ITBO20080357A1 - Metodo per l applicazione di una piastrina di chiusura all estremita di un elemento tubolare - Google Patents

Description

METODO PER L’APPLICAZIONE DI UNA PIASTRINA DI CHIUSURA ALL’ESTREMITA’ DI UN ELEMENTO TUBOLARE

DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE

La presente invenzione concerne, un originale metodo per l’applicazione di una piastrina metallica all’estremità di un elemento tubolare, anch’esso metallico, allo scopo di chiuderne la testata.

La necessità di effettuare quanto sopra si presenta con elevata frequenza e, in funzione delle specifiche esigenze, viene adottata la tecnica che si reputa più adatta; ad esempio, può essere necessario garantire, o meno, la tenuta dell’accoppiamento ai liquidi oppure ai gas.

E’ noto, in particolare nel campo degli impianti termosanitari per arredo bagno e simili, l’impiego di radiatori termici costituiti da una coppia di collettori, disposti in verticale, mutuamente paralleli ed interconnessi da una pluralità di condotti, disposti perpendicolarmente ad altezze differenti.

Le estremità superiori ed inferiori di detti collettori verticali sono chiuse da relative piastrine aventi profilo corrispondente alla sezione dei collettori stessi, di preferenza semi-ovale.

Tali piastrine possono presentarsi piene oppure conformare, nella zona centrale, un relativo cannotto filettato per il collegamento del radiatore alla linea idrica dell’impianto di riscaldamento.

Nel caso appena citato, occorre evidentemente che l’unione tra la piastrina e l’estremità del collettore sia tale da garantire la tenuta ai liquidi.

Una prima tecnica nota prevede la saldatura della piastrina all’elemento tubolare, con gli inconvenienti che ciò comporta in termini di tempo e di costi per l’utilizzo di manodopera specializzata, necessaria non solo per la citata saldatura, ma anche per la successiva smerigliatura e per le operazioni di verifica della tenuta.

Un’altra tecnica nota prevede di realizzare, nel bordo della piastrina, un gradino atto a definire l’appoggio sull’elemento tubolare ed il centraggio, rispetto a quest’ultimo, della stessa piastrina, grazie al suo inserimento parziale nell’imboccatura del medesimo elemento tubolare.

Tra le zone di contatto della piastrina e dell’estremità dell’elemento tubolare viene applicata manualmente, prima del montaggio, una speciale pasta termosaldante destinata, in seguito ad idoneo trattamento termico, a rendere inamovibile il fissaggio nonché ad assicurare la tenuta contro il trafilamento.

Il risultato dell’operazione, in particolare per quanto riguarda la tenuta, dipende dalla corretta stesura della pasta in tutto il perimetro di contatto.

Per superare i limiti insiti in tale soluzione, lo stesso Richiedente ha depositato una domanda PCT/EP2007/061948 concernente una: “Piastrina accoppiabile al bordo di un’apertura prevista in un elemento tubolare e metodo per vincolare tale piastrina al suddetto bordo”.

Nella suddetta domanda è difesa una piastrina provvista internamente di una prima scanalatura anulare nella quale viene bloccato, ad interferenza, un anello di materiale per saldobrasatura a basso punto di fusione; dalla prima scanalatura anulare ne partono, a raggiera, altre verso il bordo.

Dopo il montaggio della piastrina sull’elemento tubolare si procede con una fase di riscaldamento che permette la fusione dell’anello, il cui materiale, per capillarità, percorre le scanalature e raggiunge tutte le zone di contatto tra piastrina ed elemento tubolare; il successivo raffreddamento permette la solidificazione del metallo fuso garantendo la stabilità e la tenuta dell’unione.

La presenza di un anello di materiale fondibile, uguale per tutte le piastrine, garantisce assoluta costanza e ripetitività del risultato, indipendentemente dalla posizione assunta nel forno di riscaldamento.

In tutte le soluzioni note di cui si è detto, la linea di giunzione tra piastrina ed elemento tubolare viene a trovarsi sui fianchi di quest’ultimo; se il fissaggio avviene per saldatura, il risultato estetico resta scadente anche dopo la smerigliatura, mentre con la pasta termosaldabile oppure con l’anello di materiale fondibile le cose migliorano, anche se tale linea resta visibile in quanto evidenziata dalla successiva verniciatura.

La necessità di realizzare un gradino nella piastrina comporta, per quest’ultima, uno spessore totale sufficiente per lasciare comunque, nel bordo, uno spessore residuo adeguato; nella pratica, dette piastrine hanno uno spessore dell’ordine dei 3,5 mm. Scopo della presente invenzione è quello di proporre un metodo per l’applicazione di una piastrina di chiusura all’estremità di un elemento tubolare, che permetta di ottenere una unione meccanicamente stabile senza l’impiego di alcun materiale d’apporto, garantendo, nel contempo, un risultato esteticamente migliore rispetto a quanto ottenibile con i metodi tradizionali.

Un altro scopo dell’invenzione riguarda la volontà di proporre un metodo valido anche quando si deve realizzare un accoppiamento a tenuta, predisponendo opportune fasi operative e/o realizzative simili a quelle previste nella tecnica nota.

Ancora uno scopo del metodo in oggetto consiste dell’essere definito da fasi di semplice e veloce attuazione, realizzabili con risultati costanti, mediante attrezzature di costo contenuto ed indipendentemente dall’abilità del personale addetto.

Un ulteriore scopo dell’invenzione è quello di proporre un metodo utilizzabile sia con piastrine piene che provviste di cannotto centrale filettato.

Le caratteristiche del metodo in oggetto saranno rese evidenti nella descrizione seguente, in accordo con quanto riportato nelle rivendicazioni e con l’ausilio delle allegate tavole di disegno, nelle quali:

• la Fig.1 illustra, in vista prospettica esplosa, una porzione di un elemento tubolare e due differenti piastrine da accoppiare, in alternativa, con esso;

• la Fig.2 illustra una vista frontale degli stessi pezzi di Fig.1, per evidenziare aspetti costruttivi delle piastrine ed una fase del metodo riguardante l’elemento tubolare; • le Figg. 3 e 4 illustrano, in scala ingrandita, corrispondenti sezioni assiali dell’elemento tubolare, in seguito alla realizzazione di successive fasi operative del metodo;

• la Fig.5 illustra, con una vista simile alle precedenti Figg.3 e 4, la successiva fase di inserimento della piastrina nell’elemento tubolare;

• la Fig. 6 illustra, con una vista simile alla Fig. 5, la successiva fase del bloccaggio meccanico della piastrina all’elemento.

Con riferimento alle suddette figure, è stato indicato con 1 un elemento tubolare metallico, ad esempio del tipo atto a definire, in un radiatore termico per arredo bagno, uno dei due collettori verticali, di cui si è fatto cenno in premessa.

Le estremità di detto elemento tubolare 1 sono destinate ad essere chiuse, a tenuta, da piastrine metalliche, che possono presentarsi piene, in una prima forma di realizzazione indicata con 2, oppure, in una seconda forma di realizzazione indicata con 20, conformare, nella zona centrale, un relativo cannotto 21, filettato all’interno per il collegamento del radiatore alla linea idrica dell’impianto di riscaldamento (Fig.1).

Il metodo oggetto della presente invenzione concerne fasi che interessano sia la preparazione dell’estremità dell’elemento tubolare 1 che la realizzazione della piastrina 2, 20, e fasi che riguardano il loro mutuo assemblaggio.

La preparazione dell’estremità dell’elemento tubolare 1 consiste nella realizzazione, nell’imboccatura 10 di quest’ultimo, di una sede anulare 12, avente prefissata profondità P e sagomata a definire, nel relativo fondo situato all’interno del medesimo elemento tubolare 1, un gradino perimetrale di appoggio 13.

La sede anulare 12 può essere vantaggiosamente ottenuta mediante successive operazioni di deformazione plastica a freddo, in particolare:

− la calibratura (indicata con la quota C nella Fig. 2) dell’interno di detto elemento tubolare 1, a partire dall’imboccatura 10 e per una profondità L prestabilita (si veda ancora la Fig.2);

− lo stampaggio della sede anulare 12, avente la stessa forma della sezione interna calibrata dell’elemento tubolare 1 e dimensioni maggiorate in maniera uniforme rispetto a quest’ultima, in modo che l’azione di stampaggio determini l’intercettazione di materiale da premere verso l’interno a formare il citato gradino perimetrale di appoggio 13 (Fig.3).

All’esterno della sede anulare 12 viene in tal modo definita una fascia anulare 11, di spessore inferiore a quello dell’elemento tubolare 1 (si veda ancora la Fig.3).

Nella preparazione dell’elemento tubolare 1 è inoltre prevista, in una preferita forma di attuazione del metodo, una fase di arrotondamento dello spigolo 110 della fascia anulare 11 (Fig.4).

La realizzazione della piastrina 2, 20 prevede la sua sagomatura in pianta in modo da ottenere un profilo complementare a quello della sede anulare 12 (Fig.1), con un’azione di taglio tale che le superfici perimetrali 22 che ne risultano abbiano un’inclinazione obliqua, determinando pertanto una conformazione tronco-conica della stessa piastrina 2, 20 (Fig. 2), il cui spessore S deve risultare, almeno per una certa larghezza del relativo bordo perimetrale 23, uguale alla profondità P della citata sede anulare 12.

La piastrina 2, 20, è realizzata preferibilmente a partire da una lamiera piana di spessore S costante, pari a quello della profondità P della sede 12.

Per ottenere la piastrina 20, in cui è previsto il citato cannotto filettato 21, la suddetta fase di realizzazione prevede relative operazioni di imbutitura, foratura e maschiatura, oltre a quelle sopra descritte.

Alle piastrine 2, 20, di cui all’esempio, sono associati mezzi di sigillatura 30, atti ad assicurare la tenuta ai liquidi dell’accoppiamento tra le stesse piastrine 2, 20 e l’elemento tubolare 1; detti mezzi di sigillatura 30, non illustrati in dettaglio, sono vantaggiosamente del tipo conforme a quanto difeso nella domanda di brevetto citata in premessa, e comprendono un anello 31 di materiale per saldobrasatura a basso punto di fusione, indicato schematicamente con linee tratteggiate nella Fig.2.

L’anello 31 viene fissato, ad interferenza, ad una scanalatura anulare 32 (visibile nella sola piastrina 20 in Fig. 2) collegata ad altre scanalature sviluppate a raggiera verso il bordo (non illustrate).

Le fasi del metodo, inerenti l’applicazione della piastrina 2, 20 all’elemento tubolare 1, prevedono:

− l’inserimento della piastrina 2, 20 nella sede anulare 12, in modo che le dette superfici perimetrali di taglio 22 presentino le rispettive inclinazioni convergenti in un vertice collocato all’esterno di detto elemento tubolare 1 (Fig.5);

− la ricalcatura della fascia anulare 11, per addossarla a dette superfici perimetrali di taglio 22 ed ottenere, in tal modo, un bloccaggio meccanico della citata piastrina 2, 20 al medesimo elemento tubolare 1 (Fig.6).

Al termine di quest’ultima operazione, come già detto, la piastrina 2, 20 risulta fissata inamovibilmente all’elemento tubolare 1 e, qualora all’accoppiamento non fossero richieste caratteristiche di tenuta, l’applicazione potrebbe ritenersi completata.

Nel caso specifico nel quale, viceversa, la tenuta è richiesta, il metodo prevede una fase supplementare per rendere operativi i mezzi di sigillatura 30.

Con riferimento all’esempio descritto, tale fase consiste nel riscaldamento del complesso elemento tubolare-piastrina, ad una temperatura superiore a quella di fusione dell’anello 31, per un tempo prefissato, seguito dal raffreddamento dello stesso complesso per ottenere una nuova solidificazione del metallo dell’anello 31, distribuito nelle zone di contatto tra piastrina 2, 20 ed elemento tubolare 1.

L’accoppiamento a tenuta tra la piastrina 2, 20 e l’elemento tubolare 1 può ovviamente essere realizzato, in alternativa a quanto detto, mediante un cordone di pasta termosaldante, di cui si è detto in premessa, distribuito preventivamente tra le zone di contatto.

Da quanto sopra descritto emergono chiaramente le positive caratteristiche del metodo in oggetto, che permettono di raggiungere pienamente tutti gli scopi indicati in premessa.

In primo luogo la piastrina risulta fissata inamovibilmente già per la sola azione meccanica, al contrario di tutte le soluzioni note, grazie al sottosquadro creato con la ricalcatura della fascia anulare dell’elemento tubolare.

Inoltre, la conformazione della sede e, di conseguenza, della piastrina, colloca la linea di giunzione tra i due pezzi nella testata dell’elemento tubolare, quindi in una zona molto meno visibile che sul fianco, con evidenti benefici sul risultato estetico complessivo. La stessa linea di giunzione, inoltre, giace su un piano, pertanto eventuali operazioni di levigatura, che si volessero introdurre nel metodo per minimizzare ulteriormente la visibilità di tale linea, risulterebbero molto semplici ed efficaci.

Il metodo descritto permette di ottenere facilmente accoppiamenti con o senza tenuta, secondo le esigenze.

Con il metodo proposto, viene eliminata la necessità di realizzare il gradino nel bordo della piastrina e, di conseguenza, quest’ultima può essere più sottile; a titolo indicativo, è possibile utilizzare spessori di lamiera di 2 mm in luogo dei 3,5 mm richiesti per le piastrine di arte nota.

Considerando che le suddette piastrine, nel settore tecnico citato, sono prodotte in numero molto elevato, si comprende come i risparmi conseguiti siano di entità non trascurabile.

Tutte le fasi del metodo risultano di semplice e veloce attuazione, con assoluta ripetibilità dei risultati, mediante attrezzature di costo contenuto, senza che sia necessario l’impiego di manodopera specializzata.

Il metodo proposto risulta vantaggioso, in generale, per tutti i casi in cui sia richiesta l’applicazione di una piastrina metallica a chiusura della testata di un elemento tubolare metallico; nel particolare settore tecnico di cui all’esempio descritto, viene apprezzato il fatto che le fasi di accoppiamento della piastrina sono le medesime sia quando quest’ultima è piena che quando è provvista di cannotto centrale filettato.

Si intende comunque che quanto sopra detto ha valore esemplificativo e non limitativo, pertanto eventuali modifiche di dettaglio nell’attuazione delle fasi descritte si considerano sin d’ora rientranti nel medesimo ambito protettivo definito dalle sottoriportate rivendicazioni.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1) Metodo per l’applicazione di una piastrina di chiusura all’estremità di un elemento tubolare, caratterizzato dal fatto di prevedere: − la realizzazione di una sede anulare 12 nell’imboccatura 10 di detto elemento tubolare 1, avente prefissata profondità P e sagomata a definire, nel relativo fondo situato all’interno del medesimo elemento tubolare 1, un gradino perimetrale di appoggio 13; − la realizzazione di detta piastrina 2, 20, con un profilo in pianta complementare a quello della citata sede anulare 12, con un’inclinazione obliqua delle superfici perimetrali di taglio 22 del suddetto profilo, per ottenere una conformazione tronco-conica della medesima piastrina 2, 20, e con uno spessore S di questa pressoché uguale alla profondità P della citata sede anulare 12, almeno per una prefissata larghezza del relativo bordo perimetrale 23; − l’inserimento di detta piastrina 2, 20 nella citata sede anulare 12, in modo che le dette superfici perimetrali di taglio 22 presentino le rispettive inclinazioni convergenti in un vertice collocato all’esterno di detto elemento tubolare 1; − la ricalcatura della fascia anulare 11 di detto elemento tubolare 1 posta all’esterno della citata sede 12, per addossarla a dette superfici perimetrali di taglio 22 ed ottenere, in tal modo, un bloccaggio meccanico della citata piastrina 2, 20 al medesimo elemento tubolare 1.
2. 2) Metodo secondo la riv.1, caratterizzato dal fatto di associare, alla citata piastrina 2, 20, mezzi di sigillatura 30 e di prevedere successivamente alla citata fase di ricalcatura, l’attivazione di detti mezzi di sigillatura 30, per realizzare un accoppiamento a tenuta tra detta piastrina e detto elemento tubolare 1.
3. 3) Metodo secondo la riv. 1, caratterizzato dal fatto di prevedere, nella citata fase di realizzazione della sede anulare 12, l’arrotondamento dello spigolo 110 di detta fascia anulare 11.
4. 4) Metodo secondo la riv. 1, caratterizzato dal fatto che la citata fase di realizzazione della sede anulare 12 consiste in successive operazioni di deformazione plastica a freddo di detto elemento tubolare 1.
5. 5) Metodo secondo la riv. 4, caratterizzato dal fatto che le dette operazioni di deformazione plastica a freddo comprendono: − la calibratura dell’interno di detto elemento tubolare 1, a partire dall’imboccatura 10 e per una profondità L prestabilita; − lo stampaggio della citata sede anulare 12, avente la stessa forma della sezione interna calibrata dell’elemento tubolare 1 e dimensioni maggiorate in maniera uniforme rispetto a quest’ultima, in modo che l’azione di stampaggio determini l’intercettazione di materiale da premere verso l’interno a formare il citato gradino perimetrale di appoggio 13.
6. 6) Metodo secondo la riv. 1, caratterizzato dal fatto di prevedere, nella citata fase di realizzazione della piastrina 2, 20, operazioni per la definizione, nella zona centrale di quest’ultima, di un cannotto 21 filettato internamente.
7. 7) Metodo secondo la riv. 6, caratterizzato dal fatto che le dette operazioni per la definizione del cannotto filettato 21, comprendono lavorazioni di imbutitura, foratura e maschiatura.