con una tubería (28) para fluidos en la pieza (10, 52) de unión y, a través de esta, con un punto (27) de conexión adicional para fluidos y que posee medios (22; 54) de acoplamiento, que sirven para la conexión eléctrica y/u óptica de estas tuberías de material plástico y con al menos un cable (29) de conexión integrado lateralmente en la pieza (10, 51) de unión, caracterizada porque el punto (27) de unión para fluidos se configura como rosca de unión para fluidos para roscar en un cilindro de trabajo para fluidos y porque a través del cable (29) de conexión se conecta eléctricamente y/u ópticamente con el medio (22; 54) de acoplamiento una disposición (30) de sensor dispuesta en el extremo (29) del cable alejado de la pieza de unión, estando configurada la disposición (30) de sensor como sensor de posición de un émbolo y/o sensor de presión para el cilindro de trabajo.
Description
Pieza de unión para tuberías de material
plástico flexible con disposición de sensor.
El invento se refiere a una pieza de unión según
el preámbulo de la reivindicación 1 para tuberías de material
plástico flexibles para fluidos.
A través del documento EP 0 803 653 A1 se conoce
una disposición en la que la transmisión de la presión de trabajo
y de las señales de sensor de los sensores de posición de cilindros
de trabajo tiene lugar a través de tuberías electroneumáticas de
material plástico. Las tuberías electroneumáticas de material
plástico están conectadas por medio de piezas de unión con
disposiciones de válvula montadas en los cilindros de trabajo. Los
sensores de posición están conectados a través de conductores con
las disposiciones de válvula. Las piezas de unión están enchufadas
en las válvulas y se fijan con tornillos de sujeción. A causa de las
conexiones eléctricas enchufables de las piezas de unión con las
disposiciones de válvula no es posible el roscado de las piezas de
unión en orificios neumáticos roscados usuales. Además, es preciso,
que los sensores de posición se unan de manera adicional e
indirecta con las piezas de unión, lo que representa un coste de
montaje relativamente grande.
En una pieza de unión de la clase expuesta más
arriba, conocida a través del documento DE 22 45 906 A, se rosca
lateralmente un cable por medio de un racor de rosca de apriete,
siendo soldado o roscado un conductor de este cable con un
conductor de la manguera de acoplamiento, lo que representa una
clase de unión laboriosa. Además, este documento no contiene
indicación alguna para la conexión eléctrica de un sensor de
posición para medir la posición del émbolo con relación a la
tubería de material plástico, que contiene un conductor.
Un objeto del presente invento es crear una
pieza de unión de esta clase con la que se pueda simplificar la
unión neumática con los cilindros de trabajo y la conexión
eléctrica con los correspondientes sensores de posición con un
coste menor del montaje.
Este problema se soluciona según el invento con
una pieza de unión con las características de la reivindicación
1.
De manera ventajosa, es posible, por un lado,
roscar la pieza de unión de manera usual en un orificio neumático
roscado del cilindro de trabajo, siendo después únicamente
necesario, que los sensores de posición u otros sensores tengan que
ser fijados mecánicamente. Ya no es necesario establecer por
separado las conexiones eléctricas. También otros sensores, como
por ejemplo sensores de presión, sólo tienen que ser montados
mecánicamente en los alojamientos correspondientes. Se elimina el
peligro de conexiones eléctricas erróneas y de confusiones de
conexión de los sensores. Si los sensores deben ser sustituidos, por
ejemplo a causa de un defecto, sólo es necesario sustituir la pieza
de unión. Tampoco aquí surge, a pesar de un montaje muy sencillo, el
peligro de conexiones eléctricas defectuosas.
Con las medidas expuestas en las
reivindicaciones subordinadas son posibles perfeccionamientos y
mejoras ventajosos de la unión descrita en la reivindicación 1.
Ventajosamente se dispone en el fondo del
alojamiento de enchufe, no simétrico de rotación, adaptado a la
sección transversal de la tubería de material plástico, al menos una
punta de contacto eléctrico como medio de acoplamiento, de tal
modo, que al enchufar la tubería de material plástico en el
alojamiento de enchufe quede alineada con el al menos un conductor
eléctrico y penetre en él. Con ello se pueden establecer
automáticamente, por medio de un simple enchufe de la tubería de
material plástico para fluidos en e alojamiento de enchufe, las
conexiones eléctricas, incluso cuando existan varios conductores en
la pared de la tubería de material plástico. Se suprime totalmente
el establecimiento adicional o posterior de las conexiones
eléctricas. Dado que al enchufar la tubería de material plástico en
el alojamiento de enchufe las puntas de contacto penetran
directamente en los cables de conductores, se garantiza una conexión
eléctrica segura, ya que las puntas de contacto penetran en los
conductores en la dirección longitudinal y forman con ello líneas
de contacto más largas frente al enchufe transversal.
De manera alternativa o adicional, la pared de
la tubería de material plástico también puede contener al menos una
fibra óptica, previendo entonces en el fondo del alojamiento de
enchufe transmisores de luz o convertidores de luz en lugar de las
puntas de contacto. Las ventajas descritas también se manifiestan en
esta configuración.
El alojamiento de enchufe posee convenientemente
un elemento de tubo dispuesto paralelo a la punta de contacto, que
al enchufar la tubería de material plástico penetra en el canal
para fluido de ella, o se compone esencialmente de un elemento de
esta clase. Al enchufar la tubería de material plástico en el
elemento de tubo se crea con ello, por un lado, una unión hermética
desde el punto de vista del fluido y, por otro, el elemento de tubo
sirve para el centraje y la alineación de la tubería de material
plástico y hace posible con ello un posicionado seguro con relación
a la o a las puntas de contacto.
Para la fijación mecánica, pero también para la
hermetización adicional, sirve de manera ventajosa una fijación por
presión, constituida en especial por una fijación por medio de un
elemento roscado de apriete. El elemento roscado de apriete se
compone en este caso ventajosamente de una rosca, que rodea el
alojamiento de enchufe así como de una tuerca de racor
correspondiente, previéndose una pieza cuneiforme desplazable con la
tuerca de racor axialmente a lo largo de una superficie inclinada
para la fijación de apriete de la tubería de material plástico, en
especial para la fijación de apriete entre el elemento de tubo y la
pieza cuneiforme. Al roscar la tuerca de racor tiene lugar no sólo
la fijación de apriete deseada, sino que, además, la tubería de
material plástico es presionada hacia el interior del alojamiento
de enchufe, con lo que mejora el contacto eléctrico entre las
puntas de contacto y los conductores debido al compactado del
material del cable de manguera (presión de contacto a través del
material del cable de manguera).
En una configuración ventajosa se construye la
pieza cuneiforme flexible como anillo de presión y posee un
contorno interior correspondiente al contorno exterior de la tubería
de material plástico, reduciéndose el diámetro exterior a modo de
cuña hacia el fondo del alojamiento de enchufe. Con ello se crea al
mismo tiempo, con el roscado y el apriete en combinación con medios
de hermetización adecuados, una conexión protegida contra agua.
En la disposición de sensor configurada como
sensor de posición para la medición de la posición del émbolo se
obtienen un montaje y una disposición especialmente sencillos y
seguros contra averías por el hecho de que la disposición de sensor
y el cable eléctrico y/u óptico de conexión están unidos entre sí de
manera irreversible, en especial están conformados uno en otro.
Igualmente, el al menos un cable de conexión está conformado con
preferencia de manera irreversible en el cuerpo principal de la
pieza de unión, ya que con ello se consigue una disposición
protegida contra agua y el medio ambiente.
En el dibujo se representan ejemplos de
ejecución del invento, que se describirán con detalle en la
descripción que sigue. En el dibujo muestran:
La figura 1, en sección longitudinal un primer
ejemplo de ejecución de una pieza de unión con cable de conexión y
sensor conformados en ella en el que es enchufada una tubería de
material plástico para fluidos con tres conductores eléctricos en
la pared.
La figura 2, en una representación en sección
transversal, la tubería de material plástico para fluidos.
La figura 3, la pieza de conexión, según el
primer ejemplo de ejecución, con la tubería de material plástico
totalmente enchufada y fijada con un elemento roscado de
apriete.
La figura 4, en una sección longitudinal, un
segundo ejemplo de ejecución de una pieza de conexión para la
transmisión óptica de señales.
La pieza 10 de unión representada en las figuras
1 y 3 como primer ejemplo de ejecución sirve esencialmente para la
unión con una tubería 11 de material plástico flexible para fluidos
en cuya pared se extienden tres conductores 12 a 14 eléctricos
configurados por ejemplo como conductores flexibles. La cantidad de
conductores 12 a 14 es, como es natural, cualquiera entre uno y una
gran cantidad de conductores.
La tubería 11 de material plástico posee una
sección transversal no simétrica de rotación, de manera, que el
enchufe en un alojamiento 15 de enchufe con una sección transversal
correspondiente del cuerpo 16 principal sólo es posible con una
orientación determinada. El alojamiento 15 de enchufe es rodeado en
este caso por una pared 18 a modo de tubo, que posee exteriormente
una rosca 17, del cuerpo 16 principal. Una parte de la pared 18,
que se halla a continuación del alojamiento 15 de enchufe, se
estrecha hacia el extremo axial libre, de manera, que en su lado
interior se forma una superficie 19 inclinada a modo de cono. El
alojamiento 15 de enchufe es limitado radialmente hacia el interior
por una pieza 20 tubular, que se fija en, respectivamente al cuerpo
16 principal de manera hermética o se integra en él y que se
extienden en la dirección axial por encima del extremo libre de la
pared 18. El diámetro exterior de la pieza 20 tubular es ligeramente
mayor que el diámetro interior de un canal 21 para fluidos del
interior de la tubería 11 de material plástico.
Del fondo del alojamiento 15 de enchufe se
extienden hacia el interior del alojamiento 15 de enchufe puntas 22
de contacto paralelas a la pieza 20 tubular, equivaliendo la
cantidad y la disposición de las puntas 22 de contacto a la
cantidad y la disposición de los conductores 12 a 14 en la tubería
11 de material plástico, de manera, que la enchufar la tubería 11
de material plástico en el alojamiento 15 de enchufe las puntas 22
de contacto penetren en los conductores 12 a 14 y establezcan una
conexión eléctrica conductora, como se representa en la figura 3.
Debido a la representación en sección sólo se puede ver la punta 22
de contacto, que se halla en contacto con el conductor 13 central.
Entre el fondo del alojamiento 15 de enchufe y el lado frontal de
la tubería 11 de material plástico se dispone, además, una arandela
23 de hermetización.
Para la fijación de la tubería 11 de material
plástico enchufada en el alojamiento 15 de enchufe sirve una tuerca
24 de racor, que se puede roscar con la rosca 17, con la que se
puede desplazar axialmente un anillo 25 elástico de apriete a modo
de pinza de sujeción. El contorno interior de este anillo 25 de
apriete equivale al contorno exterior de la tubería 11 de material
plástico, mientras que el contorno exterior de este anillo 25 de
apriete se configura, al menos en la zona de la superficie 19
inclinada a modo de cono circular de la pared 18, con forma de cono
circular complementario, de manera, que al roscar la tuerca 25 de
racor el anillo 25 de apriete es presionado por el efecto de cuña
contra la tubería 11 de material plástico y la aprisiona entre sí y
la pieza 20 tubular. Durante el roscado de la tuerca 24 de racor
actúa por medio del anillo 25 de apriete sobre la tubería 11 de
material plástico una fuerza en el sentido S de enchufe, con la que
la tubería 11 de material plástico es presionada contra el fondo
del alojamiento 15 de enchufe y con ello contra la arandela 23 de
hermetización. Las puntas 22 de contacto penetran al mismo tiempo
todavía más en la tubería 11 de material plástico, respectivamente
los conductores 12 a 14, si no han penetrado ya del todo durante el
enchufe. Con la compresión del material elástico del cable de
manguera se incrementa adicionalmente la presión de contacto.
En una modificación del ejemplo de ejecución
representado también se pueden utilizar en lugar del elemento
roscado de apriete descrito otras uniones de apriete o enclavamiento
conocidas o utilizar también roscas interiores. En el caso más
sencillo se puede proveer por ejemplo la pieza 20 tubular en su
lado exterior y/o la pared 18 en su lado interior de protuberancias
de sujeción a modo de anillos para la fijación de la tubería 11 de
material plástico enchufada. Estas protuberancias de sujeción
también pueden ser utilizadas adicionalmente en el ejemplo de
ejecución descrito. Las puntas 22 de contacto también se pueden
disponer de otra manera o pueden ser sustituidas con otros medios
de contacto.
La zona final, opuesta axialmente a la pared 18,
del cuerpo 16 principal se configura como rosca para el roscado
hermético de un aparato de la técnica de fluidos, como una válvula,
un cilindro de trabajo o análogo. Esta zona 27 roscada con forma de
tubo está provista de una rosca 26 exterior, estableciendo un canal
28 interior, que se extiende desde el lado frontal hasta la pieza
20 tubular, la conexión desde el punto de vista del fluido.
De acuerdo con la figura 1 se conecta o conforma
en el lado del contorno del cuerpo 16 principal un cable 29
eléctrico, que establece la conexión eléctrica entre una disposición
30 de sensor y las puntas 22 de contacto. Si la disposición 30 de
sensor sólo necesita para la transmisión de señales dos conductores,
también se puede configurar el cable 29 con dos conductores en
lugar de tres, de manera, que una de las puntas 22 de contacto no
es conectada o es suprimida. El cable 29 eléctrico puede ser
conformado de manera hermética, tanto en la disposición 30 de
sensor, como también en el cuerpo 16 principal. Una disposición de
sensor de esta clase sirve por ejemplo para la determinación de la
posición, la determinación de la presión o la determinación de la
temperatura. La disposición 30 de sensor contiene para el
correspondiente registro de los valores de medida sensores
conocidos, por ejemplo elementos Hall para la determinación de la
posición u otros sensores, que respondan a campos magnéticos y/o
eléctricos.
Una aplicación apropiada reside por ejemplo en
roscar dos de estas piezas 10 de conexión en dos racores de presión
de un cilindro de trabajo para realizar los dos movimientos de
trabajo contrarios. Las disposiciones 30 de sensor conformadas,
configuradas como sensores de posición, sirven para la
determinación de la posición del émbolo del cilindro de trabajo y
se montan, respectivamente ajustan de manera correspondiente en la
carcasa del cilindro. Las piezas de conexión también pueden poseer
varios sensores, por ejemplo varios sensores de posición y/o
sensores de presión.
En lugar de un cable 29 eléctrico conformado
también se puede construir el punto de conexión como unión eléctrica
de enchufe o roscada. Además, en una configuración alternativa
también se pueden unir, integrar o conectar por medio de varias
conexiones de enchufe o roscadas con el cuerpo16 principal varios
cables 29, por ejemplo para conectar varias disposiciones de sensor
u otros aparatos con los conductores 12 a 14 de la tubería 11 de
material plástico.
La pieza 51 unión representada en la figura 4
como segundo ejemplo de ejecución, equivale ampliamente a la pieza
10 de unión descrita en el primer ejemplo de ejecución, habiendo
provisto las piezas y las partes iguales o con la misma función
con el mismo símbolo de referencia y no se describen nuevamente. A
diferencia con el primer ejemplo de ejecución se prevé una tubería
52 de material plástico con una sección transversal correspondiente
en cuya pared están dispuestas fibras 53 ópticas en lugar de los
conductores 12 a 14 eléctricos. En el fondo del alojamiento 15 de
enchufe se sustituyen las puntas 22 de contacto con transmisores 54
de luz, que, estando enchufada la tubería 52 de material plástico,
entran en contacto óptico con los lados frontales de las fibras 53
ópticas. Los conductores eléctricos unidos con las puntas 22 de
contacto y que se extienden en el interior del cuerpo 16 principal
se sustituyen en este caso con fibras 55 ópticas, se extienden
correspondientemente. El funcionamiento del segundo ejemplo de
ejecución representado en la figura 4 equivale fundamentalmente al
del primer ejemplo de ejecución, habiendo sustituido únicamente la
transmisión eléctrica de las señales con una transmisión óptica de
las señales.
A diferencia del segundo ejemplo de ejecución
también es posible suprimir, en una ejecución más sencilla, los
transmisores 54 de luz, de manera, que las fibras 53 ópticas de la
tubería 52 de material plástico entren directamente en contacto
óptico con las fibras 55 ópticas internas. De manera alternativa
también es posible sustituir los transmisores 54 de luz con
convertidores de luz, de manera, que las señales ópticas sean
transformadas en ellos en señales eléctricas y se puedan
sustituir nuevamente las fibras 55 ópticas internas con conductores
eléctricos.
En principio también cabe imaginar ejecuciones
mixtas entre el primer y el segundo ejemplo de ejecución, es decir,
que una tubería de material plástico puede contener en parte
conductores eléctricos y en parte fibras ópticas, disponiendo
entonces en el alojamiento 15 de enchufe puntas de contacto y
transmisores de luz, respectivamente convertidores de luz
correspondientes. Así por ejemplo, se puede prever una fibra óptica
para la transmisión de señales y dos conductores eléctricos para
amplificadores eléctricos, respectivamente para la alimentación con
corriente.
Claims (10)
1. Pieza de unión para tuberías (11, 52) de
material plástico flexibles para fluidos, cuya pared posee al menos
un conductor (12 a 14) eléctrico y/o fibras (53) ópticas, con un
alojamiento (15) de enchufe de conductores unido con una tubería
(28) para fluidos en la pieza (10, 52) de unión y, a través de
esta, con un punto (27) de conexión adicional para fluidos y que
posee medios (22; 54) de acoplamiento, que sirven para la conexión
eléctrica y/u óptica de estas tuberías de material plástico y con al
menos un cable (29) de conexión integrado lateralmente en la pieza
(10, 51) de unión, caracterizada porque el punto (27) de
unión para fluidos se configura como rosca de unión para fluidos
para roscar en un cilindro de trabajo para fluidos y porque a través
del cable (29) de conexión se conecta eléctricamente y/u
ópticamente con el medio (22; 54) de acoplamiento una disposición
(30) de sensor dispuesta en el extremo (29) del cable alejado de la
pieza de unión, estando configurada la disposición (30) de sensor
como sensor de posición de un émbolo y/o sensor de presión para el
cilindro de trabajo.
2. Pieza de unión según la reivindicación 1,
caracterizada porque en el fondo del alojamiento (15) de
enchufe no simétrico de rotación, adaptado a la sección transversal
de una tubería (11) de material plástico a enchufar se dispone al
menos una punta eléctrica de contacto como medio (22) de
acoplamiento, de tal modo, que al enchufar una tubería (11) de
material plástico de esta clase en el alojamiento (15) de enchufe
quede alineada con el al menos un conductor (12 a 14) eléctrico y
penetre en él.
3. Pieza de unión según la reivindicación 1 o 2,
caracterizada porque en el fondo del alojamiento (15) de
enchufe no simétrico de rotación, adaptado a la sección transversal
de una tubería (52) de material plástico a enchufar se dispone al
menos un transmisor (54) de luz o un convertidor de luz como medio
de acoplamiento, de tal modo, que al enchufar una tubería (52) de
material plástico de esta clase en el alojamiento (15) de enchufe
quede alineada con sus fibras (53) ópticas y establezca una conexión
óptica.
4. Pieza de unión según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el
alojamiento (15) de enchufe posee una pieza (20) tubular alineada
en la dirección (S) de enchufe, que, al enchufar una tubería (11;
52) de material plástico, penetra en el canal (21) de fluidos de
esta o se compone esencialmente de un tubo de esta clase.
5. Pieza de unión según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque se prevé
una fijación de apriete, que sujeta la tubería (11; 52) de material
plástico enchufada en el alojamiento (15) de enchufe, construida en
especial como elemento roscado de apriete.
6. Pieza de unión según la reivindicación 5,
caracterizada porque se prevén una pared (18), que rodea el
alojamiento (15) de enchufe a modo de anillo, con una rosca (17) y
un elemento (24) de roscado correspo0ndiente, en especial una
tuerca de racor, previendo una pieza (25) cuneiforme desplazable con
el elemento (24) de roscado axialmente a lo largo de una superficie
inclinada o cónica circular para la fijación por apriete de una
tubería (11; 52) de material plástico, en especial para la
fijación por apriete entre la pieza (20) y la pieza (25)
cuneiforme.
7. Pieza de unión según la reivindicación 6,
caracterizada porque la pieza (25) cuneiforme flexible se
configura como anillo de apriete y posee un contorno interior, que
se corresponde con el contorno exterior de la tubería (11; 52) de
material plástico a enchufar, decreciendo el diámetro exterior a
modo de cuña o de cono circular hacia el fondo del alojamiento (15)
de enchufe.
8. Pieza de unión según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la
disposición (30) de sensor y el cable (29) eléctrico y/u óptico de
conexión están unidos entre sí de manera irreversibles, en especial
están conformados uno en otro.
9. Pieza de unión según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el al
menos un cable (29) de conexión está conformado de manera
irreversible en el cuerpo (10; 51) principal.
10. Pieza de unión según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la
disposición (30) de sensor posee medios para la fijación variable
a un cilindro de trabajo, que posee al menos un orificio roscado de
conexión para roscar la pieza (10; 51) de unión.
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