ITMI20081022A1

ITMI20081022A1 - Utensile sagomatore perfezionato per elementi tubolari in plastica

Info

Publication number: ITMI20081022A1
Application number: IT001022A
Authority: IT
Inventors: Lino Petena
Original assignee: Invimar S R L
Priority date: 2008-06-04
Filing date: 2008-06-04
Publication date: 2009-12-05
Also published as: EP2130664B1; PL2130664T3; EP2130664A1; ATE516136T1; SI2130664T1

Description

DESCRIZIONE dell’invenzione avente per TITOLO:

“UTENSILE SAGOMATORE PERFEZIONATO PER ELEMENTI TUBOLARI IN PLASTICA“

RIASSUNTO

L’utensile sagomatore per conformare a bicchiere le estremità di elementi tubolari in plastica, comprende un corpo di supporto da cui si protende un mandrino espandibile radialmente, nel quale scorre assialmente un organo divaricatore conformato per dilatare il mandrino tra una condizione contratta ed una condizione espansa; il mandrino espandibile comprendendo una pluralità di settori di espansione, angolarmente distanziati fra loro, almeno parte dei quali presenta, ad una loro estremità posteriore, un organo di arresto dell’elemento tubolare, conformato con una superficie frontale di spallamento che si prolunga radialmente a partire da una cava arcuata dell’organo di arresto. L’utensile comprende altresì un manicotto elasticamente cedevole di contatto con la superficie interna dell’elemento tubolare, che si estende sulla superficie esterna dei settori di espansione coassialmente al mandrino espandibile, e si prolunga all’interno della cava degli organi di arresto, oltre la superficie frontale di spallamento.

DESCRIZIONE SFONDO DELL’INVENZIONE

La presente invenzione concerne un utensile sagomatore, adatto in particolare per conformare a bicchiere le estremità di elementi tubolari in plastica destinate ad essere infilate e bloccate a tenuta su giunti per tubazioni utilizzate nella conduzione di fluidi liquidi o gassosi in impianti idrosanitari, di riscaldamento, condizionamento e per aria compressa; ai fini della presente descrizione, con l’espressione “elemento tubolare in plastica” si intende un qualsiasi elemento tubolare formato a partire da materiale plastico in strato unico, o multistrato in accoppiamento ad altri tipi di materiale.

STATO DELL’ARTE

In generale, i tubi in plastica per impianti idrosanitari, di riscaldamento, di condizionamento e per aria compressa, vengono convenzionalmente prodotti per estrusione, con diametri e spessori aventi ampie tolleranze, che possono variare da tubo a tubo nel corso di uno stesso processo produttivo, o di processi produttivi differenti.

Al fine di permettere un’adeguata connessione tra tubazioni, vengono impiegati speciali giunti che devono essere inseriti a tenuta nelle estremità conformate a bicchiere dei tubi in plastica da collegare.

L’operazione di sagomatura a bicchiere dell’estremità di un elemento tubolare può essere eseguita per mezzo di utensili noti di vario genere, fra i quali si è rivelata particolarmente efficace la soluzione che prevede l’impiego di un utensile comprendente un mandrino espandibile radialmente, in quanto consente un controllo della fase di espansione e della forma del bicchiere.

Un utensile di questo genere, ad esempio illustrato in US-7,128,560-B2, in particolare comprende un corpo di supporto per un mandrino espandibile radialmente, in cui scorre assialmente un organo divaricatore conico in grado di dilatare il mandrino tra una condizione contratta ed una condizione espansa.

Il mandrino espandibile comprende una pluralità di settori di espansione, angolarmente distanziati fra loro, i quali, nella condizione contratta, formano complessivamente un corpo cilindrico avente una superficie esterna di deformazione dell’elemento tubolare.

Una simile soluzione tuttavia non consente di eseguire una espansione uniforme dell’elemento tubolare in senso circonferenziale, in quanto, nella condizione espansa del mandrino, i settori tendono a distanziarsi fra loro creando così una serie di discontinuità circonferenziali, in corrispondenza delle quali l’elemento tubolare non viene deformato in modo regolare o adeguato.

Ciò può comportare difetti di tenuta fra gli elementi tubolari ed i giunti e/o rotture o tagli negli elementi tubolari stessi, in particolare in quelli stratificati comprendenti alluminio, implicando così la necessità di sostituire gli elementi tubolari danneggiati o comunque di effettuare interventi al fine di eliminare eventuali perdite negli impianti.

SCOPI DELL’INVENZIONE

Scopo della presente invenzione è quindi quello di fornire un utensile sagomatore per conformare a bicchiere le estremità di elementi tubolari in plastica, che consenta di eseguire una deformazione estremamente controllata degli elementi tubolari, sia in senso circonferenziale che in senso longitudinale, ottenendo così un diametro interno uniforme dell’intero bicchiere in grado di garantire una buona tenuta al fluido.

BREVE DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE

Quanto sopra può essere conseguito mediante un utensile sagomatore per conformare a bicchiere le estremità di elementi tubolari in plastica, l’utensile comprendendo:

- un corpo di supporto avente un asse longitudinale;

- un mandrino espandibile radialmente, che si estende assialmente dal corpo di supporto, terminando con una estremità anteriore di inserimento di un elemento tubolare; ed

- un organo divaricatore assialmente scorrevole nel mandrino, avente una superficie conica conformata per dilatare il mandrino tra una condizione contratta ed una condizione espansa,

detto mandrino espandibile comprendendo una pluralità di settori di espansione, angolarmente distanziati fra loro, conformati per formare una superficie esterna di deformazione dell’elemento tubolare, nonché una superficie interna conica di contatto con l’organo divaricatore,

caratterizzato dal fatto che almeno parte dei settori di espansione presentano, ad una loro estremità posteriore, un organo di arresto dell’elemento tubolare, conformato con una superficie frontale di spallamento che si prolunga radialmente a partire da una cava dell’organo di arresto che si estende lungo una circonferenza coassiale al mandrino espandibile; e dal fatto di comprendere un manicotto elasticamente cedevole di contatto con la superficie interna dell’elemento tubolare, che si estende su detta superficie esterna dei settori di espansione coassialmente al mandrino espandibile, detto manicotto di contatto prolungandosi all’interno della cava di detti organi di arresto, oltre la superficie frontale di spallamento.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Queste ed ulteriori caratteristiche secondo la presente invenzione, risulteranno maggiormente dalla descrizione che segue con riferimento ai disegni allegati, in cui:

- Fig. 1 è una vista prospettica dell’utensile sagomatore secondo la presente invenzione, in una condizione contratta;

- Fig. 2 è una vista frontale dell’utensile di Fig. 1;

- Fig. 3 è una vista prospettica, parzialmente spaccata, dell’utensile sagomatore di Fig. 1; e

- Fig. 4 è una vista in sezione longitudinale dell’utensile di Fig. 1, in una condizione espansa.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE

Le caratteristiche generali della presente invenzione verranno illustrate qui di seguito attraverso un esempio di realizzazione.

Come mostrato nelle figure da 1 a 4, l’utensile sagomatore secondo la presente invenzione comprende un corpo di supporto 10 avente un asse longitudinale, il quale supporta un mandrino espandibile radialmente 11 che si estende assialmente dal corpo di supporto 10 stesso, terminando con una estremità anteriore di inserimento per un tubo o elemento tubolare T in plastica, come schematizzato in Fig. 4.

L’utensile comprende inoltre un organo divaricatore 12, il quale risulta assialmente scorrevole nel mandrino 11 per causare una dilatazione radiale dello stesso tra una condizione contratta, illustrata in Fig. 1, ed una condizione espansa, illustrata in Fig. 4, in modo tale da conformare a bicchiere l’estremità del tubo in plastica T, come più avanti spiegato.

Il corpo di supporto 10, che presenta un foro assiale passante per l’organo divaricatore 12, comprende una parte anteriore 10’ conformata a tazza, in cui è avvitata una ghiera 13 esternamente filettata, nonché comprende un prolungamento posteriore 10’’, esternamente filettato, per l’avvitamento dell’utensile su un attuatore (non mostrato) di spinta o di trazione dell’organo divaricatore 12.

Il mandrino espandibile 11 a sua volta comprende una pluralità di settori di espansione 14, di forma triangolare sia in sezione longitudinale, sia in sezione trasversale, i quali si protendono assialmente dal corpo 10 a partire da una camera anulare 15 definita fra la ghiera filettata 13 e la parte a tazza 10’ del corpo 10 stesso.

Come meglio illustrato in figura 4, ciascun settore di espansione 14 presenta come detto una sezione longitudinale triangolare, i cui bordi longitudinali interno 16 ed esterno 17 presentano un profilo trasversale concavo, rispettivamente convesso, che unitamente ai bordi corrispondentemente sagomati dei restanti settori di espansione 14 del mandrino 11 formano una superficie conica interna di contatto con l’organo divaricatore 12, che diverge verso il corpo di supporto 10, rispettivamente una superficie esterna di deformazione del tubo T, ad esempio una superficie conica che diverge anch’essa verso il corpo 10.

Nel caso della superficie conica esterna definita dai vari settori di espansione 14, l’inclinazione dei bordi esterni 17 rispetto all’asse longitudinale dell’utensile forma un angolo α di qualche grado inferiore all’angolo β formato dai bordi interni 16 dei settori di espansione 14. Gli angoli α e β delle due superfici esterna ed interna potranno essere qualsiasi, al pari del numero dei settori di espansione 14, in funzione di specifiche esigenze e/o di caratteristiche dei tubi T e del tipo di bicchiere da formare.

In generale l’utensile comprende un elevato numero di settori di espansione 14, ad esempio pari a dodici, con i singoli settori di espansione 14 di spessore limitato, dell’ordine di qualche millimetro, in modo che i vari settori di espansione 14 strettamente ravvicinati tra loro formino una superficie esterna il più possibile continua.

Come detto, l’angolo α di apertura della superficie esterna dovrà essere pari o minore all’angolo β di apertura della superficie interna; a titolo di esempio, l’angolo α potrà essere compreso fra 0°, nel caso in cui si debbano formare dei bicchieri cilindrici, e 5°, mentre l’angolo interno β potrà essere compreso ad esempio tra 5° e 15°, o superiore. In ogni caso gli angoli α e β dovranno essere scelti in modo che a seguito di uno scorrimento assiale di lunghezza prefissata dell’organo divaricatore 12, si ottenga un’espansione radiale dei settori di espansione 14 tale da formare un bicchiere con la sagoma e le dimensioni desiderate.

Secondo la presente invenzione, almeno parte dei settori di espansione 14 presentano, ad una loro estremità posteriore, un organo di arresto 18 dell’elemento tubolare T, conformato con una superficie frontale di spallamento 18’ contro cui viene ad arrestarsi l’estremità dell’elemento tubolare T inserito coassialmente sul mandrino espandibile 11.

In particolare, ciascun settore di espansione 14 presenta un rispettivo organo di arresto 18 avente una sezione longitudinale conformata a L terminante anteriormente con la superficie frontale di spallamento 18’ che si prolunga radialmente a partire da una cava 19 dell’organo di arresto 18 stesso.

Come illustrato in Fig. 3, la cava 19 si estende negli organi di arresto 18 lungo una circonferenza coassiale al mandrino espandibile 11, formando uno spazio anulare aperto anteriormente, compreso fra un prolungamento posteriore della superficie esterna dei settori di espansione 14 e la superficie di spallamento 19.

Secondo la presente invenzione, l’utensile comprende altresì un manicotto elasticamente cedevole 20 di contatto con la superficie interna dell’elemento tubolare T, il quale si estende sulla superficie esterna 17 dei settori di espansione 14 coassialmente al mandrino espandibile 11, e si prolunga all’interno della cava 19 degli organi di arresto 18, oltre la superficie frontale di spallamento 18’.

Secondo la presente invenzione, il manicotto di contatto 20 avente tale configurazione, permette di superare gli inconvenienti degli utensili noti a mandrino espandibile, in quanto consente di effettuare una deformazione controllata delle estremità dei tubi, sia in senso circonferenziale che in senso longitudinale, formando così una estremità a bicchiere avente un diametro interno uniforme, privo di solchi longitudinali e/o rigature, cioè tale da fornire un’ampia superficie di contatto con un giunto per una buona tenuta al fluido.

Infatti, il manicotto di contatto 20 definisce una superficie di contatto continua con la superficie interna del tubo T da deformare, e consente di esercitare una sufficiente spinta di deformazione radiale del tubo anche in corrispondenza degli interspazi che si vengono a creare fra settori di espansione dilatati, grazie alla propria limitata cedevolezza.

Il fatto che il manicotto di contatto 20 secondo la presente invenzione si prolunghi all’interno della cava 19 degli organi di arresto 18, oltre la superficie frontale di spallamento 18’, consente di compensare il naturale accorciamento longitudinale del manicotto 20 durante la dilatazione radiale dello stesso; in questo modo, quando il manicotto di contatto 20 viene dilatato radialmente dal mandrino 11 nella condizione espansa, il manicotto 20 stesso viene comunque ad estendersi assialmente dall’estremità anteriore del mandrino 11 fino almeno alla superficie di spallamento 18’, consentendo così una deformazione uniforme del tubo T in senso longitudinale ed evitando la formazione di labbri interni all’estremità posteriore del tubo T stesso.

A tale scopo, preferenzialmente, il rapporto fra la lunghezza del manicotto di contatto 20 e la lunghezza del tratto di manicotto che si prolunga nella cava 19 è ad esempio compreso fra 10 e 16.

Il manicotto di contatto 20 secondo la presente invenzione è preferenzialmente realizzato in materiale elastomerico, quale poliuretano e simili, con una durezza ad esempio compresa fra 80 e 100 Shore A ed un allungamento % ad esempio compreso fra 500 e 600.

Al fine di limitare la cedevolezza del manicotto 20, il rapporto fra il proprio raggio medio e lo spessore è preferenzialmente compreso fra 4 e 10.

Il manicotto di contatto 20 viene mantenuto in posizione sul mandrino espandibile 11 grazie ad opportuni mezzi di ritegno, quali ad esempio una nervatura anulare 21 prevista internamente all’estremità anteriore del manicotto stesso, la quale si protende in una scanalatura anulare 22 ricavata corrispondentemente sulla superficie esterna all’estremità anteriore dei settori di espansione 14.

Al fine di consentire una separazione radiale dei singoli settori di espansione 14, mantenendo una loro disposizione sostanzialmente parallela all’asse longitudinale dell’utensile, nonché per ridurre gli attriti di scorrimento, i singoli settori di espansione 14 vengono opportunamente guidati.

Ad esempio, come mostrato in figura 4, ciascun settore di espansione 14 presenta un braccio posteriore 14a che si estende ortogonalmente all’asse dell’utensile, il quale può scorrere lungo una guida radiale 23 ricavata sul lato interno della parte a tazza 10’ del corpo di supporto 10. Per ridurre maggiormente gli attriti di scorrimento, tra il braccio 14a di ciascun settore di espansione 14 e la guida 23 è interposto un cuscinetto o mezzo di scorrimento a sfere, sostanzialmente costituito da due sfere 24 parzialmente alloggiate in una propria sede ricavata sul bordo posteriore del braccio 14a; un mezzo elastico costituito ad esempio da un organo elastico di forma anulare 25, in acciaio o in materiale elastomerico, è alloggiato in apposite cave alle estremità dei bracci 14a dei settori di espansione 14, il quale mantiene i settori di espansione 14 nella loro condizione radialmente contratta di figura 1, ovvero li riporta in tale posizione dopo una loro espansione mostrata in figura 4.

Con riferimento alle figure 3 e 4, l’organo divaricatore 12 presenta una testa conica 26 che si prolunga posteriormente, attraverso il foro conico definito dai bordi interni 16 dei settori di espansione 14, con un gambo 27 terminante con un codolo opportunamente sagomato per l’aggancio dell’organo divaricatore 12 ad un attuatore lineare di comando.

La testa conica 26 dell’organo divaricatore presenta un angolo di apertura sostanzialmente pari all’angolo β della superficie conica definita dai bordi interni 16 dei settori di espansione 14, ovvero di qualche grado superiore al fine di ridurre la lunghezza delle parti di contatto, durante lo scorrimento assiale dello stesso organo divaricatore 12.

Preferenzialmente, ai fini di una maggiore resistenza dei settori di espansione 14, la testa 26 dell’organo divaricatore 12 e la superficie interna 16 dei settori di espansione 14 presentano conicità divergenti dall’estremità anteriore del mandrino 11 verso il corpo di supporto 10.

Preferenzialmente, all’estremità anteriore dei settori di espansione 14 sono previsti denti di presa 28 che penetrano parzialmente nella parte interna del tubo T trattenendolo assialmente, evitando che lo stesso tubo possa sfilarsi accidentalmente durante la formazione del bicchiere.

Il modo di funzionare dell’utensile per sagomare a bicchiere le estremità di tubi in plastica, risulta essere brevemente il seguente: il mandrino 11 dell’utensile risulta inizialmente nella condizione contratta di figure 1 e 2 con i settori di espansione 14 in posizione ravvicinata, e con l’organo divaricatore 12 in posizione totalmente arretrata.

Con l’utensile in queste condizioni, il mandrino 11 provvisto del manicotto di contatto 20 viene infilato nella estremità di un tubo T da conformare a bicchiere; a questo punto si aziona l’attuatore di comando che causa un avanzamento dell’organo di espansione 12. Lo scorrimento assiale dell’organo divaricatore 12 a sua volta causa un’espansione radiale dei settori di espansione 14 e conseguentemente del manicotto di contatto 20 contro la superficie interna del tubo T.

Il movimento continuato di avanzamento dell’organo divaricatore 12 causa una progressiva espansione dei settori di espansione 14 e contemporaneamente la deformazione a bicchiere dell’estremità del tubo, come mostrato in figura 4. A questo punto, una volta che l’estremità del tubo è stata perfettamente conformata a bicchiere, l’organo divaricatore 12 viene fatto arretrare mentre la molla 25 riporta i settori di espansione 14 nella condizione contratta di figure 1 e 2. L’utensile è quindi pronto per un nuovo impiego.

Quanto è stato detto e mostrato con riferimento ai disegni allegati, è stato dato a puro titolo esemplificativo ed illustrativo delle caratteristiche generali dell’invenzione, nonché di una sua forma di realizzazione preferenziale; pertanto altre modifiche e varianti all’utensile sagomatore per elementi tubolari in plastica sono possibili, senza con ciò allontanarsi dallo scopo delle rivendicazioni.

Claims

Rivendicazioni 1. Utensile sagomatore per conformare a bicchiere le estremità di elementi tubolari in plastica, l’utensile comprendendo: - un corpo di supporto avente un asse longitudinale; - un mandrino espandibile radialmente, che si estende assialmente dal corpo di supporto, terminando con una estremità anteriore di inserimento di un elemento tubolare; ed - un organo divaricatore assialmente scorrevole nel mandrino, avente una superficie conica conformata per dilatare il mandrino tra una condizione contratta ed una condizione espansa, detto mandrino espandibile comprendendo una pluralità di settori di espansione, angolarmente distanziati fra loro, conformati per formare una superficie esterna di deformazione dell’elemento tubolare, nonché una superficie interna conica di contatto con l’organo divaricatore, caratterizzato dal fatto che almeno parte dei settori di espansione presentano, ad una loro estremità posteriore, un organo di arresto dell’elemento tubolare, conformato con una superficie frontale di spallamento che si prolunga radialmente a partire da una cava dell’organo di arresto che si estende lungo una circonferenza coassiale al mandrino espandibile; e dal fatto di comprendere un manicotto elasticamente cedevole di contatto con la superficie interna dell’elemento tubolare, che si estende su detta superficie esterna dei settori di espansione coassialmente al mandrino espandibile, detto manicotto di contatto prolungandosi all’interno della cava di detti organi di arresto, oltre la superficie frontale di spallamento.
2. Utensile sagomatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il manicotto di contatto è realizzato in materiale elastomerico.
3. Utensile sagomatore secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il manicotto di contatto è in poliuretano.
4. Utensile sagomatore secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il materiale elastomerico del manicotto di contatto presenta una durezza compresa fra 80 e 100 Shore A ed un allungamento % compreso fra 500 e 600.
5. Utensile sagomatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il manicotto di contatto presenta un rapporto fra il proprio raggio medio e lo spessore compreso fra 4 e 10.
6. Utensile sagomatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il rapporto fra la lunghezza del manicotto di contatto e la lunghezza del tratto di manicotto che si prolunga nella cava è compreso fra 10 e 16.
7. Utensile sagomatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi per il ritegno di detto manicotto di contatto sul mandrino espandibile.
8. Utensile sagomatore secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di ritegno comprendono una nervatura anulare internamente all’estremità anteriore del manicotto di contatto, detta nervatura anulare protendendosi in una scanalatura anulare prevista sulla superficie esterna dei settori di espansione.
9. Utensile sagomatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di scorrimento conformati per guidare radialmente ciascun settore di espansione, detti mezzi di scorrimento comprendendo, per ciascun settore di espansione, un braccio laterale, scorrevole in una guida radiale del corpo di supporto, nonché mezzi di rotolamento a sfere interposti tra il braccio laterale di ciascun settore di espansione e la guida radiale di scorrimento.
10. Utensile sagomatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che ciascun settore di espansione presenta un dente di presa del tubo, ad una sua estremità anteriore.