ITMI950606A1

ITMI950606A1 - Supporto per un manicotto elastico

Info

Publication number: ITMI950606A1
Application number: IT95MI000606A
Authority: IT
Inventors: Francesco Portas; Ubaldo Vallauri
Original assignee: Pirelli Cavi Spa
Priority date: 1995-03-27
Filing date: 1995-03-27
Publication date: 1996-09-27
Also published as: ITMI950606A0; US5800886A; PE49597A1; US5944929A; CA2172683A1; ES2151124T3; JPH0928015A; DE69610348D1; BR9601475A; NO961215D0; CN1142581A; DK0735639T3; CN1074104C; CA2172683C; EP0735639A1; MX9601141A; DE69610348T2; AU5032196A; AR001438A1; AU717482B2

Abstract

Il supporto è destinato a mantenere in condizione dilatata un manicotto elastico di rivestimento di elementi cilindrici allungati quali giunti di cavi elettrici e simili. Il supporto comprende un nastro avvolto elicoidalmente in spire affiancate in modo da assumere una forma cilindrica tubolare e mezzi di vincolo reciproco tra le spire per mantenere il nastro in condizione avvolta. Secondo l'invenzione, il nastro ed i mezzi di vincolo sono realizzati con materiali differenti.

Description

Titolo: Supporto per un manicotto elastico

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un supporto per mantenere in condizione dilatata un manicotto elastico di rivestimento di elementi cilindrici allungati quali giunti di cavi elettrici e simili e ad un processo per la realizzazione di un tale supporto.

Per il rivestimento di elementi allungati, quali particolarmente i giunti di cavi elettrici di media-alta tensione, sono noti manicotti elastici, detti anche autoretraibili o retraibili a freddo, in contrapposizione a manicotti di altro tipo, termoretraibili . Tali manicotti comprendono una struttura tubolare elastica (nella quale sono inglobati tutti gli elementi funzionali necessari per la specifica applicazione, ad esempio strati a controllo di campo elettrico, strati isolanti, eccetera) la quale prima dell'applicazione è mantenuta in una condizione dilatata per permetterne l'inserimento al di sopra dell'elemento da rivestire, mentre dopo l'applicazione risulta elasticamente calzata più o meno forzatamente sull'elemento.

Per il mantenimento del manicotto in condizione dilatata, viene utilizzato un supporto tubolare cilindrico, sul quale la struttura elastica tubolare viene inserita in condizione elasticamente dilatata; tale supporto viene rimosso una volta che il manicotto è posizionato sull'elemento da proteggere, permettendo così la contrazione elastica del manicotto sull'elemento stesso.

Sono noti svariati supporti di questo tipo. Un tipo particolarmente diffuso è quello in cui il supporto tubolare cilindrico è costituito da un nastro avvolto elicoidalmente in spire affiancate, legate variamente l'una all'altra. Esempi di tale tipo di supporto sono descritti in GB-A-1292608, US-A-4389440, EP-A-0291203.. La rimozione del supporto viene ottenuta mediante la progressiva distruzione del supporto stesso, operata tirando il nastro così da svolgere progressivamente le varie spire. Naturalmente, la trazione avviene dall'interno, ossia l'estremità di nastro che viene tirata è fatta passare all'interno del supporto fino a fuoriuscire dalla parte opposta; infatti la zona di manicotto già contratta e serrata sull'elemento cilindrico da proteggere impedisce il passaggio del nastro da svolgere.

La realizzazione del supporto avviene normalmente partendo da un tubo di adatto materiale polimerico che viene successivamente inciso elicoidalmente così da definire il nastro; questo è il caso ad esempio dei supporti descritti in GB-A-1292608 ed in EP-A-0291203. Alternativamente, il supporto può essere realizzato partendo da un nastro, sempre di adatto materiale polimerico, il quale viene avvolto elicoidalmente e quindi fuso localmente così da saldare le spire adiacenti; questo è il caso, ad esempio, del supporto descritto in US-A-4389440.

Un supporto del tipo suddetto deve possedere alcuni requisiti per poter svolgere correttamente la funzione che gli è richiesta.

Innanzi tutto, la superficie esterna del supporto deve risultare piana e liscia, per evitare di poter danneggiare il manicotto; infatti, durante l'immagazzinamento la forte pressione esercitata dal manicotto per la sua dilatazione elastica potrebbe provocare una riproduzione permanente (ossia non completamente recuperabile elasticamente alla rimozione del supporto o comunque recuperabile solo in tempi troppo lunghi per un corretto utilizzo del manicotto) sulla superficie interna del manicotto di eventuali irregolarità presenti sulla superficie esterna del supporto .

Poi, il supporto deve avere una resistenza a compressione radiale tale da poter sopportare - anche per lungo tempo alla temperatura di immagazzinamento - la pressione del manicotto senza collassare. Nelle applicazione su giunti di cavi elettrici in media-alta tensione, la pressione esercitata dal manicotto raggiunge facilmente livelli prossimi

E' noto in particolare che la pressione critica per unita di lunghezza di un anello circolare sottoposto a pressione uniforme è data da

dove E è il modulo elastico, J il momento d'inerzia e R il raggio interno dell'anello (vedasi Timoshenko e Gere, "Theory of Elastic Stability", McGraw Hill, seconda edizione, pag. 289 e seguenti). In questo caso, il momento d'inerzia J è dato da

dove S è lo spessore dell'anello (vedasi l'opera testé citata, pagina 282).

Lo spessore del supporto tubolare è quindi condizionato dall'esigenza di assicurare una adeguata resistenza alla pressione esterna, al fine di evitare il collasso del complesso.

Inoltre, la resistenza a trazione del nastro e la tenacità con cui sono tra loro legate le spire devono essere tali da consentire la distruzione del supporto nel modo su indicato, evitando assolutamente che una trazione applicata al nastro possa lacerare il nastro stesso invece di svolgerlo progressivamente. Ciò infatti comporterebbe la necessità di rimuovere il manicotto inizialmente applicato e di procedere nuovamente all'operazione con un nuovo manicotto.

Ciò avviene, ad esempio, con supporti in materiale plastico omogeneo, in cui le spire sono definite mediante un intaglio spiraliforme non passante realizzato in un elemento tubolare di partenza, poiché risulta critico mantenere costante durante la lavorazione il valore di spessore residuo al fondo dell'intaglio. Infatti tale spessore residuo deve risultare sufficientemente piccolo da essere lacerabile con una forza di trazione che non provochi la rottura del nastro, senza tuttavia che l'intaglio risulti passante, compromettendo l'integrità del supporto. Un eccesso di spessore residuo, dovuto ad esempio a difetti dimensionali nell'elemento tubolare di partenza o a imperfezioni nel processo di intaglio, può portare ad incrementi locali della forza di trazione da applicare al nastro per il suo svolgimento, possibili cause di rotture .

Ancora, il nastro deve avere dimensioni il più possibile ridotte per poter passare agevolmente, durante lo svolgimento, nell'intercapedine tra la superficie interna del supporto e la superficie esterna dell'elemento da proteggere. Le ridotte dimensioni del nastro sono anche importanti per permettere ad uno stesso manicotto di poter essere utilizzato su elementi aventi una gamma di diametri il più possibile ampia. Infatti, dato un certo manicotto, il diametro minimo dell'elemento da proteggere dipende esclusivamente dalla capacità di contrazione elastica del manicotto; il diametro massimo invece dipende da quanto spazio è disponibile all'interno del supporto, considerando che tra l'elemento da proteggere e la parete interna del supporto deve poter passare anche il nastro durante il suo svolgimento.

Infine, occorre limitare il numero di spire per abbreviare il più possibile il tempo di svolgimento. Infatti, l'operazione di svolgimento del nastro prevede che la trazione rettilinea del nastro stesso sia intervallata da periodiche rotazioni attorno all'elemento del nastro svolto; diversamente, poiché il punto di svolgimento del nastro segue l'elica di avvolgimento del supporto, il nastro svolto tenderebbe progressivamente ad attorcigliarsi sull'elemento, fino ad impedire l'ulteriore svolgimento. Il numero di rotazioni necessarie per il completo svolgimento del nastro è teoricamente pari al numero di spire, anche se in pratica risulta inferiore poiché normalmente le rotazioni diventano superflue verso la fine dello svolgimento. Un elevato numero di spire implica quindi sia una elevata lunghezza del nastro da svolgere, sia la necessità di effettuare un elevato numero di rotazioni.

Esiste quindi il problema di realizzare un supporto del tipo suddetto che soddisfi il più possibile i requisiti indicati in precedenza.

Di conseguenza, la presente invenzione si riferisce, in un suo primo aspetto, ad un supporto per mantenere in condizione dilatata un manicotto elastico di rivestimento di elementi cilindrici allungati quali giunti di cavi elettrici e simili, comprendente un nastro avvolto elicoidalmente in spire affiancate in modo da assumere una forma cilindrica tubolare e mezzi di vincolo reciproco tra le spire per mantenere il nastro in condizione avvolta.. caratterizzato dal fatto che il nastro ed i mezzi di vincolo sono realizzati con materiali differenti.

La differenziazione di materiale tra il nastro ed i mezzi di vincolo permette la massima libertà di scelta per entrambi.

Preferibilmente, il nastro è realizzato con un materiale elastico avente modulo elastico pari almeno a 150.000 MPa ed in cui i mezzi di vincolo reciproco tra le spire comprendono uno strato di rivestimento di materiale termoplastico sul nastro, termosaldato tra spire adiacenti .

Il materiale termoplastico permette una facile realizzazione dei mezzi di vincolo mediante termosaldatura, mentre si è verificato che se il materiale del nastro ha un elevato modulo elastico la necessaria resistenza del supporto alla pressione del manicotto risulta garantita anche con spessori ridotti del nastro. La riduzione di spessore del nastro permette di ottenere sia un minor ingombro radiale del supporto, sia un minor ingombro del nastro durante lo svolgimento, richiedendo quindi minore spazio tra il supporto e la guaina del cavo.

Vantaggiosamente, il materiale elastico è un acciaio, preferibilmente acciaio armonico per molle. Questo infatti è un materiale adatto allo scopo, grazie al suo elevato modulo elastico (circa 210.000 MPa), sostanzialmente inalterabile nel tempo ed insensibile ad incrementi della temperatura ambientale. Inoltre, è economico e facilmente reperibile.

Con un simile materiale, l’applicazione delle formule (1) e (2) citate in precedenza, nel caso di un nastro ricavato da piattina di spessore S - 0.5 mm con raggio di avvolgimento R = 25 mm, porta ad un valore di pressione critica MPa. Per spessore invece di 0.6 mm il calcolo porta ad una pressione critica

0.72 MPa. Sorprendentemente si è invece trovato che con un nastro di spessore S = 0.3 mm soltanto si ottiene un supporto capace di sopportare senza collassare un manicotto elastico per giunti elettrici in media tensione, con pressioni misurate dell'ordine di 0.7 MPa.

Preferibilmente, il nastro è in condizione sostanzialmente rettilinea a riposo e, rimossi i mezzi di vincolo reciproco tra le spire, tende a ritornare in tale condizione sostanzialmente rettilinea. Questo facilita molto la rimozione del supporto, perché favorisce una corretta disposizione rettilinea del nastro all'interno del supporto, mentre questo viene tirato.

L'applicazione del materiale termoplastico sul nastro può avvenire vantaggiosamente per estrusione, con eventuale interposizione di un adesivo. In questo modo si raggiunge in modo costruttivamente semplice una ottima adesione del materiale termoplastico al nastro.

In un secondo aspetto, la presente invenzione si riferisce ad un processo per la realizzazione di un supporto per mantenere in condizione dilatata un manicotto elastico di rivestimento di elementi cilindrici allungati quali giunti di cavi elettrici e simili, caratterizzato, dal fatto di comprendere le fasi di:

avvolgere elicoidalmente un nastro su un mandrino cilindrico, secondo spire affiancate;

vincolare tra loro le spire affiancate mediante mezzi di vincolo realizzati con un materiale diverso dal materiale del nastro.

Questo processo permette di controllare il vincolo tra le spire in modo indipendente dalle caratteristiche del materiale del nastro.

Preferibilmente, il processo comprende inoltre le fasi di:

prevedere il nastro di un materiale elastico avente modulo elastico pari almeno a 150.000 MPa;

estrudere su tale nastro uno strato di rivestimento di materiale termoplastico;

avvolgere sul mandrino il nastro recante lo strato di rivestimento estruso;

- scaldare lo strato di rivestimento fino al limite di rammollimento del materiale termoplastico;

applicare una pressione sullo strato di rivestimento prima del raffreddamento dello stesso, ottenendo la termosaldatura delle spire adiacenti.

Preferibilmente, il processo comprende ulteriormente la fase di applicare un velo di adesivo sul nastro prima di estrudere su di esso lo strato di rivestimento. Questo garantisce la massima tenacità di ancoraggio del rivestimento termoplastico al nastro.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno meglio dalla seguente descrizione di una forma di esecuzione preferita di supporto in accordo con l'invenzione, fatta con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

la figura 1 è una vista prospettica di un supporto secondo l'invenzione, con un manicotto elastico schematicamente rappresentato calzato sopra di esso;

la figura 2 è una vista prospettica in sezione di due tratti adiacenti di nastro del supporto di figura 1;

la figura 3 è una vista prospettica schematica di un'apparecchiatura per la realizzazione del supporto di figura 1.

Nelle figure, con 1 è complessivamente indicato un supporto per il mantenimento in condizione dilatata di un manicotto elastico M, indicato solo schematicamente nella figura 1. Il supporto è indicato con 1 sia nella figura 1 dove è rappresentato finito, sia nella figura 3 dove è rappresentato in corso di realizzazione.

II supporto 1 è realizzato con un nastro 2 avvolto elicoidalmente in spire 3 affiancate, in modo da assumere una forma cilindrica tubolare. Il nastro 2 è provvisto di uno strato di rivestimento 5 che avvolge l'intera sezione del nastro 2 stesso.

Le spire 3 adiacenti sono tra loro termosaldate lungo una linea di saldatura 6 in corrispondenza dell'esterno del supporto 1; in corrispondenza invece dell'interno del supporto 1, le spire 3 adiacenti sono semplicemente accostate, cioè separate da un intaglio 7.

Il nastro 2 è provvisto di un'estremità 8 non avvolta, ripiegata verso l'interno del supporto 1 in corrispondenza di un'estremità del supporto 1 stesso e distesa rettilinearmente nel supporto 1 fino a fuoriuscire dall'estremità opposta di esso.

Il nastro 2 è realizzato con un materiale elastico avente un elevato modulo di elasticità, superiore a 150.000 MPa. Il materiale elastico del nastro 2 è preferibilmente acciaio, ancor più preferibilmente acciaio armonico per molle. Il modulo elastico di tale materiale ha un valore di circa 210.000 MPa che si mantiene nel tempo, anche in condizioni ambientali difficili (umidità, temperatura elevata).

Grazie alle caratteristiche di modulo elastico del materiale, il nastro 2 può avere uno spessore S molto ridotto. Per l'impiego con manicotti di rivestimento per giunzioni di cavi elettrici in media-alta tensione si ritiene che lo spessore S del nastro 2 possa essere preferibilmente compreso tra 0,2 e 0,8 mm.

Lo strato di rivestimento 5 è realizzato con un materiale termoplastico, applicato sul nastro 2, preferibilmente per estrusione, con spessore di 0,1÷0,2 mm, con tecniche di per sè convenzionali. Il materiale termoplastico può essere scelto in una varietà di materiali polimerici facilmente estrudibili, quali ad esempio polivinilcloruro (PVC) plastificato, polietilene (PE) a bassa o alta densità, poliammidi, copolimeri etilen-vinil acetato (ÈVA), copolimeri etilen-etil acetato (EEA), copolimeri etil-butil acrilato (EBA), copolimeri etil-acido acrilico (EAA) e simili.

L'ancoraggio ottenuto con l'estrusione dei suddetti materiali sull'acciaio è di per sè buono, ma può essere migliorato applicando sul nastro 2, prima dell'estrusione, uno strato di materiale adesivo, quale ad esempio un adesivo del tipo cosiddetto istantaneo (ad esempio cianacrilico), oppure del tipo cosiddetto "hotmelt" (ad esempio a base poliammidica o a base di copolimeri ÈVA).

In alternativa alla applicazione di uno strato di materiale adesivo, può essere ottenuta l'aderenza richiesta impiegando per lo strato di rivestimento 5 un materiale, scelto tra i polimeri prima indicati, con specifiche caratteristiche adesive. Questi polimeri hanno la tendenza ad aderire a molte superfici (sia metalliche sia polimeriche), in particolare aderiscono bene all'acciaio. Tali polimeri inoltre, nonostante la loro capacità adesiva, sono comunque facilmente estrudibili. Esempi di tali polimeri adesivi sono EAA, EVA, poliammidi. In particolare è stato provato un copolimero EAA denominato PRIMACOR 3442, della società Dow Chemical. Un altro copolimero EAA è quello denominato NUCREL ARX 48, della società DuPont. Utilizzando un estrusore convenzionale, per polietilene, con temperatura del fuso compresa tra 180° e 280°, si è ottenuta un'ottima adesione al nastro d'acciaio, senza interposizione di adesivo. Le caratteristiche meccaniche / termiche del EAA sono molto simili a quelle del PE a bassa densità, e pertanto le caratteristiche del supporto e le sue modalità di realizzazione risultano del tutto equivalenti .

La realizzazione del supporto 1 avviene nel modo seguente. Dapprima viene applicato lo strato di rivestimento 5 sul nastro 2, mediante estrusione; il nastro rivestito può essere utilizzato direttamente per la realizzazione di supporti 1 oppure anche avvolto su bobina ed immagazzinato. Il nastro 1 rivestito dello strato 5 viene avvolto su un albero 9, rotante e mobile assialmente, curando che le spire 3 che via via si formano siano adiacenti l'una all'altra; ciò si ottiene, in modo di per se noto, scegliendo e controllando opportunamente la velocità di rotazione e la velocità di traslazione dell'albero 9. Mentre il nastro 2 viene avvolto, le spire 3 appena formate vengono scaldate da un impianto di riscaldamento (schematizzato in figura 3 come un un soffiatore 10) e pressate da un rullo di rettifica 11; questo determina la formazione delle linee di saldatura 6 tra le spire 3 adiacenti. Raggiunta la desiderata lunghezza assiale del supporto 1, l'alimentazione di nastro 2 viene interrotta, il nastro 2 stesso viene tagliato da una apparecchiatura di taglio (schematizzata in figura 3 come un coltello 12), e il supporto 1 sfilato dall'albero 9; l'estremità 8 di nastro 2 che rimane libera viene ripiegata entro il supporto 1 stesso e fatta fuoriuscire dalla parte opposta.

In pratica, è stato impiegato un nastro 2 di acciaio armonico per molle avente spessore S di 0,3 mm e larghezza L di 3 mm. Per lo strato di rivestimento 5 è stato impiegato PE a bassa densità (RIBLENE MV 10, della società Enichem), estruso a 130° sul nastro 2; prima dell'estrusione, sul nastro 2 era stato applicato un adesivo cianacrilico (LOCTITE 406). Successivamente, il nastro rivestito è stato avvolto su un albero. Durante l'avvolgimento, la superficie esterna è stata scaldata a 150° e pressata per ottenere la termosaldatura delle spire 3.

E' stato verificato che il supporto 1 così realizzato è stato in grado di sopportare una pressione esterna radiale di 0,7 MPa. Il nastro 2 è stato in grado di sopportare senza rottura una forza di trazione di 300 N. La resistenza opposta dalla linea di saldatura 6 dello strato di rivestimento 5 è risultata sostanzialmente trascurabile. Inoltre, nella separazione delle spire 3 del nastro 2, la lacerazione del materiale termoplastico dello strato di rivestimento 5 non lasciava pezzi staccati, che avrebbero potuto danneggiare la funzionalità del manicotto interponendosi tra questo e l'elemento da proteggere.

Come risulta dalla precedente descrizione, la presente invenzione permette di conseguire notevoli vantaggi rispetto alla tecnica nota.

Innanzi tutto, l'ingombro radiale del supporto è significativamente minore rispetto ai supporti noti, così come significativamente minore è l'ingombro del nastro durante lo svolgimento. Questo permette di utilizzare uno stesso manicotto su elementi aventi una gamma più ampia di diametri.

Inoltre, la elevata resistenza del nastro evita in modo totale il rischio di rotture del nastro stesso durante lo svolgimento. L'impiego di materiali differenti per il nastro e per i mezzi di vincolo delle spire consente infatti di selezionare per il nastro materiali con alto modulo elastico ed elevata resistenza a trazione, per i mezzi di vincolo materiali con bassa resistenza alla lacerazione, svincolando la corretta funzionalità del supporto dalle criticità di dimensionamento, come poteva avvenire con i supporti noti, realizzati con materiale omogeneo.

Ancora, l'elasticità del materiale del nastro tende a riportare il nastro in condizione distesa non appena liberato del vincolo delle linee di saldatura, facilitando l'estrazione dalla parte opposta del manicotto e riducendo il rischio di attorcigliamenti attorno all'elemento da proteggere.

E<1 >inoltre da notare che il nastro, anche se con spigoli vivi potenzialmente taglienti, in fase di svolgimento non può recare danno alcuno nè al manicotto nè all'elemento da proteggere, poiché risulta sempre e comunque rivestito di un materiale termoplastico, sostanzialmente morbido e non tagliente.

Infine, la realizzazione di un supporto secondo l'invenzione risulta estremamente semplice; in particolare, è possibile ottenere supporti di diametri diversi semplicemente avvolgendo il nastro su alberi con diametri diversi.

ESEMPIO

Per l'impiego nella realizzazione di giunzioni di cavi elettrici in media tensione ad isolante estruso, le dimensioni previste in Francia (vedasi la Tabella 1 delle norme HN 33 S 23 di "Electricité de France") variano tra un diametro minimo pari a 19.9 mm sull'isolante del cavo di sezione minima (50 mm<2>) ed un diametro massimo pari a 44,5 mm sulla guaina esterna del cavo con sezione massima del conduttore (240 mm<2>).

Secondo la presente invenzione, è stato preparato un supporto avente diametro esterno di 49 mm e diametro interno di circa 48 mm, realizzato con un nastro d'acciaio di spessore pari a circa 0,3 mm e larghezza 3 mm, rivestito con uno strato di polietilene a bassa densità di 0,1 ÷ 0,2 mm di spessore circa, come in precedenza descritto, che assicurava il vincolo delle spire di nastro avvolte.

Sopra detto supporto è stato dilatato un manicotto elastico con diametro interno di 14 mm.

Il giunto era costituito da un manicotto a più strati, in mescole a base di EPR; in particolare, il giunto era un complesso costituito da un manicotto interno, comprendente, dall'interno verso l'esterno, uno strato a controllo di campo, uno strato isolante ed uno strato semiconduttivo; più esternamente era presente una guaina semiconduttiva calzata per interferenza, uno schermo sotto forma di treccia di rame ed una guaina elastica protettiva, anch'essa calzata con interferenza sugli strati precedenti, con i lembi laterali rivoltati per consentire le operazioni di installazione del giunto sui cavi.

II grado di reticolazione delle mescole impiegate per i vari strati era, per tutti gli strati, del 95 ÷ 100% .

Il manicotto aveva (a riposo) uno spessore complessivo di circa 17 mm, ed un modulo elastico medio di circa 1,5 MPa; il supporto tubolare aveva una lunghezza di 550 mm ed il manicotto aveva lunghezza di 450 mm .

La dilatazione imposta al manicotto è stata del 250% corrispondente ad una pressione sul supporto tubolare di circa 0,7 MPa.

Il diametro interno del supporto di 48 mm, abbinato ad un ingombro di nastro di circa 1 mm all'interno del supporto stesso, ha permesso l'inserimento del complesso sopra alla guaina esterna del cavo di sezione massima di conduttore previsto {240 mm<2>), avente diametro di 44,5 mm.

Il complesso formato dal manicotto dilatato sul supporto è stato mantenuto per un periodo di 6 settimane a 65°C, simulanti 2 anni di permanenza a magazzino a temperatura ambiente (20°); non si sono manifestati cedimenti strutturali o deformazioni significative nel supporto tubolare durante tale periodo.

Successivamente il manicotto è stato applicato su una giunzione di cavi aventi la minima sezione di conduttore prevista (50 mm<2>), pari ad un diametro di isolante di 19.9 mm, mediante trazione sul capo libero del nastro, secondo le modalità in precedenza descritte; la temperatura al momento dell'applicazione era prossima a 0°C.

In tali condizioni di applicazione (particolarmente gravose per il comportamento elastico dei materiali del manicotto) il manicotto ha esercitato, già dopo pochi minuti dalla rimozione del supporto tubolare, una pressione di 0,15 MPa; la giunzione è stata provata elettricamente 20 minuti dopo l'applicazione del manicotto, mostrandosi perfettamente funzionale.

Il dimensionamento sopra indicato era dovuto al fatto che, con i materiali impiegati, per poter assicurare una buona pressione (almeno 0,1 ÷ 0,2 MPa) sull'isolante del cavo più piccolo, al momento stesso del montaggio, è stato osservato che occorre prevedere un'interferenza nominale (tra diametro interno del manicotto a riposo e diametro esterno dell'isolante del cavo, su cui deve essere esercitata la suddetta pressione) pari a circa il 35 ÷ 40%.

In questo caso, il manicotto per il cavo di sezione 50 mm<2 >aveva diametro interno 19,9 mm / 1,4 = 14 min, corrispondente ad una interferenza nominale del 40%.

Con i supporti tradizionali, in materiale polimerico omogeneo, per usare un solo manicotto per coprire tutta la gamma di cavi richiesta, si sarebbe dovuto disporre di un supporto con diametro interno superiore a 44,5 mm più lo spazio occupato dall'estremità libera del nastro, per poter posizionare il manicotto (dilatato sul suo supporto) sulla guaina del cavo prima di effettuare la connessione dei conduttori; in pratica, il diametro interno del supporto sarebbe dovuto essere di almeno 50 mm.

Un diametro interno di 50 mm avrebbe implicato un diametro esterno di almeno 56 mm (spessore della parete del supporto di circa 3 mm, sufficiente a sostenere la pressione esterna applicata dal manicotto).

Se un manicotto avente diametro interno di 14 mm venisse calzato su un supporto avente diametro esterno di 56 mm, esso dovrebbe essere dilatato del 300%.

L'esperienza ha tuttavia dimostrato che è praticamente impossibile imporre una dilatazione così elevata e contemporaneamente assicurare un buon ritorno elastico in modo da esercitare una pressione sufficiente anche sul caso di sezione minima all'atto dell'applicazione o comunque entro pochi minuti da essa, e ciò in particolare dopo lunghi periodi di permanenza in magazzino e con basse temperature di posa (per esempio 0 ÷ 5°C).

In effetti, gli esperimenti eseguiti dalla Richiedente hanno mostrato che per avere un risultato soddisfacente, occorre tenere conto sia della dilatabilità delle mescole impiegate per formare i vari strati del manicotto, sia della capacità di ritorno elastico delle stesse mescole.

In particolare, nel corso della attività sperimentale che ha portato alla presente invenzione, è stato constatato che i manicotti realizzati con i materiali della prova sopra descritta, con grado di reticolazione del 95 ÷ 100%, sottoposti ad una dilatazione del 300%, hanno mostrato una lacerazione dello strato più interno, a controllo di campo, maggiormente sollecitato, durante il periodo di simulazione della permanenza a magazzino.

Sono inoltre stati realizzati manicotti con il solo strato più interno dotato di maggiore dilatabilità, impiegando lo stesso materiale, ma mantenendolo con un grado di reticolazione inferiore, dal 60 ÷ 70%. Tali manicotti non hanno mostrato lacerazioni durante il periodo di simulazione della permanenza a magazzino (6 settimane a 65°C).

Gli stessi manicotti sono stati quindi applicati alle giunzioni degli stessi cavi suddetti, nelle stesse condizioni di posa descritte in precedenza (temperatura di circa 0°C).

In tali condizioni all'atto della posa i manicotti non hanno esercitato una pressione accettabile sull'isolante dei cavi, risultando anzi scorrevoli su di essi e tale condizione di insufficiente pressione si è mantenuta per parecchi minuti dopo l'applicazione (10 ÷ 20 minuti).

Con i manicotti realizzati con i materiali attuali pertanto si ritiene che dilatazioni accettabili, sia ai fini del ritorno elastico sia della resistenza dei materiali, siano dell'ordine del 200 ÷ 250%, mentre dilatazioni superiori non forniscono risultati accettabili .

In questo caso con i supporti tradizionali si è allora costretti ad utilizzare almeno due misure diverse di manicotti per coprire la gamma di cavi prevista, ad esempio un manicotto con diametro interno di 14 min dilatato su un supporto con diametro esterno di 46 mm per le sezioni di conduttore da 50 mm<2 >a 95 mm<2 >ed un altro manicotto con diametro interno di 17 mm dilatato su un supporto con diametro esterno di 56 mm per le sezioni di conduttore da 95 mm<2 >a 240 mm<2>.

Viceversa, con un supporto in accordo con l'invenzione, comprendente una porzione ad alto modulo elastico e con elevata resistenza strutturale, formante un'elica continua, e una porzione di materiale a bassa resistenza, atto a mantenere vincolate in modo lacerabile le spire di detta elica, è possibile dimensionare il supporto con piccolo spessore di parete senza compromettere la resistenza strutturale, consentendo quindi di limitare la dilatazione da applicare al manicotto da calzare sul supporto così da poter usare un unico manicotto per coprire tutte le sezioni da 50 mm<2 >a 240 mm , senza che il manicotto stesso debba sostenere valori di dilatazione eccessivi.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Supporto per mantenere in condizione dilatata un manicotto elastico di rivestimento di elementi cilindrici allungati quali giunti di cavi elettrici e simili, comprendente un nastro avvolto elicoidalmente in spire affiancate in modo da assumere una forma cilindrica tubolare e mezzi di vincolo reciproco tra le spire per mantenere il nastro in condizione avvolta, caratterizzata dal fatto che il nastro ed i mezzi di vincolo sono realizzati con materiali differenti.
2. Supporto secondo la rivendicazione 1, in cui il nastro è realizzato con un materiale elastico avente modulo elastico pari almeno a 150.000 MPa.
3. Supporto secondo la rivendicazione 1, in cui i mezzi di vincolo reciproco tra le spire comprendono uno strato di rivestimento di materiale termoplastico sul nastro, termosaldato tra spire adiacenti.
4. Supporto secondo la rivendicazione 1, in cui il nastro è realizzato con un materiale elastico avente modulo elastico pari almeno a 150.000 MPa ed in cui i mezzi di vincolo reciproco tra le spire comprendono uno strato di rivestimento di materiale termoplastico sul nastro, termosaldato tra spire adiacenti.
5. Supporto secondo la rivendicazione 2, in cui il materiale elastico è un acciaio.
6. Supporto secondo la rivendicazione 5, in cui l'acciaio è acciaio armonico per molle.
7. Supporto secondo la rivendicazione 2, in cui il nastro è in condizione sostanzialmente rettilinea a riposo e, rimossi i mezzi di vincolo reciproco tra le spire, tende a ritornare in tale condizione sostanzialmente rettilinea.
8. Supporto secondo la rivendicazione 2, in cui il materiale termoplastico è estruso sul nastro.
9. Supporto secondo la rivendicazione 8, in cui il materiale termoplastico è un materiale polimerico scelto nel gruppo comprendente polivinilcloruro (PVC) plastificato, polietilene (PE) a bassa o alta densità, poliammidi, copolimeri etilen-vinil acetato (ÈVA), copolimeri etilen-etil acetato (EEA), copolimeri etil-butil acrilato (EBA), copolimeri etil-acido acrilico (EAA) e simili.
10. Supporto secondo la rivendicazione 9, in cui il materiale polimerico possiede proprietà adesive nei confronti del materiale elastico del nastro.
11. Supporto secondo la rivendicazione 8, in cui tra il nastro e lo strato di rivestimento è interposto uno strato di materiale che possiede caratteristiche adesive nei confronti del materiale elastico del nastro.
12. Processo per la realizzazione di un supporto per mantenere in condizione dilatata un manicotto elastico di rivestimento di elementi cilindrici allungati quali giunti di cavi elettrici e simili, caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di: - avvolgere elicoidalmente un nastro su un mandrino cilindrico, secondo spire affiancate; vincolare tra loro le spire affiancate mediante mezzi di vincolo realizzati con un materiale diverso dal materiale del nastro.
13. Processo secondo la rivendicazione 12, comprendente le fasi di: prevedere il nastro di un materiale elastico avente modulo elastico pari almeno a 150.000 MPa; estrudere su tale nastro uno strato di rivestimento di materiale termoplastico; avvolgere sul mandrino il nastro recante lo strato di rivestimento estruso; scaldare lo strato di rivestimento fino al limite di rammollimento del materiale termoplastico; - applicare una pressione sullo strato di rivestimento prima del raffreddamento dello stesso, ottenendo la termosaldatura delle spire adiacenti.
14. Processo secondo la rivendicazione 13, comprendente la fase di applicare un velo di adesivo sul nastro prima di estrudere su di esso lo strato di rivestimento .
15. Processo secondo la rivendicazione 13, in cui il nastro è di acciaio armonico per molle.