CAMPO TÉCNICO

La presente invención se refiere a un dispositivo para mejorar el curvado de tubos de varios materiales, diámetros, secciones y espesores, que evita el pandeo localizado en los laterales del tubo como así ocurre normalmente en los sistemas/dispositivos de curvado convencionales.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En las Figuras 1a y 1 b se muestra esquemáticamente el proceso de curvado de tubos mediante desplazamiento, que es normalmente utilizado para tubos de poco espesor. Este proceso consiste en empujar con un soporte o empujador 1 un tubo 3 que se desea curvar en el sentido indicado por la flecha A; el tubo 3 es apoyado en dos poleas 2 que pueden girar pero no pueden desplazarse.

El proceso de curvado mediante desplazamiento y vaivén -mostrado en las

Figuras 2a y 2b- es utilizado normalmente en tubos de mayor pared y consiste en empujar a la vez que gira con un movimiento de vaivén el empujador 5; la flecha A muestra el sentido de empuje del soporte 5 sobre el tubo 3, y la flecha B muestra el sentido de giro del soporte. El tubo 3 es apoyado en dos poleas 2 que pueden girar según el sentido indicado por la flecha C, pero no pueden desplazarse (al igual que en el proceso de curvado mediante desplazamiento). Este movimiento compuesto del soporte 5 hace que el tubo 3 se desplace entre el soporte 5 y las poleas 2 según un movimiento de vaivén -mostrado por las flechas D-, produciendo un curvado del tubo 3 más homogéneo.

Estos procesos de curvado tienen el inconveniente de deformar el tubo de una manera inapropiada produciendo pandeos locales 4 no deseados.

En la Figura 3a se muestra el resultado de un tubo 3 curvado mediante cualquiera de los procesos conocidos mostrados en las Figuras 1 y 2. La Figura 3a muestra un curvado mal realizado en un tubo 3 en el que se aprecia el pandeo 4 localizado en la zona de tracción del tubo. La Figura 3b muestra el curvado correcto que debería tener el tubo 3, sin pandeos.

En la actualidad existen varios sistemas empleados como ayuda en el curvado de tubos. Básicamente se trata de sistemas basados en el desplazamiento por el interior del tubo de un objeto de igual sección al diámetro interior del tubo (esfera u ovoide) mientras se procede al curvado. El contacto de estos objetos con el interior del tubo proporciona un aumento en su rigidez mientras es doblado evitando el pandeo local del propio tubo.

Otros sistemas de curvado incorporan empujadores interiores de goma u otro material deformable a fin de aumentar la rigidez y evitar el pandeo local, aunque lo hacen ineficiente frente a tubos de espesor considerable.

Así, por ejemplo, los documento de patente US-4352285, US-3747394 o US- 5327765 muestran dispositivos para el curvado de tubos que comprenden un mandril que se introduce en el interior del tubo a doblar, y el mandril incluye una serie de elementos de contacto que entran en contacto con la pared interior del tubo en la zona de curvado durante el proceso de curvado. Se trata de sistema utilizan medios mecánicos (por ej., tijeras desplegables) para extender esos elementos de contacto, activándose ese desplegado por el movimiento de cuñas o rampas.

Por otra parte, el documento de patente JP 2006-043767 muestra un equipamiento para evitar el pandeo de un tubo en un proceso de curvado en caliente que incluye una pluralidad de cilindros con un pistón en uno de sus extremos. Cada cilindro está soportado por unos soportes. Los cilindros están conectados entre sí por medio esos soportes que están conectados entre sí a través de unas barras de conexión y unas uniones.

Se trata, por tanto, de sistemas que además de ser complejos, no son flexibles para adaptarse a diferentes tipos de sección del tubo a doblar, ni a diferentes tipos de curvaturas a realizar en el tubo durante el proceso de doblado.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La invención se refiere a un dispositivo para mejorar el curvado de tubos según la reivindicación 1. Realizaciones preferidas del dispositivo se definen en las reivindicaciones dependientes.

La eliminación del pandeo localizado en el proceso del curvado está basada en el aumento de la rigidez del tubo mediante el empuje interior de los módulos hidráulicos en el tramo que va a ser doblado.

Para ello, el dispositivo de la presente invención para la mejora del curvado de tubos comprende una serie de módulos hidráulicos independientes desmontables, unidos por un tubo hidráulico flexible que permite al conjunto adaptarse al propio curvado del tubo. Cada módulo hidráulico preferiblemente incluye dos o más cilindros hidráulicos contrapuestos intercambiables, de manera que pueden empujar el interior del tubo al introducir presión en el conjunto módulo hidráulico-cilindro hidráulico por el tubo hidráulico flexible. En el extremo de cada módulo/cilindro hidráulico contrapuesto se coloca una pieza de contacto, de forma desmontable; esta pieza de contacto puede tener diferentes dimensiones y formas a fin de adaptarse al diámetro interior del tubo y a la sección del mismo (sección circular, rectangular, etc.).

Así, la invención se refiere a un dispositivo para mejorar el curvado de un tubo, que comprende:

una pluralidad de módulos hidráulicos conectados entre sí;

una pluralidad de parejas de elementos de contacto conectadas a dichos módulos hidráulicos;

comprendiendo además el dispositivo:

medios hidráulicos configurados para producir la extensión de dicha pareja de elementos de contacto desde una primera posición alejada del tubo hasta una segunda posición en la que están en contacto con una superficie interior del tubo durante dicho curvado.

Dichos medios hidráulicos configurados para producir la extensión de dicha pareja de elementos de contacto comprenden un tubo hidráulico flexible, ejerciendo además este tubo hidráulico flexible de conexión entre los módulos hidráulicos.

Preferiblemente dicha pluralidad de parejas de elementos de contacto están conectadas a dichos módulos hidráulicos de forma desmontable. Cada módulo hidráulico puede estar conectado con la pareja de elementos de contacto mediante sendos cilindros hidráulicos. Si la anchura del tubo así lo requiriera, el dispositivo de la invención además puede comprender un alargador entre el cilindro hidráulico y el elemento de contacto.

Además, los elementos de contacto preferiblemente tienen una forma adaptada a la geometría del tubo en el que se introduce el dispositivo; por ejemplo, los elementos de contacto pueden tener una superficie superior curvada o recta. De esta forma, el dispositivo de la invención puede adaptarse a cualquier tipo de sección: circular, rectangular, etc.

Preferiblemente el dispositivo de la invención incluye para cada módulo hidráulico unos racores para conectarse los módulos hidráulicos entre sí. En el caso de que la curvatura a realizar en el tubo lo requiera -por tratarse, por ejemplo, de un radio de giro pequeño- el dispositivo además puede incluir unos elementos de acoplamiento para unir los módulos hidráulicos entre sí, preferiblemente a través de sus racores.

Así, el dispositivo de la presente invención es un dispositivo sencillo y a la vez completamente adaptable al tubo (sección, espesor, material y curvatura) en el que se quiera introducir para ser doblado, ya que puede variarse el número de módulos hidráulicos que incluye, y la forma y tamaño de los elementos de contacto con el interior del tubo. Y en sus realizaciones preferidas, también son configurables la forma de conexión de los módulos hidráulicos entre sí y la distancia entre estos y los elementos de contacto.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de la descripción, un juego de figuras en el que con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Las Figuras 1a y 1b muestran, en sección perspectiva y frontal, respectivamente, el esquema del funcionamiento del curvado de tubos por desplazamiento.

Las Figuras 2a y 2b muestran, en sección perspectiva y frontal, respectivamente, el esquema del funcionamiento del curvado de tubos por desplazamiento y vaivén.

La Figura 3a muestra el resultado de un tubo 3 curvado mediante uno de los procesos conocidos mostrado en las figuras anteriores, en sección longitudinal y transversal. La Figura 3b muestra el curvado correcto que debería tener el tubo 3, sin pandeos, en sección longitudinal y transversal.

Las Figuras 4a, 4b y 4c muestran una perspectiva de uno de los módulos hidráulicos que forman parte de una realización del dispositivo de la invención.

Las Figuras 5a y 5b muestran, en alzado y en planta, respectivamente, el montaje de varios módulos hidráulicos.

En las Figuras 6a, 6b y 6c se muestra la secuencia del proceso de curvado mediante desplazamiento en un tubo en el que se ha insertado un dispositivo según una realización preferida de la invención, en una vista seccionada frontal.

Las Figuras 7a y 7b muestran vistas en perspectiva del dispositivo para la mejora de curvado de un tubo de sección circular en un proceso de curvado mediante desplazamiento y en un proceso de curvado mediante desplazamiento y vaivén, respectivamente.

La Figura 8 muestra una perspectiva seccionada del dispositivo de la invención según otra posible realización del mismo, introducido en un tubo de sección rectangular.

La Figura 9 muestra una perspectiva seccionada del dispositivo de la invención según otra posible realización del mismo, para un tubo curvado con un radio de giro pequeño.

Las Figuras 10a y 10b muestran un tubo de sección compuesta, circular y cuadrada, sin curvar y curvado, respectivamente.

Las Figuras 11a y 11b muestran vistas seccionadas, frontal y en perspectiva, respectivamente, de otra posible realización del dispositivo de la invención para el curvado de un tubo de sección compuesta.

Las Figuras 12a y 12b muestran vistas en alzado y perfil, respectivamente, de otra posible realización del dispositivo de la invención para el curvado de tubos de gran sección.

La Figura 13 muestra el alargador incluido en el dispositivo de la invención para curvar tubos con una sección grande.

DESCRIPCIÓN DE UN MODO DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN

El dispositivo 100 de la presente invención puede utilizarse para tubos de pequeño espesor empleando el proceso de curvado por desplazamiento, y también con tubos de mayor espesor empleando el proceso de curvado por desplazamiento y vaivén.

Las Figuras 4a, 4b y 4c muestran una vista isométrica de una parte de una posible realización del dispositivo de la presente invención que evita el pandeo localizado que se produce en cualquier proceso de curvado de tubos.

En la Figura 4a se muestra un módulo hidráulico 6 con una pareja de cilindros hidráulicos 8 salientes.

En la Figura 4b se muestra el módulo hidráulico 6 al que se le han añadido dos racores 9 hidráulicos contrapuestos.

Y la Figura 4c muestra el módulo hidráulico 6 con los cilindros hidráulicos 8 salientes, al que se le han añadido las piezas de contacto 7 que harán contacto con el interior del tubo que se vaya a curvar. Estas piezas de contacto 7 pueden tener diferente geometría a fin de adaptarse a cualquier dimensión de tubo así como a cualquier sección, circular o rectangular (véase Figura 8).

Como se muestra en las Figuras 5a y 5b (en alzado y en planta, respectivamente), el dispositivo de la presente invención comprende varios módulos hidráulicos 6, conectados entre sí en zigzag mediante un tubo hidráulico 10 flexible. La alimentación de aceite hidráulico a presión se realiza través de un tubo 1 1 hidráulico exterior.

En las Figuras 6a, 6b y 6c se muestra la secuencia del proceso de curvado mediante desplazamiento en un tubo 3; en ellas se muestran el empujador o soporte 1 , las poleas 2 y el tubo 3 a curvar.

En la Figura 6a se muestra el dispositivo 100 de la invención introducido en el tubo 3; en la realización mostrada el dispositivo 100 consta de cinco módulos hidráulicos 6, con las correspondientes parejas de piezas de contacto 7; estas piezas de contacto 7 tienen un tamaño acorde con el diámetro del tubo y con su sección que, en este caso, es un tubo de sección circular.

En la Figura 6b se muestra la fase en la que el dispositivo 100 se ha expandido en el interior del tubo 3 tras haber llenado los módulos hidráulicos 6 con aceite a presión a través del tubo 11 exterior, y haberse expandido los cilindros hidráulicos 8 hasta que las piezas de contacto 7 tocan el interior de las paredes del tubo 3.

En la Figura 6c se muestra una secuencia posterior en la que ha comenzado el proceso de curvado del tubo 3. Manteniendo la presión hidráulica en el tubo 11 se procede a empujar con el soporte 1 el tubo 3.

Mediante el dispositivo 100 de la invención se aumenta la rigidez del tubo mediante el empuje interior de los módulos hidráulicos 6 en el tramo que va a ser doblado el tubo, eliminando así el pandeo localizado que habitualmente se produce en el proceso del curvado.

La Figura 7a una vista en perspectiva isométrica en la que se aprecia el dispositivo 100 para la mejora de curvado de un tubo 3 de sección circular en un proceso de curvado mediante desplazamiento. Mientras que en el caso de la Figura 7b el dispositivo 100 de la invención está introducido en un tubo 3 también de sección circular, sometido a un proceso de curvado mediante desplazamiento y de vaivén.

En la Figura 8 se muestra una vista isométrica en la que se aprecia otra posible realización del dispositivo 101 de la invención para la mejora de curvado de tubos. En este caso se trata de un tubo 13 de sección rectangular. Como se aprecia en esta figura, las piezas de contacto 7' han sido adaptadas al interior de la sección rectangular.

La Figura 9 muestra una vista en perspectiva isométrica en la que se aprecia el curvado de un tubo 14 de sección circular para un radio de giro pequeño. En este caso el número de módulos hidráulicos 6 del dispositivo 102 es reducido, pues se usan tres módulos hidráulicos 6, pero el dispositivo 100" además comprende unos elementos de acoplamiento 15 entre los módulos hidráulicos 6 cuyo objetivo es el de facilitar el curvado del tubo para un radio de giro pequeño.

La Figura 10a muestra un tubo 16 de sección compuesta, circular y cuadrada, sin curvar. En la zona central de la Figura se muestra una sección de adaptación para este tubo 16 compuesto por sección circular y cuadrada. La Figura 10b muestra el tubo 16 compuesto una vez curvado.

En la Figura 11a se muestra una imagen en sección frontal de otra posible realización del dispositivo 103 de la invención para el curvado de tubos de sección variable; en este caso se trata de un tubo 16 de sección circular y sección cuadrada (como el mostrado en las Figuras 10a y 10b). Los módulos hidráulicos 6 colocados en la zona circular del tubo presentan piezas de contacto 7 apropiadas para el curvado de secciones circulares. Y los módulos hidráulicos 6 colocados en la zona cuadrada del tubo presentan piezas de contacto T apropiadas para el curvado de secciones cuadradas. La figura 11b muestra una vista en perspectiva ¡sométrica del dispositivo 103 para el curvado del tubo de sección compuesta.

En la realización del dispositivo de la invención mostrada en las Figuras 12a y 12b el módulo hidráulico 6 está conectado con las piezas de contacto T empleadas en el curvado de tubos de sección cuadrada o rectangular mediante unos alargadores 17. Estos alargadores 17 permiten adaptar el dispositivo para tubos de cualquier tamaño de sección.

La Figura 13 muestra una imagen del alargador 18 utilizado en un módulo hidráulico para curvar de tubos de mayor tamaño de sección. Los alargadores 18 pueden ser empalmados unos con otros mediante la rosca hembra 19 y la rosca macho 20. Estas piezas pueden ser acopladas unas con otras hasta que las piezas de contacto toquen con las paredes interiores del tubo.

En este texto, la palabra "comprende" y sus variantes (como "comprendiendo", etc.) no deben interpretarse de forma excluyente, es decir, no excluyen la posibilidad de que lo descrito incluya otros elementos, pasos etc.

Por otra parte, la invención no está limitada a las realizaciones concretas que se han descrito sino abarca también, por ejemplo, las variantes que pueden ser realizadas por el experto medio en la materia (por ejemplo, en cuanto a la elección de materiales, dimensiones, componentes, configuración, etc.), dentro de lo que se desprende de las reivindicaciones.