IT202000026681A1

IT202000026681A1 - DEVICE FOR EXTRUDING HOLES ON MANIFOLD TUBES AND RELATED METHOD

Info

Publication number: IT202000026681A1
Application number: IT102020000026681A
Authority: IT
Inventors: Erminio Cattaneo; Giuseppe Rivaroli
Original assignee: Rc S R L
Priority date: 2020-11-09
Filing date: 2020-11-09
Publication date: 2022-05-09

Description

DESCRIZIONE DEL BREVETTO PER INVENZIONE INDUSTRIALE DESCRIPTION OF THE PATENT FOR INDUSTRIAL INVENTION

DAL TITOLO: ?DISPOSITIVO PER ESTRUSIONE FORI SU TUBI COLLETTORI E METODO RELATIVO? FROM THE TITLE: ?DEVICE FOR EXTRUDING HOLES ON MANIFOLD TUBES AND RELATED METHOD?

TESTO DELLA DESCRIZIONE DESCRIPTION TEXT

CAMPO DELL'INVENZIONE FIELD OF THE INVENTION

La presente invenzione ha come oggetto un innovativo dispositivo per estrusione fori su tubi collettori ed un relativo, innovativo, metodo o procedimento di estrusione fori su tubi collettori. The present invention relates to an innovative device for extruding holes on header tubes and a related innovative method or process for extruding holes on header tubes.

TECNICA ANTERIORE NOTA PRIOR ART NOTE

? noto che le estrusioni sui tubi dei collettori vengono eseguite seguendo la seguente procedura: ? I note that the extrusions on the manifold pipes are performed following the following procedure:

1. Foratura dei tubi dove poi si formeranno le estrusioni con dei piccoli fori es. 4?6 mm. 1. Drilling of the pipes where the extrusions will then be formed with small holes e.g. 4?6 mm.

2. Posizionamento del tubo sotto una pressa 2. Placing the tube under a press

3. Riscaldamento ad alte temperature delle parti da estrudere fino a 1200? Celsius 3. High temperature heating of the parts to be extruded up to 1200? Celsius

4. Posizionamento all?interno del tubo di una oliva che viene agganciata successivamente con un tondo (perno) passante dal foro che si collega con l?oliva da una parte e dall?altra estremit? alla pressa 4. Positioning an olive inside the tube which is then hooked up with a round (pin) passing through the hole which connects with the olive on one side and on the other end? at the press

5. Primo tiro con una piccola oliva; a seguire con olive e perni di diametro sempre maggiore fino ad ottenere il diametro appropriato dell?estrusione. 5. First shoot with a small olive; to follow with olives and pins of ever greater diameter until obtaining the appropriate diameter of the extrusion.

Ad esempio, vengono eseguite 2,3,4 o 5 o anche pi? estrusioni successive con diametri sempre maggiori sia dell?oliva che del perno di aggancio, fino ad ottenere il diametro voluto dell?estrusione. For example, are 2,3,4 or 5 or even more performed? successive extrusions with increasingly larger diameters of both the olive and the coupling pin, until the desired extrusion diameter is obtained.

Uno svantaggio di questo metodo noto ? dato dal fatto che queste operazioni a passaggi successivi provocano, ogni volta, perdita di temperatura sul pezzo da estrudere, temperatura che deve essere ripristinata e quindi una tempistica notevole con tempi di esecuzione molto alti. A disadvantage of this known method ? given by the fact that these operations in successive steps cause, each time, a loss of temperature on the piece to be extruded, a temperature which must be restored and therefore a considerable timing with very high execution times.

Scopo della presente invenzione ? pertanto quello di fornire un dispositivo ed un metodo di estrusione dei tubi collettori che consenta di ottenere le desiderate estrusioni in tempi pi? rapidi e con un migliore controllo del procedimento impiegato. Purpose of the present invention? therefore that of providing a device and a method of extrusion of the header pipes which allows to obtain the desired extrusions in shorter times? fast and with better control of the process employed.

Ulteriore scopo dell?invenzione ? quello di ottenere il suddetto risultato in modo economico e pratico. Another purpose of the invention? to obtain the aforesaid result in an economic and practical way.

Altri scopi e vantaggi dell?invenzione risulteranno evidenti dalla descrizione che segue. Other objects and advantages of the invention will become apparent from the following description.

BREVE RIASSUNTO DELL'INVENZIONE BRIEF SUMMARY OF THE INVENTION

Gli scopi descritti sono ottenuti da un dispositivo per estrusione fori su tubi collettori, ove il suddetto dispositivo ? caratterizzato dal fatto di comprendere: - un estrusore atto ad estrudere fori in corrispondenza di una porzione della superficie del suddetto tubo collettore; The objects described are obtained by a device for extruding holes on manifold pipes, where the aforementioned device ? characterized in that it comprises: - an extruder suitable for extruding holes in correspondence with a portion of the surface of said collector tube;

- un elemento posizionatore per il suddetto estrusore; - a positioning element for said extruder;

- un tubo guida per l?elemento posizionatore del suddetto estrusore, ove il suddetto tubo guida ? dimensionato per essere posto all?interno del tubo collettore ed ove il suddetto tubo guida presenta almeno un?apertura configurata per porre in comunicazione il suddetto estrusore con una superficie interna del suddetto tubo collettore; - a guide tube for the positioning element of the aforesaid extruder, where the aforesaid guide tube ? sized to be placed inside the header tube and where the aforesaid guide tube has at least one opening configured to place the aforesaid extruder in communication with an inner surface of the aforesaid header tube;

ed ove l?elemento posizionatore per il suddetto estrusore pu? scorrere all?interno del suddetto tubo guida per porre il suddetto estrusore in posizioni successive corrispondenti a fori da estrudere sul suddetto tubo collettore. and where the? positioning element for the aforementioned extruder can? slide inside said guide tube to place said extruder in successive positions corresponding to holes to be extruded on said collector tube.

L'invenzione presenta numerosi ed importanti vantaggi. The invention has numerous and important advantages.

In primo luogo, con il dispositivo l'invenzione si possono ottenere tempi molto pi? rapidi di esecuzione rispetto alla tecnica nota. In the first place, with the device of the invention much faster times can be obtained. rapid execution compared to the prior art.

In secondo luogo, il tubo da estrudere rimane sempre fermo e ancorato nella stessa posizione dalla prima all?ultima estrusione, mentre ? l?estrattore, ovvero l'elemento posizionatore che porta detto estrusore, che scorre all?interno del tubo collettore. Secondly, the tube to be extruded always remains stationary and anchored in the same position from the first to the last extrusion, while ? the extractor, or rather the positioning element which carries said extruder, which slides inside the collector tube.

Inoltre, non ? necessario l?uso di una pressa costosa e ingombrante. Also, isn't it? necessary the use of an expensive and bulky press.

Infine, una volta raggiunta la temperatura di estrazione, si pu? procedere alla operazione senza riscaldare ancora l?area da estrudere. Finally, once the extraction temperature is reached, you can? proceed with the operation without heating the area to be extruded yet.

L?invenzione concerne ulteriormente un metodo per estrudere fori su tubi collettori, mediante impiego del dispositivo secondo la presente invenzione, ove il suddetto metodo di estrusione comprende almeno le seguenti fasi: The invention further relates to a method for extruding holes on manifold tubes, by using the device according to the present invention, where the above extrusion method comprises at least the following steps:

- posizionare un estrusore atto ad estrudere fori in corrispondenza di una porzione della superficie del tubo collettore su un elemento posizionatore per il suddetto estrusore; - positioning an extruder suitable for extruding holes at a portion of the surface of the header tube on a positioning element for said extruder;

- inserire il suddetto elemento posizionatore portante il suddetto estrusore all?interno di un tubo guida, ove il suddetto tubo guida ? posto all?interno del tubo collettore da estrudere; - insert the aforesaid positioning element carrying the aforesaid extruder inside a guide tube, where the aforesaid guide tube ? placed inside the header tube to be extruded;

- posizionare il suddetto elemento posizionatore portante il suddetto estrusore in posizioni successive corrispondenti a fori da estrudere sul tubo collettore; - positioning the aforesaid positioning element carrying the aforesaid extruder in successive positions corresponding to holes to be extruded on the collector tube;

- estrudere un foro sul suddetto tubo collettore utilizzando il suddetto estrusore per ognuna delle suddette posizioni successive. - extruding a hole on said collector tube using said extruder for each of said successive positions.

Ulteriori caratteristiche dell?invenzione sono desumibili dalle rivendicazioni dipendenti. Further characteristics of the invention can be deduced from the dependent claims.

BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

I vantaggi dell?invenzione risultano evidenti dall?esame delle figure illustrate nelle tavole allegate, ove: The advantages of the invention are evident from an examination of the figures illustrated in the attached tables, where:

- la figura 1 ? una vista assonometrica in esploso del dispositivo secondo una realizzazione della presente invenzione; - figure 1 ? an exploded isometric view of the device according to an embodiment of the present invention;

- la figura 2 ? una vista assonometrica di una prima fase del metodo della presente invenzione; e - figure 2 ? an isometric view of a first step of the method of the present invention; And

- la figura 3 ? una vista assonometrica di una seconda fase del metodo della presente invenzione. - figure 3 ? an isometric view of a second step of the method of the present invention.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL?INVENZIONE DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Con riferimento alla figura 1, ? rappresentato, in vista assonometrica esplosa, un dispositivo per estrusione fori su tubi collettori, globalmente indicato con il riferimento numerico 10. With reference to figure 1, ? represented, in an exploded axonometric view, a device for extruding holes on manifold pipes, globally indicated with the reference number 10.

Il dispositivo 10 comprende un estrusore 70 atto ad estrudere fori 22 in corrispondenza di una porzione della superficie esterna di un tubo collettore 20, nonch? un elemento posizionatore 60 per il suddetto estrusore 70. The device 10 comprises an extruder 70 capable of extruding holes 22 at a portion of the outer surface of a collector tube 20, as well as a positioning element 60 for the aforementioned extruder 70.

Il dispositivo 10 comprende ulteriormente un tubo guida 30 per l?elemento posizionatore 60 dell?estrusore 70, ove il tubo guida 30 ? dimensionato per essere posto all?interno del tubo collettore 20. The device 10 further comprises a guide tube 30 for the positioning element 60 of the extruder 70, where the guide tube 30 is sized to be placed inside the collector tube 20.

Inoltre, il tubo guida 30 presenta almeno un?apertura 34 configurata per porre in comunicazione l?estrusore 70 con una superficie interna del tubo collettore 20. Furthermore, the guide tube 30 has at least one opening 34 configured to put the extruder 70 in communication with an internal surface of the collector tube 20.

Preferibilmente, l?apertura 34 del tubo guida 30 ? conformata come un?asola che percorre buona parte della lunghezza del tubo guida 30. Preferably, the opening 34 of the guide tube 30 is shaped like a slot which runs through a good part of the length of the guide tube 30.

Il diametro esterno del tubo guida 30 ? il pi? vicino possibile, ovvero solo leggermente inferiore, al diametro interno del collettore 20 sul quale si eseguono le estrusioni. The outer diameter of the guide tube 30 ? the most as close as possible, i.e. only slightly smaller, than the internal diameter of the manifold 20 on which the extrusions are performed.

In particolare, l?elemento posizionatore 60 per l?estrusore 70 presenta un anello 62 atto a trattenere l?estrusore 70 durante il funzionamento del dispositivo 10, ovvero durante l'impiego dell'elemento posizionatore 60. In particular, the positioning element 60 for the extruder 70 has a ring 62 suitable for holding the extruder 70 during operation of the device 10, i.e. during use of the positioning element 60.

In particolare, l?elemento posizionatore 60 per l?estrusore 70 pu? scorrere all?interno del tubo guida 30 per porre il suddetto estrusore 70 in posizioni successive corrispondenti a fori 22 da estrudere sul tubo collettore 20. In particular, the positioning element 60 for the extruder 70 can slide inside the guide tube 30 to place the aforementioned extruder 70 in successive positions corresponding to holes 22 to be extruded on the collector tube 20.

Lo scorrimento dell?estrusore 70 all'interno del tubo guida 30 ? facilitato dal fatto che l?estrusore 70 comprende una slitta inferiore 72 ed il tubo guida 30 per l?elemento posizionatore 60 del suddetto estrusore 70 presenta una porzione piana 32 atta a consentire lo scorrimento della slitta inferiore 72 dell?estrusore 70. Does the sliding of the extruder 70 inside the guide tube 30 ? facilitated by the fact that the extruder 70 comprises a lower slide 72 and the guide tube 30 for the positioning element 60 of the aforesaid extruder 70 has a flat portion 32 suitable for allowing the sliding of the lower slide 72 of the extruder 70.

In particolare, il tubo guida 30 viene rettificato alla base in modo da ricavare la parte piana 32 sulla quale pu? scorrere sul piano della base, o slitta 72, dell?estrusore 70 In particular, the guide tube 30 is ground at the base so as to obtain the flat part 32 on which it can slide on the plane of the base, or slide 72, of the extruder 70

A sua volta, l?estrusore 70 comprende un pistone azionato da un martinetto idraulico, ove la pressione di spinta del suddetto martinetto idraulico pu? essere controllata mediante un manometro. In turn, the extruder 70 comprises a piston operated by a hydraulic jack, where the thrust pressure of the aforementioned hydraulic jack can be checked using a pressure gauge.

L?estrusore 70 ? pertanto formato da un punzone, o oliva, che premendo su porzioni di tubo ad alta temperatura (ovvero incandescenti) provocano lo scorrimento delle molecole dando una forma vulcanica alle estrusioni. The extruder 70 ? therefore formed by a punch, or olive, which by pressing on portions of the tube at high temperature (or incandescent) cause the molecules to flow, giving a volcanic shape to the extrusions.

Inoltre, per facilitare lo scorrimento dell?elemento posizionatore 60, il dispositivo 10 prevede un supporto esterno per l?elemento posizionatore 60, detto supporto esterno essendo costituito da un profilato 40, in particolare un profilato forato avente sezione a C. Furthermore, to facilitate the sliding of the positioning element 60, the device 10 provides an external support for the positioning element 60, said external support being constituted by a section bar 40, in particular a perforated section bar having a C-section.

L?invenzione comprende anche un metodo per estrudere fori su tubi collettori 20, mediante impiego del dispositivo 10 come descritto. The invention also includes a method of extruding holes on header tubes 20, by use of the device 10 as described.

Il metodo comprende almeno le seguenti fasi: The method comprises at least the following steps:

- posizionare l?estrusore 70, atto ad estrudere fori 22 in corrispondenza di una porzione della superficie esterna del suddetto tubo collettore 20, su un elemento posizionatore 60 per il suddetto estrusore 70; - positioning the extruder 70, suitable for extruding holes 22 in correspondence with a portion of the outer surface of the aforesaid manifold tube 20, on a positioning element 60 for the aforesaid extruder 70;

- inserire il tubo guida 30 all?interno del tubo collettore 20; - insert the guide tube 30 inside the collector tube 20;

- inserire l?elemento posizionatore 60 portante il suddetto estrusore 70 all?interno del tubo guida 30; - insert the positioning element 60 carrying the aforesaid extruder 70 inside the guide tube 30;

- posizionare il suddetto elemento posizionatore 60 portante il suddetto estrusore 70 in posizioni successive corrispondenti a fori 22 da estrudere sul suddetto tubo collettore 20; - positioning the aforesaid positioning element 60 carrying the aforesaid extruder 70 in successive positions corresponding to holes 22 to be extruded on the aforesaid manifold tube 20;

- estrudere un foro 22 sul suddetto tubo collettore 22 utilizzando il suddetto estrusore 70 per ognuna delle suddette posizioni successive. - extruding a hole 22 on the aforesaid manifold tube 22 using the aforesaid extruder 70 for each of the aforesaid successive positions.

Il posizionamento millimetrico dell?estrusore 70 rispetto al tubo collettore 20 viene preferibilmente ottenuto preventivamente forando il tubo collettore 20 con fori di riferimento spaziati l?uno dall?altro dove si formeranno poi le estrusioni. The millimetric positioning of the extruder 70 with respect to the header tube 20 is preferably obtained in advance by drilling the header tube 20 with spaced reference holes where the extrusions will then be formed.

Sulla parte superiore del tubo guida 30 viene ricavata una feritoia, ovvero l?asola 34, dove il pistone porta-punzone pu? scorrere all?interno del tubo da estrudere e possa posizionarsi millimetricamente sotto i fori del tubo da estrudere preventivamente forato con fori spaziati uno dall?altro dove si formeranno poi le estrusioni. On the upper part of the guide tube 30 a slit is obtained, i.e. the slot 34, where the punch-holder piston can slide inside the tube to be extruded and can position itself millimetrically under the holes of the tube to be extruded previously drilled with holes spaced one from the other where the extrusions will then be formed.

Nel metodo dell?invenzione si agisce unicamente dall?interno del tubo collettore 20 e non dall?esterno, spingendo il punzone che va ad estrudere con un pistone idraulico che agisce dal basso verso l?alto nelle figure 1-3. In the method of the invention one acts only from the inside of the collector tube 20 and not from the outside, pushing the punch which goes to extrude with a hydraulic piston which acts from the bottom upwards in figures 1-3.

Il riscaldamento del tubo collettore 20 ed il controllo delle temperature avvengono in un?unica soluzione e non in fasi successive (sistema ad induzione) non dovendo agganciare l?oliva all?interno del tubo collettore 20. The heating of the manifold tube 20 and the control of the temperatures take place in a single solution and not in successive phases (induction system) since it is not necessary to hook the olive inside the manifold tube 20.

L?operazione principale di estrusione ? immediata e si ottiene l?apertura al 90% del cratere di estrusione, e una sola spinta successiva a pochi secondi dalla prima, a cui segue la parte da estrudere ancora ad alta temperatura ed il recupero del punzone dall?esterno con sistema magnetico. The main extrusion operation? immediate and 90% opening of the extrusion crater is obtained, and a single successive push a few seconds after the first, followed by the part to be extruded still at high temperature and the recovery of the punch from the outside with a magnetic system.

All?esterno dal tubo da estrudere viene posizionato un sistema ad induzione dotato di un serpentino che, volta per volta, viene posto al centro dei fori preventivamente eseguiti che scalda la parte interessata a circa 1200?C nel giro di pochi minuti, ad esempio in un intervallo compreso tra 2 e 6 minuti, in funzione dello spessore da estrudere. An induction system equipped with a coil is positioned outside the tube to be extruded which, each time, is placed in the center of the previously drilled holes which heats the interested part to approximately 1200?C within a few minutes, for example in an interval between 2 and 6 minutes, depending on the thickness to be extruded.

Quando la temperatura di estrusione viene raggiunta, il serpentino viene allontanato e contemporaneamente si copre con un cuscino di caolino la parte da estrudere mentre il pistone preme fino a terminare l?estrusione in pochi secondi con la temperatura della base quasi inalterata per tutto il tempo della formazione del cratere di estrusione. When the extrusion temperature is reached, the coil is removed and at the same time the part to be extruded is covered with a kaolin cushion while the piston presses until extrusion ends in a few seconds with the temperature of the base almost unchanged for the whole time of the extrusion crater formation.

Seguiranno poi le comuni lavorazioni meccaniche di spianatura e formazione dei cianfrini delle parti estruse. The common mechanical processes of flattening and forming the grooves of the extruded parts will then follow.

? evidente che variando i diametri dei tubi da estrudere sar? necessario adeguare i diametri delle attrezzature e le dimensioni dei punzoni, ma il principio di funzionamento rimane identico. ? evident that by varying the diameters of the tubes to be extruded sar? It is necessary to adapt the diameters of the equipment and the dimensions of the punches, but the operating principle remains the same.

L?esempio nei disegni allegati ? adatto per tubi da 10?. The example in the attached drawings ? suitable for 10? tubes.

Ovviamente, all?invenzione cos? come descritta potranno essere apportate modifiche o migliorie dettate da motivazioni contingenti o particolari, senza per questo uscire dall?ambito dell?invenzione come sotto rivendicata. Obviously, the invention so? as described, modifications or improvements may be made for contingent or particular reasons, without thereby departing from the scope of the invention as claimed below.

Claims

1. Device (10) for extruding holes on manifold pipes (20), where the aforementioned device (10) ? characterized by the fact that it includes:

- an extruder (70) suitable for extruding holes (22) in correspondence with a portion of the surface of said collector tube (20);

- a positioning element (60) for said extruder (70);

- a guide tube (30) for the positioning element (60) of the aforesaid extruder (70), where the aforesaid guide tube (30) is? sized to be placed inside the aforementioned header tube (20) and where the aforementioned guide tube (30) has at least one opening (34) configured to place the aforementioned extruder (70) in communication with an internal surface of the aforementioned header tube (20);

and where the positioning element (60) for the aforesaid extruder (60) can? slide inside said guide tube (30) to place said extruder (60) in successive positions corresponding to holes (22) to be extruded on said collector tube (20).

2. Device (10) as per claim 1, wherein the aforesaid positioning element (60) for the extruder (70) has a ring (62) capable of retaining the extruder (70) during operation of the device (10) .

3. Device (10) as per claim 1, wherein said extruder (70) comprises a piston operated by a hydraulic jack, where the thrust pressure of said hydraulic jack can be checked using a pressure gauge.

4. Device (10) as per claim 1, wherein said extruder (70) comprises a lower slide (72) and wherein the guide tube (30) for the positioning element (60) of the extruder (70) has a flat portion (32) able to allow the lower slide (72) of the extruder (70) to slide.

5. Device (10) as claimed in claim 1, in which the opening (34) of said guide tube (30) is? shaped like a slot which runs through a good part of the length of said guide tube (30).

6. Device (10) as claimed in claim 1, wherein ? an external support is provided for the positioning element (60), said external support being constituted by a section bar (40).

7. Method for extruding holes on manifold pipes (20), by using the device (10) as claimed in the preceding claims, wherein the above method comprises at least the following steps:

- positioning an extruder (70), suitable for extruding holes (22) in correspondence with a portion of the surface of the aforementioned manifold tube (20), on a positioning element (60) for the aforementioned extruder (70);

- insert the positioning element (60) carrying the aforesaid extruder (70) inside a guide tube (30), where the aforesaid guide tube (30) ? located inside the collector tube (20);

- positioning the positioning element (60) carrying the extruder (70) in successive positions, the aforesaid successive positions being corresponding to holes (22) to be extruded on the collector tube (20);

- extrude a hole (22) on the collector tube (22) using the aforementioned extruder (70) for each of the aforementioned successive positions.

8. Method as in claim 7, wherein the millimetric positioning of the extruder (70) with respect to the header tube (20) is? obtained by previously drilling the manifold tube (20) with reference holes spaced apart and placed in the positions where the extrusions will form.

9. Method as claimed in claim 8, in which an induction system equipped with a coil is positioned outside the collector tube (20) to be extruded which, each time, is placed at the center of the reference holes previously made and which heats the interested part at about 1200?C for a time comprised between 2 and 6 minutes, according to the thickness to be extruded.

10. Method as claimed in claim 9, wherein when the extrusion temperature is reached, the coil is removed and at the same time the part to be extruded is covered with a kaolin cushion while the piston presses until extrusion ends in a few seconds with the temperature of the base almost unchanged for the entire time of the formation of the extrusion crater.