ITBO20130116U1 - Apparato per realizzare un giunto a bicchiere su un tubo e tubo cosi' ottenuto - Google Patents

Description

Apparato per realizzare un giunto a bicchiere su un tubo e tubo così ottenuto L’invenzione concerne apparati per realizzare giunti su estremità di tubi in materia plastica e, in particolare, si riferisce ad un apparato di stampaggio ad iniezione atto a realizzare giunti a bicchiere su tubi strutturati o corrugati. L’invenzione concerne altresì un tubo ottenuto con tale apparato.

Nel settore delle tubazioni in materia plastica è molto diffusa la tipologia di connessione che prevede la giunzione tra due tubi successivi tramite giunti o manicotti cosiddetti “a bicchiere”.

Con giunto a bicchiere s’intende la porzione dell’estremità del tubo cosiddetta “femmina” che presenta un allargamento della sezione trasversale (diametri esterno ed interno) tale da formare una sorta di manicotto tubolare allargato in grado di ricevere ed accoppiarsi con del giunto può essere realizzato un incavo anulare destinato ad alloggiare una guarnizione che assicura la tenuta idraulica, una volta eseguita la connessione tra i due tubi della tubazione.

I giunti a bicchiere sono comunemente realizzati direttamente sull’estremità femmina del tubo mediante deformazione plastica a caldo della suddetta estremità, secondo un processo cosiddetto di bicchieratura.

Per talune tipologie di tubi plastici tale processo di deformazione plastica non può tuttavia essere utilizzato. In particolare nei tubi strutturati o corrugati, ossia comprendenti una doppia parete, liscia internamente e corrugata esternamente (tipicamente secondo un profilo a forma di “omega” e comprendente una pluralità di corrugamenti anulari equidistanziati), non è possibile deformare ed allargare plasticamente l’estremità del tubo. Per queste tipologie di tubi è noto realizzare separatamente i giunti a bicchiere, tipicamente tramite stampaggio ad iniezione, e quindi fissarli, tramite saldatura, alle estremità dei tubi. Il giunto a bicchiere, a causa delle corrugazioni della parete esterna del tubo, è fissato di testa all’estremità del tubo in modo da formare con quest’ultimo un elemento in corpo unico.

È noto altresì l’impiego di sistemi che prevedono di realizzare mediante stampaggio ad iniezione il giunto a bicchiere direttamente sull’estremità del tubo.

Il materiale plastico iniettato fuso nella cavità di stampo forma il giunto ed aderisce e si unisce al bordo periferico anulare dell’estremità del tubo, la quale estremità è preventivamente riscaldata ad una temperatura prossima alla temperatura di rammollimento della materia plastica. La zona di unione o giunzione non risulta tuttavia particolarmente estesa e nel caso di tubi strutturati di grande diametro e/o sottoposti ad elevate pressioni di esercizio e/o a sollecitazioni meccaniche, si verificano spesso rotture e/o distacchi parziali o totali del giunto a bicchiere dal tubo.

Uno scopo della presente invenzione è migliorare gli apparati per realizzare giunti bicchiere su tubi in materia plastica.

Un altro scopo è realizzare un apparato che consenta di realizzare in modo efficiente mediante stampaggio ad iniezione giunti a bicchiere su estremità di tubi in materia plastica, del tipo strutturato o corrugato, in particolare tubi di grandi dimensioni.

Un ulteriore scopo è realizzare un tubo in materia plastica, in particolare un tubo strutturato di grandi dimensioni, provvisto di un giunto a bicchiere fissato in modo saldo e robusto ed in grado di resistere ad elevate pressioni di esercizio e/o sollecitazioni meccaniche.

Tali scopi ed altri ancora sono raggiunti da un apparato di stampaggio ad iniezione ed un tubo secondo le rivendicazioni di seguito riportate.

L’apparato dell’invenzione comprende mezzi a stampo che in una configurazione chiusa ricevono e bloccano l’estremità di un tubo in materia plastica e formano una cavità di iniezione atta a ricevere ulteriore materia plastica, iniettata fusa e disposta per formare, una volta solidificata, il giunto a bicchiere in corpo unico con l’estremità del tubo. Il tubo presenta una parete interna liscia ed una parete esterna provvista di corrugamenti anulari, l’estremità comprendendo una prima porzione terminale della parete interna ed una seconda porzione terminale della parete esterna. La cavità di iniezione include una camera anulare disposta per ricevere la prima porzione terminale e la seconda porzione terminale delle pareti interna ed esterna ed è sagomata in modo tale che l’ulteriore materia plastica quando iniettata racchiude, ed aderisce ad entrambi i lati di, detta seconda porzione di estremità così da aumentare un’estensione di una porzione di giunzione tra il giunto a bicchiere e l’estremità del tubo.

Grazie all’apparato dell’invenzione è possibile quindi realizzare un tubo di materia plastica, in particolare del tipo cosiddetto strutturato o corrugato, provvisto di un giunto a bicchiere fissato in modo saldo e robusto ed in grado di resistere ad elevate pressioni di esercizio e/o sollecitazioni meccaniche.

L’invenzione potrà essere meglio compresa ed attuata con riferimento ai disegni in allegato che ne illustrano una forma esemplificativa e non limitativa di attuazione, in cui:

- la figura 1 è una sezione dell’apparato di stampaggio dell’invenzione in una configurazione operativa e con un tubo di materia plastica sul quale realizzare un giunto a bicchiere;

- la figura 2 è un particolare ingrandito della sezione di figura 1;

- la figura 3 è una sezione parziale del tubo provvisto di giunto a bicchiere secondo l’invenzione e realizzato con l’apparato di figura 1.

Con riferimento alle figure 1 e 2, è illustrato l’apparato di stampaggio ad iniezione dell’invenzione disposto per stampare ad iniezione un giunto a bicchiere 60 su un’estremità 51 di un tubo 50 di materia plastica. Il tubo 50 è del tipo cosiddetto strutturato o corrugato, ad esempio di grandi dimensioni e disposto per operare con fluidi ad elevata pressione. Il tubo 50 comprende una parete interna 52 sostanzialmente liscia ed una parete esterna 53 provvista di una pluralità di corrugamenti anulari 54 disposti equidistanziati longitudinalmente secondo un profilo a forma di omega. L’estremità 51 comprende una prima porzione terminale 57 della parete interna 52 ed una seconda porzione terminale 58 della parete esterna 53. La prima porzione terminale 57 ha forma cilindrica diritta, giacché comprende un bordo periferico della parete interna 52 cilindrica del tubo 50. La seconda porzione terminale 58 ha forma anulare sagomata, in particolare divergente verso l’esterno rispetto alla parete interna 52. La seconda porzione terminale 58 è ottenuta sezionando trasversalmente un corrugamento anulare 54 della parete esterna 53 e comprende un primo lato interno 58a sostanzialmente affacciato al giunto a bicchiere 60 ed un secondo lato esterno 58b contrapposto al lato interno 58a ed affacciato ad un corrugamento anulare 54. L’apparato comprende mezzi a stampo 2, 3, 4 i quali in una configurazione chiusa C ricevono e bloccano l’estremità 51 del tubo 50 e formano una cavità di iniezione 10 atta a ricevere ulteriore materia plastica, iniettata fusa e disposta per formare, una volta solidificata, il giunto a bicchiere 60 unito all’estremità 51.

L’ulteriore materia plastica iniettata e la materia plastica del tubo 50 possono comprendere una medesima materia plastica, ad esempio polietilene, oppure due differenti materie plastiche in grado tuttavia di saldarsi ed unirsi in modo tale che estremità 51 e giunto 60 siano unite e formino un corpo unico.

La suddetta cavità di iniezione 10 comprende una camera anulare 11 disposta per ricevere la prima porzione terminale 57 della parete interna 52 e la seconda porzione terminale 58 della parete esterna 53 e sagomata in modo tale che l’ulteriore materia plastica quando iniettata sia in grado di racchiudere la seconda porzione di estremità 58 aderendo ad entrambi i lati 58a, 58b di quest’ultima per aumentare l’estensione di una porzione di giunzione 61 tra il giunto a bicchiere 60 e l’estremità 51.

I mezzi a stampo comprendono un primo semistampo 2 ed un secondo semistampo 3 mobili l’uno rispetto all’altro tra una posizione di apertura e una posizione di chiusura ed un mandrino 4 interno; il primo semistampo 2 e il secondo semistampo 3 formano con il mandrino 4 la cavità di iniezione 10 nella configurazione chiusa C.

Il primo semistampo 2 ed il secondo semistampo 3 sono mobili l’uno rispetto all’altro lungo una prima direzione A trasversale, in particolare ortogonale, ad un asse longitudinale X dell’estremità 51 e comprendono rispettivamente una prima cavità di formatura 12 ed una seconda cavità di formatura 13.

Ciascun semistampo 2, 3 comprende una rispettiva coppia di risalti anulari 21, 22 disposti internamente per bloccare l’estremità 51 del tubo 50 contro il mandrino 4 impegnando il corrugamento anulare 54 più prossimo alle porzioni terminali 57, 58 delle pareti interna 52 ed esterna 53. Più precisamente, ciascuna coppia di risalti comprende un primo risalto 21 ed un secondo risalto 22. Il primo risalto 21 ha forma sostanzialmente complementare ad una scanalatura 56 che divide due corrugamenti anulari 54 adiacenti e disposti in corrispondenza dell’estremità 51 del tubo 50. Il secondo risalto 22 è disposto per premere le porzioni terminali 57, 58 contro il mandrino 4 ed è sagomato in modo da definire con quest’ultimo la camera anulare 11.

Il mandrino 4 comprende una porzione di testa 6 atta ad inserirsi all’interno dell’estremità 51 del tubo 50 ed una porzione centrale 7 disposta per formare con i semistampi 2, 3 la cavità di iniezione 10. I risalti 21, 22 pressano l’estremità 51 contro la porzione di testa 6. Il primo semistampo 2 ed il secondo semistampo 3 comprendono rispettive scanalature anulari 8 atte a realizzare su una parete laterale 62 del giunto a bicchiere 60 corrispondenti rilievi anulari 63.

I semistampi 2, 3 e/o il mandrino 4 sono provvisti di condotti di raffreddamento, non illustrati nelle figure, per il passaggio di un fluido di raffreddamento il quale, abbassando la temperatura delle cavità di formatura 12, 13 e delle pareti esterne del mandrino 4, consente di raffreddare e consolidare l’ulteriore materia plastica iniettata fusa nella cavità di iniezione 10.

L’apparato comprende una pluralità di condotti di alimentazione 19 previsti per iniettare la materia plastica fusa all’interno della cavità di iniezione 10. Ciascun condotto di alimentazione 19 comprende un primo tratto 19a pressoché parallelo all’asse longitudinale X e sfociante all’interno della rispettiva cavità di formatura 12, 13, ed un secondo tratto 19b trasversale, in particolare sostanzialmente radiale, che collega il primo tratto 19a ad un condotto centrale di alimentazione 20. I primi tratti 19a dei condotti di alimentazione 19 sono disposti angolarmente distanziati tra loro attorno all’asse longitudinale X. Il giunto 60 viene quindi alimentato dalla pluralità di condotti di alimentazione 19 in corrispondenza di un bordo periferico 64a della sua porzione terminale 64. In questo modo, la materia plastica fusa raggiunge in modo uniforme e omogeneamente distribuito tutti i punti della parete laterale 61 del giunto bicchiere 60, ciò garantendo regolarità e omogeneità strutturale a quest’ultimo.

Il funzionamento dell’apparato di stampaggio ad iniezione 1 dell’invenzione prevede il posizionamento dell’estremità 51 del tubo 50, alla quale fissare il giunto a bicchiere 60, nei mezzi a stampo 2, 3 disposti in una configurazione aperta. In particolare, l’estremità 51 viene inserita parzialmente nella porzione di testa 6 del mandrino 4.

Prima dell’inserimento l’estremità 51 del tubo 50 è riscaldata ad una temperatura prossima alla temperatura di rammollimento della materia plastica per consentire all’ulteriore materia plastica successivamente iniettata nella cavità di iniezione 10 di aderire e saldarsi al tubo 50.

Il primo semistampo 2 ed il secondo semistampo 3 sono quindi movimentati nella posizione di chiusura in modo da bloccare l’estremità 51. In particolare, i risalti anulari 21, 22 bloccano l’estremità 51 del tubo 50 contro il mandrino 4: il primo risalto 21 si inserisce nella scanalatura 56 che divide i due corrugamenti anulari 54 adiacenti e disposti in corrispondenza dell’estremità 51 del tubo 50, mentre il secondo risalto 22 preme le porzioni terminali 57, 58 contro il mandrino 4 e definisce con quest’ultimo la camera anulare 11.

Con i mezzi a stampo 2, 3, 4 nella configurazione chiusa C viene quindi iniettata attraverso i condotti di alimentazione 19 l’ulteriore materia plastica fusa nella cavità di iniezione 10. La materia plastica fusa raffreddandosi forma il giunto a bicchiere 60 e si salda ed unisce in modo stabile all’estremità 51. In particolare, l’ulteriore materia plastica fluisce fino alla camera anulare 11 ove circonda e racchiude la seconda porzione di estremità 58, aderendo ad entrambi i lati 58a, 58b di quest’ultima così da aumentare l’estensione della porzione di giunzione 61 tra il giunto a bicchiere 60 e l’estremità del tubo 51. In virtù della maggiore superficie di adesione ed unione (fusione localizzata) realizzata dal primo lato interno 58a e dal secondo lato esterno 58b l’unione tra l’estremità 51 del tubo 50 ed il giunto a bicchiere 60 realizzato per iniezione risulta più salda e robusta di quella ottenibile con i processi tradizionali.

Grazie all’apparato dell’invenzione è quindi possibile realizzare un tubo 50 di materia plastica, in particolare del tipo cosiddetto strutturato o corrugato, provvisto di un giunto a bicchiere 60 fissato in modo saldo e robusto ed in grado di resistere ad elevate pressioni di esercizio e sollecitazioni meccaniche.

Il fluido di raffreddamento attraversando i condotti di raffreddamento previsti nei semistampi 2, 3 e/o nel mandrino 4 raffredda e consolida l’ulteriore materia plastica iniettata.

Dopo un predefinito intervallo di tempo, a consolidamento del giunto 60 avvenuto, si procede con la procedura di estrazione del tubo 50.

L’apparato dell’invenzione risulta particolarmente vantaggioso nella realizzazione di tubi strutturati o corrugati di grandi dimensioni (diametro) disposti per operare con fluidi ad elevata pressione.

Con particolare riferimento alla figura 3, è illustrato parzialmente il tubo 50 dell’invenzione provvisto di un’estremità 51 provvista di un giunto a bicchiere 60 e realizzato mediante l’apparato di stampaggio ad iniezione 1 sopra descritto e illustrato nelle figure 1 e 2. Il tubo 50 è del tipo cosiddetto strutturato o corrugato e comprende una parete interna 52 sostanzialmente liscia, una parete esterna 53 provvista di corrugamenti anulari 54 ed una porzione di giunzione 61 tra il giunto a bicchiere 60 e l’estremità 51 nella quale una prima porzione terminale 57 della parete interna 52 ed una seconda porzione terminale 58 della parete esterna 53 sono unite al giunto a bicchiere 60.

È bene notare che la seconda porzione terminale 58 è inserita e racchiusa all’interno del materiale del giunto a bicchiere 60. Più precisamente, l’ulteriore materia plastica con cui è realizzato il giunto a bicchiere 60 aderisce ad entrambi i lati 58a, 58b della seconda porzione di estremità 58 così da aumentare un’estensione della porzione di giunzione 61 rendendo l’unione più salda, robusta ed affidabile.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparato di stampaggio ad iniezione per realizzare un giunto a bicchiere (60) su un’estremità (51) di un tubo (50) di materia plastica comprendente una parete interna (52) sostanzialmente liscia ed una parete esterna (53) provvista di corrugamenti anulari (54), detta estremità (51) comprendendo una prima porzione terminale (57) di detta parete interna (52) ed una seconda porzione terminale (58) di detta parete esterna (53), detto apparato (1) comprendendo mezzi a stampo (2, 3, 4) i quali in una configurazione chiusa (C) ricevono e bloccano detta estremità (51) del tubo (50) e formano una cavità di iniezione (10) atta a ricevere ulteriore materia plastica, che iniettata fusa è disposta per formare, una volta solidificata, detto giunto a bicchiere (60) unito a detta estremità (51), detto apparato (1) essendo caratterizzato dal fatto che detta cavità di iniezione (10) comprende una camera anulare (11) disposta per ricevere detta prima porzione terminale (57) e detta seconda porzione terminale (58) e sagomata in modo tale che detta ulteriore materia plastica quando iniettata racchiuda detta seconda porzione di estremità (58) ed aderisca ad entrambi i lati (58a, 58b) di quest’ultima così da aumentare un’estensione di una porzione di giunzione (61) tra detto giunto a bicchiere (60) e detta estremità (51).
2. 2. Apparato secondo la rivendicazione 1, in cui detta seconda porzione terminale (58) comprende un primo lato interno (58a) sostanzialmente affacciato al giunto a bicchiere (60) ed un secondo lato esterno (58b) contrapposto al primo lato interno (58a) ed affacciato ad un corrugamento anulare (54).
3. 3. Apparato secondo la rivendicazione 1 oppure 2, in cui detti mezzi a stampo comprendono un primo semistampo (2) ed un secondo semistampo (3) mobili l’uno rispetto all’altro tra una posizione di apertura e una posizione di chiusura ed un mandrino (4) interno, detto primo semistampo (2) e detto secondo semistampo (3) definendo con detto mandrino (4) detta cavità di iniezione (10) in detta configurazione chiusa (C).
4. 4. Apparato secondo la rivendicazione 3, in cui ciascun semistampo (2, 3) comprende una rispettiva coppia di risalti anulari (21, 22) disposti per bloccare detta estremità (51) a riscontro di detto mandrino (4) impegnando il corrugamento anulare (54) più prossimo alle porzioni terminali (57, 58) di dette pareti interna ed esterna (52, 53).
5. 5. Apparato secondo la rivendicazione 4, in cui detto coppia di risalti comprende un primo risalto (21) avente forma sostanzialmente complementare ad una scanalatura (56) che divide due corrugamenti anulari (54) adiacenti e disposti in corrispondenza di detta estremità (51) del tubo (50) ed un secondo risalto (22) atto a premere dette porzioni terminali (57, 58) contro detto mandrino (4) e sagomato in modo da definire con quest’ultimo detta camera anulare (11).
6. 6. Apparato secondo una delle rivendicazioni da 3 a 5, in cui detto mandrino (4) comprende una porzione di testa (6) atta ad inserirsi all’interno di detta estremità (51) del tubo (50) ed una porzione centrale (7) disposta per formare con detti semistampi (2, 3) detta cavità di iniezione (10).
7. 7. Apparato secondo una delle rivendicazioni da 3 a 6, in cui detto primo semistampo (2) e detto secondo semistampo (3) comprendono rispettive scanalature anulari (8) per realizzare su una parete laterale (62) di detto giunto a bicchiere (60) corrispondenti rilievi anulari (63).
8. 8. Tubo in materia plastica comprendente una parete interna (52) sostanzialmente liscia, una parete esterna (53) provvista di corrugamenti anulari (54) ed un’estremità (51) provvista di un giunto a bicchiere (60), detto tubo (50) comprendendo una porzione di giunzione (61) tra detto giunto a bicchiere (60) e detta estremità (51) nella quale una prima porzione terminale (57) di detta parete interna (52) ed una seconda porzione terminale (58) di detta parete esterna (53) sono unite a detto giunto a bicchiere (60), detta seconda porzione terminale (58) essendo inserita e racchiusa all’interno del materiale di detto giunto a bicchiere (60).
9. 9. Tubo secondo la rivendicazione 8, in cui detta seconda porzione terminale (58) comprende un primo lato interno (58a) sostanzialmente affacciato al giunto a bicchiere (60) ed un secondo lato esterno (58b) contrapposto al primo lato interno (58a) ed affacciato ad un corrugamento anulare (54), detta materia plastica di detto giunto a bicchiere (60) aderendo ed unendosi ad entrambi detti lati (58a, 58b) così da aumentare un’estensione di detta porzione di giunzione (61) e rendere quest’ultima più salda e robusta
10. 10. Tubo secondo la rivendicazione 8 oppure 9, in cui detta ulteriore materia plastica iniettata e detta materia plastica del tubo (50) comprendono una medesima materia plastica oppure due differenti materie plastiche in grado di aderire ed unirsi in modo tale che detta estremità (51) e detto giunto a bicchiere (60) siano uniti e formino un corpo unico.
11. 11. Tubo in materia plastica comprendente una parete interna (52) sostanzialmente liscia ed una parete esterna (53) provvista di una pluralità di corrugamenti anulari (54) ed avente un’estremità (51) provvista di un giunto a bicchiere (60) realizzato con l’apparato secondo le rivendicazioni da 1 a 7.