IT9021568A1

IT9021568A1 - Dispositivo per controllare lo spessore radiale di estrusione di polimeri termoplastici.

Info

Publication number: IT9021568A1
Application number: IT021568A
Authority: IT
Inventors: Mario Tietto
Original assignee: Soffiaggio Tecnica Srl
Priority date: 1990-09-25
Filing date: 1990-09-25
Publication date: 1992-03-25
Also published as: DE69108659D1; DE69108659T2; ES2072500T3; DE69108659T3; ES2072500T5; IT1243421B; EP0478957B2; EP0478957A1; ATE120686T1; EP0478957B1; IT9021568A0; JPH04257416A; BR9104041A

Description

"DISPOSITIVO PER CONTROLLARE LO SPESSORE RADIALE DI ESTRUSIONE DI POLIMERI TERMOPLASTICI"

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un dispositivo per estrudere polimeri termoplastici in modo da produrre un tubolare avente uno spessore radiale variabile lungo la circonferenza. L'invenzione riguarda inoltre un apparato per la produzione di corpi cavi (Soffiati a partire dal tubolare termoplastico. Più in particolare il campo della presente invenzione riguarda una testa per estrusione che è alimentata ad esempio con una coclea che fonde il polimero e lo introduce nella testa di estrusione. Tale testa di estrusione finisce a valle con una filiera anulare di estrusione che presenta un passaggio anulare di spessore variabile, in modo da determinare lo spessore longitudinale desiderato del tubolare in materiale termoplastico.

Il tubolare così prodotto non è ancora'indurito e può quindi essere soffiato fino a raggiungere le dimensioni dello stampo, in modo da produrre corpi cavi, come ad esempio bidoni, serbatoi per automobile ecc.

Lo spessore longitudinale del tubolare, che dipende dallo spessore che deve avere il corpo cavo finito, viene regolato spostando assialmente il cosiddetto maschio della filiera.

Quanto sopra rappresenta sommariamente il campo principale di utilizzazione industriale dell'invenzione, campo che però non costituisce limitazione dell'ambito della stessa, in quanto il dispositivo e l'apparato in oggetto, in particolare come in seguito descritti e rivendicati, possono essere vantaggiosamente impiegati in qualsiasi altro campo equivalente, nel quale si debbano effettuare operazioni di soffiatura di polimeri termoplastici.

Sono noti dispositivi e apparati di questo tipo, con i quali si è tuttavia verificato che lo spessore del corpo cavo finito si ,assottiglia in prossimità degli angolo per evidenti motivi di stiramento durante la soffiatura.

Per superare questo inconveniente si è suggerito di modificare il profilo del maschio o della femmina della filiera, in modo da allargare lo spessore di passaggio in prossimità delle zone del tubolare che andranno a formare gli angoli del corpo cavo finito. Si è tuttavia verificato che tale soluzione è adatta solo nei casi in cui si debba produrre sempre il medesimo tipo di corpo cavo, mentre risulta inadeguata quando si debba modificare spesso il tipo di corpo cavo da produrre, in particolare quando si debbano produrre corpi cavi con angoli disposti in posizione diversa. In tal caso infatti si dovrebbe modificare il maschio della filiera ogni volta che si dovesse cambiare tipo di produzione. Inoltre in questo modo non è possibile regolare variazioni di spessore radiale localizzate in zone particolari lungo il tubolare da soffiare, in quanto la deformazione risulta presente per tutta la lunghezza del tubo.

Inoltre si è notato che con questa soluzione si sviluppano percorsi preferenziali del polimero che sono più veloci, per cui il tubo tende a richiudersi su se stesso, appiccicandosi, e quindi rendendo impossibile il successivo soffiaggio.

Altre apparecchiature note sono prodotte dalla MOOG GMBH di Boblingen, che dispongono di un anello deformabile disposto in prossimità della filiera. L’anello è deformato da due o quattro servocilindri idraulici, che consentono di diminuire la sezione del tubolare di un valore regolabil-e a piacere.

Si è verificato che tale anello deformabile presenta alcuni problemi, prima di tutto sono stati notati molti casi di rottura a fatica dopo un certo numero di deformazioni, inoltre non si deforma adeguatamente quando il diametro è inferiore a 100 mm, o quando il diametro è superiore a 300 mm. Inoltre tutte le volte che si cambia la filiera per variare il diametro del tubo occorre cambiare l'anello deformabile. Ciò comporta costi considerevoli, in quanto bisogna disporre di una pluralità di anelli deformabili di vario diametro, ciascuno dei quali essendo sofisticato e delicato è molto costoso.

Uno scopo della presente invenzione è pertanto quello di superare i suddetti inconvenienti realizzando un dispositivo che consenta di estrudere un tubolare con uno spessore maggiorato in corrispondenza degli angoli del corpo cavo finito, con una soluzione semplice, economica, affidabile, e che consenta una lunga durata nel tempo senza rotture.

Un altro scopo dell'invenzione è quello di consentire di regolare lo spessore longitudinale del tubolare indipendentemente dalla regolazione dello spessore radiale.

Un altro scopo dell'invenzione è quello di consentire di variare il diametro della filiera, senza dover con questo sostituire anche i mezzi che consentono di incrementare lo spessore del tubolare in corrispondenza degli angoli del corpo cavo finito.

Secondo un aspetto dell’invenzione questi ed altri scopi sono raggiunti da un dispositivo per estrudere polimeri termoplastici, in modo da produrre un

tubolare atto ad essere soffiato avente uno spessore radiale variabile lungo la circonferenza e comprendente un corpo interno e un corpo esterno disposti in modo da definire fra di essi un passaggio anulare per il polimero fuso, detto corpo interno e detto corpo esterno essendo accoppiati in modo da permettere uno spostamento assiale relativo e regolabile fra di essi, detto corpo interno e detto corpo esterno essendo relativamente sagomati in modo che detto spostamento assiale consenta di variare la sezione di alcune zone predeterminate di detto passaggio anulare; a valle di detto passaggio anulare essendo disposta la filiera anulare di estrusione.

Si è infatti verificato che la filiera anulare di estrusione non elimina le variazioni di spessore introdotte dal passaggio anulare a monte, in quanto il materiale termoplastico conserva una memoria che gli consente di riacquistare dopo l'estrusione a spessore costante la forma primitiva impostagli dal passaggio anulare.

In altre parole lo spessore impostato dalla posizione assiale del cosiddetto maschio, imposta una specie di spessore medio del tubolare. Lo spessore reale è invece variabile secondo quanto determinato dal passaggio anulare a monte e immagazzinato nella memoria intrinseca del polimero termoplastico. In questo ,modo lo spessore radiale medio del.,tubolare 'e lo spessore delle zone maggiorate in corrispondenza degli angoli del corpo cavo finito possono essere regolati indipendentemente.

Secondo un altro aspetto dell'invenzione, questi ed altri scopi sono raggiunti da un dispositivo per estrudere polimeri, termoplastici, in modo da produrre un tubolare atto ad essere soffiato avente uno spessore radiale variabile lungo la circonferenza e comprendente un corpo interno e un corpo esterno disposti in modo da definire fra di essi un passaggio anulare per il polimero fuso, detto corpo interno e detto corpo esterno essendo accoppiati in modo da permettere uno spostamento assiale relativo e regolabile fra di essi, detto corpo interno e detto corpo esterno essendo sagomati in modo complementare, cosi che in una prima posizione relativa fra di essi detto passaggio anulare abbia spessore sostanzialmente costante lungo una sezione trasversale e che in una seconda posizione relativa fra di essi detto passaggio anulare abbia spessore sostanzialmente variabile lungo una sezione trasversale.

Preferibilmente il corpo esterno ed il corpo interno sono formati da anelli presagomati intercambiabili. In questo modo sostituendo gli anelli è possibile variare con un mezzo semplicissimo ed economico la posizione relativa dei maggioramenti di spessore del tubolare, per passare ad esempio, dalla produzione di corpi cavi di forma quadrata alla produzione di corpi cavi di forma rettangolare. Naturalmente ciascuna serie idi corpi cavi quadrati, o di corpi cavi rettangolari può essere prodotta in tutte le dimensioni, sia con un diametro del tubolare inferiore a 100 mm sia superiore a 300 mm, senza cambiare gli. anelli sagomati ma semplicemente sostituendo il diametro della filiera.

Preferibilmente il corpo interno e/o il corpo esterno sono conici, particolarmente nella zona in cui si attuano le variazioni radiali di spessore. Si è verificato che in tal modo si può regolare l'entità della variazione di spessore radiale in modo più preciso.

L'apparato per la produzione di corpi cavi soffiati a partire da un tubolare termoplastico comprende il dispositivo sopra descritto e comprende inoltre dei mezzi noti quali una coclea per l'alimentazione e la fusione del polimero, i mezzi di soffiaggio del tubolare, lo stampo esterno entro cui deve essere soffiato il corpo cavo, ecc.

La presente invenzione verrà meglio compresa con riferimento ai seguenti disegni, allegati a scopo illustrativo e non limitativo dell'invenzione e in cui:

la fig. 1 è una vista in alzato, parzialmente sezionata del dispositivo secondo la tecnica nota,

la fig. 2 è una vista in pianta in sezione del tubolare ottenuto con il dispositivo di figura 1,

la fig. 3 è una vista in alzato e in sezione del corpo interno e del corpo esterno, in corrispondenza del passaggio anulare, la fig. 4 è una vista in pianta lungo la sezione IV-IV di fig.

3,

la fig. 5 è una vista in pianta e in sezione lungo la sezione V-V di fig. 3,

la fig. 6 è una vista in pianta e in sezione lungo la sezione VI-VI di fig. 3,

la fig. 7 è una vista in alzato e in sezione lungo la sezione VII-VII di fig. 3,

la fig. 8 è una vista dettagliata in alzato, in sezione, lungo la sezione VIII-VIII delle fig. 4, 5 e 6,

la fig. 9 è una vista in alzato, in sezione del corpo interno, del corpo esterno e del passaggio anulare,

la fig. 10 è una vista in pianta, in sezione, lungo la sezione X-X di fig. 9,

la fig. 11 è una vista in pianta e in sezione lungo la sezione XI-XI di fig. 9,

la fig. 12 è una vista in pianta e in sezione lungo la sezione XII-XII di fig. 9,

la fig. 13 è una vista in alzato e in sezione lungo la sezione XIII-XIII di fig. 9,

la fig. 14 è una vista dettagliata in alzato e in sezione lungo la sezione XIV-XIV delle fig. 10, 11 e 12,

la fig. 15 è una vista del tubolare, secondo l'invenzione con lo spessore maggiorato in corrispondenza degli angolo del corpo cavo,

la fig. 16 è una vista in sezione del corpo cavo ottenuto con il tubolare di fig. 15,

la fig. 17 è una vista in pianta sezionata del tubolare con spessore maggiorato in corrispondenza degli angoli del corpo cavo ,

la fig. 18 è una vista sezionata del corpo cavo ottenuto con il tubolare di fig. 17,

la fig.19 è una vista in pianta sezionata del tubolare secondo la tecnica nota,

la fig. 20 è una vista in sezione del corpo cavo ottenuto con il tubolare di fig. 19,

la fig. 21 è una vista in pianta sezionata del tubolare secondo la tecnica nota,

la fig. 22 è una vista sezionata del corpo cavo ottenuto con il tubolare di fig. 21.

Con riferimento alle fig. da 3 a 18, il dispositivo secondo l'invenzione per produrre il tubolare 10 comprende un corpo interno 11 ed un corpo esterno 12 disposti in modo da definire fra di essi un passaggio anulare 13 per il polimero fuso.

Lo scorrimento assiale relativo fra il corpo interno e il corpo esterno, è permesso, ad esempio con riferimento alle fig. 8 e 14 con il movimento assiale del corpo esterno, mentre il corpo interno rimane fermo, ma naturalmente sarebbe equivalente la soluzione inversa.

La sagomatura relativa del corpo interno e del corpo esterno idipende dal particolare profilo dà spessore radiale che deve essere ottenuto per il tubolare, in relazione al particolare corpo cavo da soffiare, in particolare, con riferimento alle fig.

3 - 12 la sagoma del corpo interno e del corpo esterno variano da circolare ad ellittica e di nuovo a circolare lungo il passaggio anulare. Quando la posizione assiale relativa del corpo interno e del corpo esterno è la prima posizione, che è quella indicata nelle fig. 3, 4, 5, 6 e 7, il passaggio anulare ha uno spessore sostanzialmente costante lungo tutto il perimetro, lungo una sezione trasversale. Quando invece la posizione assiale relativa del corpo esterno e del corpo interno è la seconda posizione, che è quella illustrata nelle fig. 9, 10, 11, 12 e 13, lo spessore del passaggio anulare varia lungo una sezione trasversale come è particolarmente evidente nella sezione di fig. 11, dando luogo ad un tubolare del tipo illustrato in fig. 17. Dal tubolare di fig.

17 è possibile quindi soffiare un corpo cavo del tipo di fig. 18 a spessore costante.

Con altre conformazioni del corpo interno e del corpo esterno è possibile produrre un tubolare del tipo di fig. 15, per soffiare corpi rettangolari del tipo di fig. 16.

Con riferimanto alla figura 1 e 2, secondo la tecnica nota, la filiera 14, composta dal maschio 15 e dalla femmina 16 consente di variare lo spessore del tubolare, a seconda dello spessore medio che si desidera ottenere.

Le fig. 19 e 21 illustrano dei tubolari a sezione costante Secondo la tecnica nota, e i corrispondenti corpi cavi ottenuti 20 e 22 che presentano uno spessore ridotto in prossimità degli angoli per problemi di stiramento dando quindi luogo a debolezza proprio nei punti che invece richiederebbero maggiore resistenza alle sollecitazioni. Con tale tecnica nota infatti per ottenere un adeguato spessore negli angoli era necessario sovradimensionare lo spessore medio complessivo del corpo cavo.

L'invenzione invece consente di regolare perfettamente lo spessore di ogni angolo, a volontà, facendo anche delle prove pratiche e cambiando senza alcuna difficoltà lo spessore a seconda dei risultati ottenuti.

In questo modo è possibile ottimizzare lo spessore medio del corpo cavo, riducendo la quantità di materiale polimerico necessario, ottenendo corpi cavi più leggeri, a parità di resistenza finale.

Con riferimento alle fig. 8 e 14 il corpo esterno 12 e il corpo interno 11 sono formati ciascuno da un anello presagomato e intercambiabile, variando tali anelli è possibile variare ]a posizione degli aumenti di spessore in modo particolarmente semplice ed economico.

Con riferimento alle fig. 3, 8, 9, 14 il corpo interno e il corpo esterno hanno un profilo conico, nelle zone 17, 18, 19 e 20, in corrispondenza delle variazioni di spessore del passaggio anulare.

L'invenzione è suscettibile di numerose varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto,inventivo, così ad esempio è possibile cambiare la posizione degli anelli, montando il corpo interno sul maschio e il corpo esterno sulla femmina della filiera, sfruttando la movimentazione della variazione di spessore longitudinale per variare anche la posizione relativa del corpo interno e del corpo esterno. Questa soluzione, pur rinunciando alla regolazione indipendente dei due movimenti consente una realizzazione soddisfaciente per molti utilizzatori.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per estrudere polimeri termoplastici in modo da produrre un tubolare atto ad essere soffiato avente uno spessore radiale variabile lungo la circonferenza e comprendente un corpo interno e un corpo esterno disposti in modo da definire fra di essi un passaggio anulare per il polimero fuso, detto corpo interno e detto corpo esterno essendo accoppiati in modo da permettere uno spostamento assiale relativo e regolabile fra di essi., detto corpo interno e detto co po esterno essendo relativamente sagomati in modo che detto spostamento assiale consenta di variare la sezione di alcune rone predeterminate di detto passaggio anulare, a valle di det o passaggio anulare essendo disposta la filiera anulare di estrusione.
2. Dispositivo per estrudere polimeri termoplastici in modo da produrre un tubolare atto ad essere soffiato avente uno spessore radiale variabile lungo la circonferenza e comprendente un coreo interno e un corpo esterno disposti in modo da definire fra di essi un passaggio anu are per il polimero fuso, detto corpo interno e detto corpo esterno esse ndo sagomati in modo complementare, così che in uta prima posizione relativa fra di essi detto passaggio anulare abbia spessore sostanzialmente costante lungo una sezione lrasversale e che in una seconda posizim e relativa fra di es ci detto passaggio anulare abbia spesso·e sost.anzi.almente variabile lungo una suzione trasversali’.
3. Dispositivo secondo le rivendicaziori 1 o 2 caratterizzato dal Catto che detto corpo esterno e detto interno sono Formati da anelli presagomati intercambiabili.j
4 Dispositivo secondo 3e rivendicazioni 1 caratterizzaio dal fatto che detto corpo interno e/o esterno sono conici almeno in alcune zone.
5.Apparato per la produzione di corpi cavi soffiati a partire da un tubolare termoplastico, comprendente un dispositivo secondo le rivendicazioni 1 o 2.