ES2968196T3

ES2968196T3 - Método y aparato para el biselado de un extremo de una tubería hecha de material termoplástico

Info

Publication number: ES2968196T3
Application number: ES12767109T
Authority: ES
Inventors: Giorgio Tabanelli; Marco Gulminelli
Original assignee: SICA Serrande Infissi Carpenteria Attrezzatura SpA
Current assignee: SICA Serrande Infissi Carpenteria Attrezzatura SpA
Priority date: 2012-03-23
Filing date: 2012-07-27
Publication date: 2024-05-08
Anticipated expiration: 2032-07-27
Also published as: WO2013140209A1; RU2014134216A; FI2828062T3; CN104203539A; US9757894B2; EP2828062B1; PT2828062T; CA2862743C; US20170028612A1; CR20140372A; US10046509B2; CN104203539B; CA2862743A1; RU2601758C2; BR112014023157B1; ITRN20120018A1; EP2828062A1; US20150048558A1

Abstract

Se describe un método para achaflanar el extremo de un tubo (2) hecho de material termoplástico, que comprende los siguientes pasos: calentamiento localizado y circunferencial de una porción axial (3) del tubo (2) a una temperatura predeterminada; deformación plástica de la porción axial calentada (3) usando una herramienta (4) para formar un chaflán en la porción axial (3). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Método y aparato para el biselado de un extremo de una tubería hecha de material termoplástico

Campo técnico

Esta invención se refiere a un método y a un aparato para procesar una tubería hecha de material termoplástico, más específicamente, a un método y a un aparato para el biselado de un extremo de la tubería.

Antecedentes técnicos

Se usan tuberías hechas de material termoplástico, por ejemplo, como tuberías rígidas para fines sanitarios, para tuberías de agua de lluvia al aire libre, para distribución de agua y desagües. Las tuberías hechas de material termoplástico se producen mediante un proceso de extrusión, en una planta que extrae el material en estado plástico, usando un tornillo que gira dentro de un cilindro, a través de un molde con una forma y dimensiones adecuadas. La planta de producción de tuberías se conoce como línea de extrusión y comprende una pluralidad de aparatos, cada uno diseñado para una función específica.

Un aparato, generalmente ubicado al final de la línea, conocido como "cortador" suele estar presente en este sistema. Este aparato está diseñado para cortar la tubería en piezas de tubería de longitud precisa y predeterminada.

Este aparato comprende una unidad de corte instalada en un carro móvil sincronizado con la tubería y equipado con medios de sujeción, diseñado para acoplarse con la tubería durante la operación de corte.

Con referencia al movimiento de la herramienta de procesamiento en relación con el eje de la tubería, hay dos tipos diferentes de aparatos cortadores: el aparato cortador de cizalla y el aparato cortador planetario.

Las máquinas cortadoras de cizalla se caracterizan por un movimiento de trabajo de la herramienta de corte con dirección de movimiento perpendicular al eje de la tubería, mientras que los cortadores planetarios se caracterizan por un movimiento de trabajo de la herramienta de corte con un movimiento circular con respecto al eje de la tubería. Con referencia al corte, existen técnicas de corte sin retirada de material y técnicas de corte con retirada de material. Las técnicas de corte sin retirada de material solo se pueden usar para materiales que son tenaces y con dureza limitada, es decir, materiales caracterizados por una alta resistencia a las tensiones dinámicas y una mala resistencia a la penetración de las herramientas de corte. Ejemplos de materiales tenaces con dureza limitada son los termoplásticos PE, PP y PB.

De manera más específica, estos materiales se pueden cortar con herramientas de corte diseñadas como cuchillas con uno o más bordes de corte o con cuchillas de disco circular que giran libremente alrededor de un eje respectivo o con cuchillas de guillotina.

De manera más específica, cabe señalar que estas técnicas de corte se pueden usar con tuberías que tienen espesores de pared relativamente pequeños; por otro lado, con tuberías que tienen espesores de pared particularmente grandes, estas técnicas de corte son difíciles de llevar a cabo porque la herramienta de corte (generalmente en forma de disco circular) está sujeta a altos niveles de tensión que favorecen la deformación.

Para materiales con una dureza particularmente alta y un comportamiento mecánico de tipo frágil, las técnicas de corte mencionadas anteriormente sin retirada de material no son viables porque estas técnicas provocarían el fallo de la tubería durante el corte (con un posible daño de la herramienta) y, en cualquier caso, el corte sería impreciso; en ese caso, la tubería se corta usando técnicas de corte con retirada de material.

Los aparatos de corte para estas técnicas comprenden sierras circulares metálicas que son multidentadas o tienen un revestimiento superficial de material abrasivo.

Cabe señalar que el corte mediante la retirada de material genera grandes cantidades de virutas que deben retirarse inmediatamente del área de corte para evitar el mal funcionamiento de la máquina de corte y/u otros aparatos cercanos. Es más, estos recortes son dañinos para el usuario y pueden cargarse electrostáticamente y adherirse a las paredes de la tubería haciendo inviable el procesamiento posterior de la tubería.

Con tipos de materiales particulares con un contenido particularmente elevado de cargas minerales añadidas al polímero de base, por ejemplo, tuberías hechas de material amorfo tal como PVC-U, ABS y PMMA, existe la generación de polvo que, si no se retira adecuadamente del área de corte, puede dañar los componentes mecánicos del aparato y ser perjudicial para los operadores.

También cabe señalar que las técnicas de corte con retirada de material generan vibraciones dañinas que se transmiten a los componentes de la máquina.

Otro procesamiento que se puede realizar en la tubería, en la línea de extrusión o también fuera de la línea, es el biselado de los extremos.

Este procesamiento se realiza en el extremo de una pieza de tubería y consiste en hacer, retirando material, un biselado en el extremo de una pieza de tubería para permitir un acoplamiento sellado con una copa o campana, es decir, con el extremo ancho de otra pieza de tubería.

Cabe señalar que esta operación se puede realizar simultáneamente con o después del proceso de corte.

El documento US 5716572 divulga un método para el biselado del extremo de un catéter con la generación de un rebaje extruido.

En vista de lo anterior, hace tiempo que se siente la necesidad de proporcionar un método y un aparato capaces de procesar una tubería (específicamente, para el biselado) sin retirar material (es decir, sin la generación de virutas y/o polvo). Incluso más específicamente, se siente particularmente la necesidad de un método y un aparato capaces de biselar los extremos de tuberías con espesores de pared particularmente grandes y/o tuberías de dureza particularmente alta y comportamiento mecánico frágil. El documento JP S645714 A divulga otra técnica anterior conocida.

Divulgación de la invención

Por lo tanto, el objetivo de esta invención es satisfacer las necesidades mencionadas anteriormente proporcionando un método y un aparato para biselar una tubería.

Otro objetivo de la invención es permitir el biselado de los extremos de tuberías hechas de material termoplástico de cualquier tipo, espesor y dimensión obteniendo una alta calidad del producto terminado.

Breve descripción de los dibujos

Las características técnicas de la invención, con referencia a los objetivos anteriores, se describen claramente en las reivindicaciones de más adelante y sus ventajas son evidentes a partir de la siguiente descripción detallada, con referencia a los dibujos adjuntos que ilustran una realización preferida de la invención proporcionada meramente a modo de ejemplo, y en los que

- La Figura 1 es una vista en perspectiva de una primera realización del aparato según esta invención;

- La Figura 2 es una vista lateral del aparato de la Figura 1;

- La Figura 3 es una sección transversal del aparato de la Figura 1;

- Las Figuras 4A - 4G ilustran esquemáticamente varias etapas operativas de una segunda realización del aparato según esta invención;

- La Figura 5 es una vista lateral de una línea de extrusión de la tubería en la que está instalado el aparato según esta invención;

- La Figura 6 muestra una realización alternativa de un detalle del aparato

según esta divulgación. - Las Figuras 7 y 8 muestran una realización de una unidad de procesamiento según esta invención.

Descripción de las realizaciones preferidas de la invención

Con referencia a los dibujos adjuntos, el número 1 identifica un aparato para procesar tuberías hechas de material termoplástico según esta invención. La expresión "tuberías hechas de material termoplástico" se usa para referirse a cualquier tubería hecha de material termoplástico, por ejemplo, tuberías hechas de PVC-U, PMMA, ABS (termoplásticos amorfos), PE, PP y PB (termoplásticos semicristalinos), etc.

El método para procesar una tubería 2 hecha de material termoplástico según esta invención comprende las siguientes etapas:

- a) calentamiento localizado y circunferencial de una porción axial localizada 3 de la tubería 2 a una temperatura de funcionamiento predeterminada;

- b) procesamiento, usando una herramienta 4, de la porción axial calentada 3.

Cabe señalar que la porción axial localizada 3 se muestra, en los dibujos adjuntos, con líneas inclinadas.

Con respecto a la etapa de calentamiento a), una porción 3 de la tubería 2 se calienta circunferencialmente, es decir, por toda la circunferencia de la tubería 2.

Este calentamiento es sustancialmente un calentamiento localizado porque no implica toda la tubería, sino una porción de la misma.

De manera más específica, cabe señalar que la expresión "porción axial localizada" significa una porción que tiene una extensión axial limitada (preferentemente menor que el diámetro de la tubería).

De manera más específica, solo se calienta la porción 3, en la que se lleva a cabo posteriormente un procesamiento usando la herramienta 4.

Cabe señalar que la porción axial calentada 3 tiene una extensión axial en función de un espesor (de pared) y/o de un diámetro de la tubería 2.

De manera más específica, según este aspecto, la extensión axial de la porción axial 3 es proporcional al espesor de pared y/o diámetro de la tubería 2.

Debería, sin embargo, tenerse en cuenta que una extensión axial de la porción de corte 3 que es demasiado larga puede determinar, en las operaciones posteriores (particularmente durante el corte), deformaciones permanentes inaceptables de la tubería 2.

Con referencia a la temperatura de funcionamiento predeterminada (es decir, la temperatura de calentamiento), se hace hincapié en lo siguiente.

Para los materiales de estructura amorfa (PVC-U, PMMA, ABS), la temperatura de calentamiento predeterminada depende de la denominada temperatura de transición vítrea del material; de manera más específica, durante la etapa a), el calentamiento se lleva a cabo a una temperatura superior a la temperatura de transición vítrea del material de la tubería 2 que se está procesando.

Se sabe que los materiales termoplásticos (PVC-U, PMMA, ABS) se caracterizan por una temperatura, o más generalmente un intervalo de temperaturas, la denominada temperatura de transición vítrea (Tg) a la que el material tiene un comportamiento mecánico viscoplástico complejo, es decir, tiende a "ablandarse".

A modo de ejemplo, las temperaturas de transición vítreas típicas de algunos materiales termoplásticos con una estructura amorfa se muestran a continuación:

- PVC-U Tg= 75 °C-80 °C;

- PMMA Tg= 105 °C-120 °C;

- ABS Tg= 95 °C-105 °C.

Con referencia a las tuberías hechas de material termoplástico semicristalino, la temperatura de calentamiento predeterminada es menor (generalmente cercana a) la temperatura de fusión del material de la tubería 2: las temperaturas de transición vítrea para estos materiales son cercanas o incluso menores de 0° y, a temperatura ambiente, estos materiales ya están a una temperatura más alta que la temperatura de transición vítrea. A modo de ejemplo, la temperatura de fusión del PP es de 165° y una posible temperatura de calentamiento predeterminada para este material podría ser de 140 °C.

El proceso de calentamiento, localizado en la zona de corte, debe producirse sin dañar, fundir o quemar el material.

Preferentemente, la etapa de calentamiento comprende una etapa de emisión de ondas electromagnéticas en la dirección de la porción axial 3 de la tubería 2.

Preferentemente, las ondas electromagnéticas se emiten circunferencialmente, es decir, a lo largo de toda la circunferencia de la tubería.

Cabe señalar que la expresión "emitida circunferencialmente" significa que las ondas se emiten en una dirección anular, para interceptar la superficie exterior de la porción 3 de la tubería y propagarse desde esta hacia las capas internas de la porción 3 de la tubería.

Por lo tanto, preferentemente, la porción 3 de la tubería se calienta mediante ondas electromagnéticas que inciden sobre la superficie exterior de la porción 3 de la tubería.

Cabe señalar que las ondas electromagnéticas se propagan a través de las paredes de la tubería 2, para calentar en un tiempo extremadamente corto toda la porción 3 de la tubería 2. Preferentemente, las ondas electromagnéticas se emiten a lo largo de toda la circunferencia de la tubería de manera equidistante.

Las ondas electromagnéticas se emiten principalmente en el intervalo de 0,8 - 4 mieras.

Cabe señalar que, preferentemente, la etapa de calentamiento comprende una etapa de reflexión de las ondas electromagnéticas emitidas en la dirección de la porción axial 3 de la tubería 2.

Dicho de otra forma, una parte de las ondas electromagnéticas emitidas por la fuente se dirige hacia la porción 3 de la tubería 2 mientras que otra parte es redirigida, por una o más reflexiones, hacia la porción 3 de la tubería 2.

Esta reflexión se logra mediante los medios de reflexión 8, que se describen en más detalle a continuación.

Según otro aspecto, la etapa de calentamiento comprende preferentemente medir la temperatura de la porción 3 de la tubería 2, para controlar el calentamiento en función de la temperatura medida.

Dicho de otra forma, según este aspecto, la temperatura de la porción 3 de la tubería 2 se mide de tal manera que esta cambie a la temperatura predeterminada (u operativa).

Cabe señalar que, preferentemente, la medición de temperatura se lleva a cabo mediante un sensor 13; aún más preferentemente, la medición se lleva a cabo mediante un sensor 13 de un tipo sin contacto (preferentemente un pirómetro óptico).

Con referencia a la etapa b) mencionada anteriormente para procesar la porción calentada 3 de la tubería 2, cabe señalar que este tipo de procesamiento puede consistir en cortar (operación b1) o biselar el extremo de la tubería 2 (operación b2).

Cabe señalar que la siguiente descripción también describe un método y un aparato relativo para llevar a cabo individualmente la operación de corte b1: este método y aparato entran dentro del alcance de protección proporcionado por esta invención únicamente en combinación con el método y el aparato de biselado relativo diseñado para la operación b2.

Con referencia a la operación de corte b1, según este método, después de calentar la porción 3 de la tubería 2 a la temperatura predeterminada, el corte se lleva a cabo usando una herramienta 4 en la porción calentada 3.

Cabe señalar que, para la operación de corte, la porción calentada 3 tiene, preferentemente, una extensión axial menor que el diámetro de la tubería 2 (aún más preferentemente menor que el radio) mientras que para la operación de biselado del extremo de la tubería la porción calentada 3 tiene, preferentemente, una extensión axial menor que el diámetro de la tubería 2 (aún más preferentemente menor que el radio) y mayor que la extensión axial del biselado (preferentemente al menos el doble de la extensión axial del biselado).

Cabe señalar que la herramienta de corte 4 es, preferentemente, una herramienta de cuchilla.

Como alternativa, el tipo de herramienta 4 es una herramienta de guillotina.

Cabe señalar que la herramienta 4 tiene una cuchilla.

Con referencia al movimiento de trabajo de la herramienta de cuchilla, el aparato 1 está configurado de tal manera que la herramienta 4 se pueda mover con una dirección de movimiento perpendicular (radialmente) al eje de la tubería 2 y simultáneamente de tal manera que la herramienta 4 tiene un movimiento circular con respecto al eje de la tubería 2.

Dicho de otra forma, la herramienta de corte 4 tiene un movimiento combinado de hundimiento en una dirección radial (dentro del espesor de la tubería) y rotación alrededor del eje X de la tubería 2.

La herramienta de corte 4 sujeta a este tipo de movimiento combinado describe, en el espacio, un movimiento sustancialmente en espiral alrededor del eje de la tubería 2.

Por lo tanto, más generalmente, la herramienta 4 es una herramienta de corte, configurada para cortar la tubería 2 (es decir, separando el material sin retirar las virutas) en la porción calentada 3.

Cabe señalar que, según esta invención, el hecho de cortar en una porción 3 de la tubería 2 calentada de antemano (a una temperatura superior a la temperatura de transición vítrea) permite cortar la tubería 2 de una manera particularmente limpia y precisa, sin generar imperfecciones en el corte (deformaciones, grandes irregularidades y defectos superficiales, etc.) y sin retirar material.

Una ventaja de este proceso de corte es que evita la generación de residuos o polvo, porque el corte se realiza por separación del material sin retirada de material.

Este proceso para procesar la tubería supera todas las desventajas mencionadas anteriormente relacionadas con la generación de residuos o polvo, porque el corte se realiza sin retirar material.

Este proceso es, ventajosamente, aplicable a materiales termoplásticos con una estructura amorfa, así como a materiales termoplásticos semicristalinos.

Las ventajas de un proceso de corte de tuberías según las enseñanzas de esta invención son las siguientes:

- excelente calidad de la superficie de la tubería en la que se realiza el corte (debido a la ausencia de imperfecciones superficiales evidentes);

- bajo rendimiento requerido de los accionadores proporcionados para el movimiento de corte,

- reducción en la tasa de desgaste de la herramienta.

Las Figuras 4A-4F ilustran una secuencia operativa relativa al biselado (operación b2) en la porción 3 de la tubería 2.

Cabe señalar que, si la etapa de procesamiento consiste en una operación de biselado (operación b2) en la porción 3 de la tubería 2, la herramienta 4, según una primera realización, comprende un punzón 14 y un anillo hembra exterior 15, que actúan conjuntamente para biselar un extremo de la porción 3 de tubería que se ha calentado de antemano (etapa a).

El punzón 14 está calibrado en el diámetro interno de la tubería y está configurado para insertarse dentro de la tubería.

Por otro lado, el anillo hembra externo 15 está conformado para deformar el extremo de la tubería 2 hacia el eje X de la tubería (radialmente).

Cabe señalar a este respecto que el anillo hembra externo 15 comprende una porción de extremo cónica 19, configurada para aplanar (radialmente) el extremo de la tubería 2 como se describe con más detalle a continuación.

Según esta realización, preferentemente, el aparato 1 también comprende una brida frontal 16, configurada para definir un tope axial durante la operación para biselar el extremo de la tubería 2.

La operación para biselar un extremo de la tubería 2 consiste en la reducción del espesor de la tubería 2 en ese extremo, para hacer un biselado en el extremo de la tubería 2. A continuación se muestra una descripción de un ejemplo preferido y no limitante de la operación de biselado (operación b2) del aparato 1.

Cabe señalar que, según una realización preferida, la operación comprende la inserción del punzón 14 dentro de la tubería 2 (Figuras 4B-4C).

Después de insertar el punzón 14, el anillo hembra 15 se coloca de modo a acomodar internamente el extremo de la tubería 2.

La brida frontal 16 se mueve cerca del (a una distancia predeterminada desde) extremo de la tubería 2 (Figura 4d).

Cabe señalar que posteriormente (Figura 4e) el punzón 14 se extrae de la tubería 2; durante la extracción del punzón 14 de la tubería 2, una porción del material del extremo de la tubería 2 se comprime entre el anillo hembra 15 y el punzón 14 por la acción combinada del anillo 15 y el punzón 14: de esta manera se forma un biselado en la tubería 2.

Cabe señalar que durante la operación para formar el biselado hay un alargamiento del extremo de la tubería 2, que<extiende la tubería 2 hasta hacer contacto con la brida delantera>16<.>

Por este motivo, la brida delantera 16 permite, en uso, limitar el alargamiento de la tubería 2.

También se debe tener en cuenta que el biselado se hace en la superficie exterior de la tubería 2. También se debe tener en cuenta que el aparato 1 está provisto de una abrazadera 20, configurada para bloquear la tubería 2 durante la operación para biselar el extremo.

Cabe señalar que, en el ejemplo ilustrado, el anillo 15 es sustancialmente tubular; según una realización alternativa ilustrada en la Figura 6, que no forma parte de la invención, el anillo 15 se reemplaza por una o más unidades prensadoras 21 configuradas para actuar sobre una porción de la circunferencia de la tubería 2.

Preferentemente, el aparato 1 comprende tres unidades prensadoras 21, desplazadas angularmente. Esta realización alternativa, para biselar el extremo de la tubería 2, comprende, después de que se haya insertado el punzón 14 y se haya colocado la brida frontal como se ha descrito anteriormente, el giro de la tubería 2 con respecto a la unidad prensadora 21.

Por este motivo, el aparato 1 está configurado para permitir el giro relativo de la unidad prensadora 21 (o, más generalmente, de las unidades prensadoras 21) con respecto a la tubería 2.

Preferentemente, las unidades prensadoras 21 giran con respecto al eje X de la tubería 2, de tal manera que formen el biselado en toda la circunferencia de la porción de extremo 3 de la tubería 2.

Cabe señalar que, más generalmente, las unidades prensadoras 21 o el anillo hembra 15 definen, en combinación con el punzón 14, medios de aplanamiento en la dirección radial hasta el extremo de la tubería 2.

También cabe señalar que las unidades prensadoras 21 o el anillo hembra 15 definen, más generalmente, medios de contacto configurados para operar conjuntamente con el punzón 14, para aplanar el extremo de la tubería para hacer un biselado.

Cabe señalar que el biselado se logra mediante la deformación plástica del material que, tras un calentamiento, está en un estado "ablandado": por esta razón, ventajosamente, no se generan residuos ni polvo y se superan todos los inconvenientes mencionados anteriormente de la técnica anterior.

Por lo tanto, el biselado mencionado anteriormente es una operación de deformación plástica llevada a cabo en una porción de extremo de la tubería 3 calentada de antemano.

Cabe señalar que, según esta invención, la etapa de deformación plástica comprende una etapa para insertar un punzón 14 dentro de la porción de extremo 3 de la tubería y una etapa para aplanar la porción de extremo 3 de la tubería 2 entre el punzón 14 y un elemento de contacto 15, 21 en contacto externamente con la porción de extremo 3 de la tubería 2. A continuación se describe una primera realización del aparato 1, haciendo referencia a los dibujos adjuntos 1-3.

Cabe señalar que el aparato está equipado con una herramienta 4 para cortar la tubería 2 de tal manera que se lleve a cabo la operación b1 para cortar la tubería 2; sin embargo, cabe señalar que, según esta invención, en lugar de la herramienta de corte 4, el aparato 1 puede comprender la herramienta de biselado 4 para llevar a cabo la operación b2 de biselado.

Por este motivo, la descripción con referencia a los medios 5 de calentamiento de la porción 3 de la tubería 2 del aparato 1 es aplicable tanto al aparato 1 con la herramienta de corte 4 como al aparato 1 con la herramienta de biselado 4.

El aparato 1 puede montarse en una línea de extrusión L (un ejemplo de esta línea se ilustra en la Figura 5), para cortar o biselar la tubería 2.

Como alternativa, el aparato 1 puede montarse fuera de la línea L, para operar en piezas de tubería 2.

El aparato 1 para procesar una tubería 2 hecha de material termoplástico comprende, en combinación:

- medios de calentamiento 5, diseñados para calentar una porción axial 3 de la tubería 2 a la temperatura predeterminada;

- una herramienta 4 para procesar la porción axial calentada 3 de la tubería 2.

La herramienta 4 y los medios de calentamiento 5 se fijan preferentemente a un mismo carro de soporte 18, configurado para poder moverse axialmente a lo largo de la dirección de extensión axial de la tubería 2.

De esa manera, el carro 18 puede seguir (es decir, moverse a la misma velocidad que) la tubería 2 que sale de la línea de extrusión, de tal manera que se lleve a cabo el procesamiento y calentamiento de la tubería que se mueve a lo largo de la línea.

Cabe señalar que en el carro 18 es posible identificar la unidad 17 para soportar los medios de calentamiento, un plano de calentamiento R y dos planos de procesamiento T y S (en los que se realizan el corte y el biselado, respectivamente).

Según la realización preferida, los medios de calentamiento 5 comprenden al menos un dispositivo 6 para emitir ondas electromagnéticas.

Preferentemente, el dispositivo 6 está diseñado para emitir las ondas electromagnéticas principalmente en el intervalo de 0,8 - 4 micras (correspondiente al intervalo de infrarrojos).

Cabe señalar que, como se ilustra en las Figuras 1 y 3, el dispositivo de emisión 6 está configurado para emitir las ondas electromagnéticas circunferencialmente en la dirección de la porción axial 3 de la tubería 2: de esta manera, toda la porción 3 de la tubería 2 se calienta de manera sencilla y sin medios de movimiento (es decir, la porción 3 de la tubería se calienta por toda la circunferencia).

El dispositivo 6 comprende al menos un dispositivo de radiación de filamento de tungsteno 7a, 7b.

En la realización ilustrada en los dibujos, el dispositivo 6 comprende un par de dispositivos de radiación de filamento, que están etiquetados individualmente 7a y 7b.

Cabe señalar que cada dispositivo de radiación 7a y 7b comprende, respectivamente, un filamento de tungsteno enrollado en un bucle, provisto de un primer extremo y un segundo extremo.

Preferentemente, los dispositivos de radiación 7a y 7b se colocan desplazados angularmente para compensar cualquier irregularidad de emisión angular de cada dispositivo de radiación (por ejemplo, existe una posible irregularidad en el sector del bucle de dispositivo de radiación en el que están presentes los conectores 23 de la fuente de alimentación).

Cabe señalar que el aparato 1 comprende medios adicionales 8 para reflejar las ondas electromagnéticas, diseñados para reflejar las ondas electromagnéticas emitidas por el dispositivo 6 y dirigirlas hacia la porción 3 de la tubería 2. Por lo tanto, los medios de reflexión 8 comprenden una o más superficies diseñadas para reflejar (por medio de una o más reflexiones consecutivas) las ondas electromagnéticas emitidas por el dispositivo 6 y dirigirlas hacia la porción 3 de la tubería 2.

De esta manera, ventajosamente, la mayor parte de la energía emitida por el dispositivo 6 se transfiere a la porción 3 de la tubería 2 de tal manera que contribuye al calentamiento de la tubería

Preferentemente, los medios de reflexión 8 comprenden una pantalla anular, asociada con cada dispositivo de radiación de filamento (7a, 7b) para dirigir las ondas emitidas por el dispositivo 6 lejos de la tubería 2 hacia la tubería 2.

Cabe señalar, por lo tanto, que la pantalla anular se coloca en cada filamento 7a, 7b.

Preferentemente, la pantalla anular comprende material metálico; incluso más preferentemente comprende un revestimiento chapado en oro.

Según el ejemplo ilustrado, los medios de reflexión 8 comprenden un par de reflectores 9, colocados en lados opuestos de una abertura interna 31, la cual definen, para recibir la tubería 2.

Los reflectores 9 se han etiquetado individualmente 9a y 9b.

Preferentemente, los reflectores 9 comprenden espejos que tienen una superficie regular sustancialmente lisa. Cada reflector 9a y 9b tiene forma de anillo.

La abertura 31 para recibir la tubería es la abertura interior del anillo, a través de la cual se hace pasar la tubería. De manera más específica, cabe señalar que, en la realización ilustrada en las Figuras 1 y 3, los reflectores 9a y 9b están colocados en ángulo recto con respecto al eje X de la tubería 2.

Según otro aspecto, el aparato 1 comprende medios 11 para apantallar las ondas electromagnéticas, diseñados para permitir la transmisión de las ondas en la dirección de la porción axial 3 de la tubería 2 y para impedir la transmisión a porciones de la tubería 2 diferentes de la porción axial 3.

Dicho de otra forma, los medios de apantallamiento 11 definen una región (axial) para transmitir las radiaciones y una región (axial) para detener la transmisión de las radiaciones: esto permite que se caliente una porción localizada y limitada de la tubería 2, de tal manera que se maximicen los resultados obtenidos en las operaciones posteriores que se han llevado a cabo (corte, biselado).

En la realización ilustrada en las Figuras 1-3, los medios de apantallamiento 11 comprenden una pantalla tubular 12 que se extiende axialmente, diseñada para colocarse fuera de la tubería 2. La pantalla tubular 12 está provista de una abertura circunferencial 10 (o ventana de calentamiento 10) para permitir la transmisión de las ondas electromagnéticas hacia la porción axial 3 de la tubería 2.

Cabe señalar que la pantalla tubular 12 comprende preferentemente dos porciones 12a y 12b que pueden unirse entre sí para definir la pantalla 12.

Cabe señalar, por lo tanto, que las ondas electromagnéticas se transmiten a la porción 3 solo a través de la abertura circunferencial 10; las ondas electromagnéticas se bloquean en las superficies de la pantalla tubular 12.

Cabe señalar que los reflectores 9a y 9b, la pantalla tubular y el dispositivo 6 definen juntos una unidad de calentamiento 17 configurada para transferir una gran cantidad de energía a una porción axial 3 predeterminada de la tubería 2.

Cabe señalar que la anchura de la ventana de calentamiento 10 determina la extensión axial 3 de la tubería que se está calentando.

Según otro aspecto, el aparato 1 también comprende un sensor 13, diseñado para medir la temperatura de la superficie de la tubería 2 en la porción axial 3 de la tubería 2 y medios para controlar los medios de calentamiento 5, diseñados para controlar los medios de calentamiento 5 dependiendo de la temperatura medida.

Preferentemente, el sensor 13 es de tipo óptico; incluso más preferentemente es un pirómetro óptico.

Cabe señalar que, según esta invención, los reflectores 9a, 9b y las porciones 12a y 12b de la pantalla tubular 12 se cambian cuando cambia el tamaño de la tubería que se está procesando.

Con referencia a la operación del aparato 1 durante el corte (operación b1) en una línea de extrusión L, cabe señalar que, cuando la sección transversal de la tubería 2 en la que se va a realizar el corte está cerca de la ventana de calentamiento 10, el carro 18 se mueve y sincroniza (es decir, se mueve a la misma velocidad) con la tubería 2 de tal manera que la ventana de calentamiento 10 se mantiene centrada en la sección transversal de corte deseada. En esta condición, los dispositivos de radiación 7a y 7b se activan y se mantienen encendidos durante el tiempo necesario para llevar la porción 3 de la tubería 2 a la temperatura de calentamiento predeterminada.

Preferentemente, la tubería 2 se mantiene a la temperatura de calentamiento predeterminada durante un tiempo predeterminado (que puede ser en función del espesor, diámetro y material de la tubería).

Posteriormente, el movimiento del carro 18 se invierte y la herramienta de corte 4 se coloca en la porción de calentamiento 3.

En este punto, el carro 18 se sincroniza de nuevo con la tubería 2 y se activan los medios para bloquear la tubería 2. Los medios para bloquear la tubería están integrados en el carro 18 y forman parte del aparato 1.

En ese momento, la herramienta de corte 4 corta la porción 3 de la tubería 2 calentada de antemano. Una vez completada la operación de corte, la herramienta 4 se separa de la tubería 2, los medios para bloquear la tubería 2 se desacoplan de la tubería 2 y el aparato 1 se prepara para un nuevo ciclo de corte.

Este método de corte, la denominada técnica "sobre la marcha", se describe en detalle en el documento de patente EP 0129515.

Cabe señalar que, para compensar el transitorio de calentamiento del filamento de tungsteno (que debe alcanzar una temperatura de aproximadamente 2000 °C), los dispositivos de radiación 7a y 7b deben encenderse de antemano. Cabe señalar que, como se ha descrito anteriormente, el aparato 1 comprende una unidad de mando y control configurada para sincronizar el movimiento del carro 18 con el avance de la tubería 2.

La invención también define una instalación para procesar una tubería 2 hecha de material termoplástico, que comprende una línea L para extrudir la tubería 5 (ilustrada en la Figura 5) y un aparato 1, colocado en la línea L para realizar una operación de corte y/o biselado en la tubería extruida 2.

Las Figuras 7 y 8 muestran una unidad de procesamiento 28 que comprende el aparato según esta invención.

Cabe señalar que la unidad de procesamiento 28 permite un proceso combinado de abocardado (es decir, una deformación de la tubería diseñada para obtener una copa o campana en un extremo) y biselado en una pieza de tubería 2.

De manera más específica, la unidad 28 permite biselar en un primer extremo de una pieza de tubería 2 y abocardar en un segundo extremo de una pieza de tubería 2.

La unidad de procesamiento 28 se puede colocar aguas abajo de la estación de corte de una línea de extrusión, para permitir el biselado y abocardado de la tubería fuera de la línea de extrusión.

Se alimenta la unidad de procesamiento 28 con las piezas de tubería 2.

Preferentemente, las piezas de tubería se alimentan a lo largo de una dirección longitudinal D1.

La unidad 28 comprende una primera estación 25 para calentar una porción axial de un primer extremo de una pieza de tubería 2 y una segunda estación 24 (orientada hacia la primera estación de calentamiento 25) para calentar una porción axial del segundo extremo de la pieza de tubería.

Cabe señalar que las estaciones de calentamiento 24, 25 están posicionadas preferentemente entre sí de tal manera que calientan simultáneamente los dos extremos de la pieza de tubería 2.

De esta manera, los dos extremos de la pieza de tubería que se someten a un procesamiento diferente (biselado, abocardado) se calientan simultáneamente para reducir el tiempo de ciclo total.

Con referencia a una pieza de tubería que se procesa en la unidad 28, el biselado del primer extremo y el abocardado del segundo extremo se realizarán después del calentamiento de la pieza de tubería en las estaciones de calentamiento 24, 25 mencionadas anteriormente.

A este respecto, la tubería se mueve (a lo largo de la dirección D2 en ángulo recto hasta la dirección D1) y se ubica en un área en la que están presentes una estación de biselado 26 y una estación de abocardado 27.

La estación de biselado 26 y la estación de abocardado 27 se colocan sustancialmente una frente a la otra, de tal manera que cada una de ellas actúa sobre un extremo respectivo de la tubería.

Preferentemente, los procesos para biselar y abocardar la tubería 2 se realizan simultáneamente, para reducir el tiempo de total del ciclo.

La unidad 28 comprende una primera área 29, en donde la pieza de tubería se somete simultáneamente al calentamiento de sus extremos por las dos estaciones de calentamiento (24, 25). Es más, la unidad 28 comprende una segunda área 30 en la que los extremos de la tubería 2 se someten, respectivamente, al biselado y abocardado. Cabe señalar que el aparato 1, con la excepción de la unidad de corte (es decir, el aparato 1 diseñado para biselar y no para cortar), está integrado dentro de la unidad 28: la primera estación de calentamiento 25 comprende los medios de calentamiento 5 del aparato 1 y la estación de biselado 26 comprende la herramienta de biselado 4 (estos componentes ya se han descrito anteriormente con referencia a las Figuras 4a-4g y 6).

Cabe señalar que el método de procesamiento según esta invención es un método sin retirada de virutas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método para biselar un extremo de una tubería (2) hecha de material termoplástico, caracterizado por que comprende, en combinación, las siguientes etapas:

- calentamiento localizado y circunferencial de una porción de extremo axial localizada (3) de la tubería (2) a una temperatura de funcionamiento predeterminada;

- deformación plástica, usando una herramienta (4), de la porción de extremo axial calentada (3) de la tubería (2) para reducir el espesor de la tubería (2) en la porción de extremo axial calentada (3) formando así un biselado en la porción de extremo axial calentada (3) de la tubería (2) sin generación de residuos y polvo,

teniendo la porción de extremo axial calentada (3) de la tubería (2) una extensión axial menor que el diámetro de la tubería (2) y mayor que la extensión axial del biselado, en donde la operación de deformación plástica comprende la etapa de:

- insertar un punzón (14) dentro de la porción de extremo axial calentada (3) de la tubería (2);

- después de insertar un punzón (14), colocar un anillo hembra (15) para alojar internamente la porción de extremo axial (3) de la tubería (2); mover una brida frontal (16) cerca de la porción de extremo axial (3) de la tubería (2);

- extraer el punzón (14) de la tubería (2) para comprimir la porción de extremo axial (3) de la tubería (2) entre el anillo hembra (15) y el punzón (14) para aplanar la porción de extremo (3) de la tubería (2) entre el punzón (14) y el anillo hembra (15) en contacto externamente con la porción de extremo (3) de la tubería (2) y formar el biselado en la porción de extremo axial (3) de la tubería (2).

2. El método según la reivindicación 1, caracterizado por que la etapa de calentamiento comprende una etapa de emisión de ondas electromagnéticas circunferencialmente en la dirección de la porción axial (3) de la tubería (2).

3. El método según la reivindicación anterior, caracterizado por que las ondas electromagnéticas están principalmente en el intervalo de 0,8 - 4 micras.

4. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 2 y 3, caracterizado por que la etapa de calentamiento comprende una etapa de reflexión de al menos una parte de las ondas electromagnéticas, para transportar la parte de las ondas electromagnéticas a la porción axial (3) de la tubería (2).

5. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el material termoplástico es un material con una estructura amorfa, caracterizado por que la temperatura de funcionamiento predeterminada es mayor que la temperatura de transición vítrea del material de la tubería (2).

6. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el material termoplástico es un material semicristalino, caracterizado por que la temperatura de funcionamiento predeterminada es cercana y menor que la temperatura de fusión del material de la tubería (2).

7. Un aparato para biselar un extremo de una tubería hecha de material termoplástico según el método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende, en combinación:

- medios de calentamiento (5), configurados para calentar circunferencialmente una porción de extremo axial localizada (3) de la tubería (2) a una temperatura de funcionamiento predeterminada;

- al menos una herramienta (4) para procesar la porción axial calentada (3) de la tubería (2), con la herramienta (4) configurada para aplanar la porción de extremo axial localizada (3) de la tubería (2) para formar un biselado en el extremo de la tubería (2) sin generación de residuos y polvo,

en donde la herramienta (4) comprende:

- un punzón (14), configurado para insertarse dentro de la tubería (2) en el extremo;

- y un anillo hembra (15) configurado para hacer contacto externamente con el extremo de la tubería y operar conjuntamente con el punzón (14) de tal manera que comprima y deforme plásticamente el extremo calentado de la tubería (2), para formar un biselado en el extremo de la tubería (2);

- un elemento (16) para hacer contacto axial con el extremo de la tubería, configurado para operar conjuntamente con el anillo hembra (15) y con el punzón (14) para hacer contacto axialmente con la porción de extremo durante la compresión radial.

8. El aparato según la reivindicación 7, en donde el anillo hembra (15) es anular.

9. El aparato según la reivindicación 8, en donde el anillo hembra (15) tiene una porción interior cónica (19) para hacer contacto con la superficie exterior del extremo de la tubería y comprimirla radialmente.

10. El aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en donde los medios de calentamiento (5) comprenden al menos un dispositivo (6) para emitir ondas electromagnéticas.

11. El aparato (1) según la reivindicación 10, en donde el dispositivo (6) está configurado para emitir las ondas electromagnéticas principalmente en el intervalo de 0,8 - 4 micras.

12. El aparato (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 10 u 11, en donde el dispositivo (6) comprende al menos un dispositivo de radiación de filamento de tungsteno (7a, 7b).

13. El aparato (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 12, que comprende, además:

- medios reflectantes (8) para reflejar ondas electromagnéticas, configurados para reflejar al menos una parte de las ondas electromagnéticas emitidas por el dispositivo (6) en la dirección de la porción anular (3) de la tubería (2).

14. El aparato (1) según la reivindicación 13, en donde los medios de reflexión (8) comprenden un par de reflectores (9a, 9b) con extensión anular, colocados de tal manera que estén orientados hacia lados opuestos del dispositivo de emisión (6).

15. El aparato (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14, que comprende, además:

- medios de apantallamiento (11) para apantallar las ondas electromagnéticas, configurados para permitir la transmisión de las ondas en la dirección de la porción axial (3) de la tubería (2), y para impedir la transmisión a porciones de la tubería (2) diferentes a la porción axial (3).

16. El aparato (1) según la reivindicación anterior, en donde los medios de apantallamiento (11) comprenden una pantalla tubular (12) que se extiende axialmente, configurada para colocarse fuera de la tubería (2) y provista de una abertura circunferencial (10) para permitir el tránsito de las ondas electromagnéticas únicamente a la porción axial (3) de la tubería (2).

17. El aparato (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 16, en donde el aparato (1) comprende un sensor (13), configurado para medir la temperatura de la superficie de la tubería (2) en la porción axial (3) de la tubería (2), y medios para controlar los medios de calentamiento (5), configurados para controlar los medios de calentamiento (5) dependiendo de la temperatura medida.

18. Una unidad para procesar una tubería hecha de material termoplástico que tiene un primer y un segundo extremo longitudinalmente opuestos entre sí, que comprende:

- una primera estación (25) para calentar una porción axial localizada del primer extremo de la tubería (2);

- una segunda estación (24) para calentar una porción axial localizada del segundo extremo de la tubería (2); - una estación de biselado (26) configurada para realizar un biselado en la porción axial calentada del primer extremo de la tubería (2);

- una estación de abocardado (27) configurada para realizar un proceso de abocardado en la porción axial calentada del segundo extremo de la tubería (2);

estando la primera estación (25) y la segunda estación (24) de calentamiento colocadas para calentar los extremos de la tubería de manera sustancialmente simultánea, en donde la unidad comprende un aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 17, comprendiendo la primera estación de calentamiento (25) los medios (5) para calentar el aparato (1) y comprendiendo la estación de biselado (26) la herramienta (4) del aparato (1).