ITMI951104A1 - PROCEDURE AND EQUIPMENT FOR THE CREATION OF LARGE DIAMETER CYLINDRICAL BODIES IN REINFORCED THERMOSETTING RESINS - Google Patents
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Abstract
Il procedimento per la realizzazione di corpi cilindrici di grande diametro in resine termoindurenti rinforzate con fibre di vetro consiste nel realizzare progressivamente in continuo senza giunzioni il corpo cilindrico a grande diametro disponendolo orizzontalmente e facendolo ruotare attorno al proprio asse e contemporaneamente traslare lungo lo stesso.The process for making large diameter cylindrical bodies in thermosetting resins reinforced with glass fibers consists in progressively making the large diameter cylindrical body continuously without joints, arranging it horizontally and rotating it around its axis and simultaneously translating along it.
Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Il presente trovato riguarda un procedimento ed una apparecchiatura per la realizzazione di corpi cilindrici di grande diametro in resine termoindurenti rinforzate con fibre di vetro. The present invention relates to a process and an apparatus for making large diameter cylindrical bodies in thermosetting resins reinforced with glass fibers.
Attualmente per realizzare corpi cilindrici di grande diametro, quali ad esempio tubi o serbatoi con diametri che vanno da un metro e mezzo a dieci metri, vengono utilizzati stampi sui quali si depositano i materiali di rinforzo e la resina che costituiranno poi il corpo cilindrico voluto. Currently, to create cylindrical bodies of large diameter, such as for example pipes or tanks with diameters ranging from one and a half to ten meters, molds are used on which the reinforcing materials and the resin are deposited which will then constitute the desired cylindrical body.
Gli stampi attualmente impiegati in tali processi di realizzazione, in funzione delle esigenze, possono essere in un corpo unico che viene portato in rotazione attorno al suo asse oppure essere stazionario . The molds currently used in these manufacturing processes, depending on the requirements, can be in a single body which is rotated around its axis or be stationary.
Questi stampi normalmente sono realizzati in lamiera d'acciaio o in altro materiale idoneo allo scopo oppure essere definiti da un supporto in vetroresina che costituirà parte dello spessore di parere del corpo cilindrico. These molds are normally made of sheet steel or other material suitable for the purpose or be defined by a fiberglass support which will form part of the thickness of the cylindrical body.
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In altri casi., per contenere i costi degli stampi, i corpi cilindrici sono realizzati in virole di lunghezza limitata, ad esempio di due, tre metri, le quali vengono poi assemblate una all'altra per formare l'intero corpo cilindrico. In other cases, to contain the costs of the molds, the cylindrical bodies are made of ferrules of limited length, for example two or three meters, which are then assembled one to the other to form the entire cylindrical body.
In quest'ultimo caso però, come facilmente comprensibile, il corpo cilindrico presenterà una pluralità di giunzioni costituite dal riporto di fibre di vetro e resina tra una virola e l'altra. Inoltre, chiaramente, poiché tali giunzioni vengono eseguite manualmente, si può comprendere come i costi di realizzazione in questo caso diventino molto elevati. In the latter case, however, as can be easily understood, the cylindrical body will have a plurality of joints constituted by the addition of glass fibers and resin between one ferrule and the other. Furthermore, clearly, since these joints are performed manually, it can be understood how the manufacturing costs in this case become very high.
Da quanto sopra detto è facilmente comprensibile come la realizzazione di corpi cilindrici quali possono essere tubi o serbatoi di grande diametro implichi il fatto di dover approntare degli stampi aventi un elevato costo di realizzazione che non viene ammortizzato con la bassa produzione dei pezzi da costruire. From the above it is easy to understand how the production of cylindrical bodies such as tubes or tanks of large diameter implies the fact of having to prepare molds having a high manufacturing cost which is not amortized by the low production of the pieces to be built.
Il compito che si propone il presente trovato è quello di eliminare gli inconvenienti sopra lamentati della tecnica nota. The aim of the present invention is to eliminate the aforementioned drawbacks of the known art.
Nell'ambito di questo compito uno scopo importante del trovato è realizzare un procedimento e un'apparecchiatura per la realizzazione di corpi cilindrici di grande diametro in resine termoindurenti rinforzate con fibre di vetro che utilizzino allo scopo uno stesso stampo per costruire corpi cilindrici con diametri differenti . Within this aim, an important object of the invention is to provide a method and an apparatus for manufacturing cylindrical bodies of large diameter in thermosetting resins reinforced with glass fibers which use the same mold for the purpose to construct cylindrical bodies with different diameters. .
Un ulteriore scopo del presente trovato è realizzare un procedimento e un'apparecchiatura per la realizzazione di corpi cilindrici di grande diametro che consentano la costruzione degli stessi per diametri che vanno da circa 1,5 a 10 metri utilizzando allo scopo sempre il medesimo stampo . A further object of the present invention is to provide a method and an apparatus for manufacturing cylindrical bodies of large diameter which allow the construction of the same for diameters ranging from about 1.5 to 10 meters, always using the same mold for this purpose.
Non ultimo scopo del trovato è realizzare un procedimento e un'apparecchiatura per la realizzazione di corpi cilindrici di grande diametro nei quali lo stampo che viene impiegato presenta uno sviluppo longitudinale contenuto in modo da risultare economico pur permettendo la realizzazione di corpi cilindrici di notevole lunghezza in spazi contenuti. Not least object of the invention is to provide a method and an apparatus for manufacturing cylindrical bodies of large diameter in which the mold used has a limited longitudinal development so as to be economical while allowing the production of cylindrical bodies of considerable length in small spaces.
Questo compito nonché questi ed altri scopi vengono raggiunti da un procedimento per la realizzazione di corpi cilindrici di grande diametro in resine termoindurenti rinforzate con fibre di vetro, caratterizzato dal fatto di consistere nel realizzare progressivamente in continuo senza giunzioni il corpo cilindrico di grande diametro disponendolo orizzontalmente e facendolo ruotare attorno al proprio asse e contemporaneamente traslare lungo lo stesso. This task as well as these and other purposes are achieved by a process for the production of cylindrical bodies of large diameter in thermosetting resins reinforced with glass fibers, characterized by the fact that it consists in making the cylindrical body of large diameter progressively without joints, arranging it horizontally. and making it rotate around its own axis and at the same time translate along it.
L’attuazione di detto procedimento è ottenuta con un'apparecchiatura per la realizzazione di corpi cilindrici di grande diametro in resine termoindurenti rinforzate con fibre di vetro caratterizzata dal fatto di comprendere uno stampo presentante primi e secondi mezzi per la variazione del suo diametro in relazione al diametro del corpo cilindrico che si vuole realizzare, mezzi per il rivestimento di detto stampo con più strati di materiale per realizzare detto corpo cilindrico, mezzi per la rotazione di detto stampo attorno al proprio asse e mezzi per la traslazione della porzione già formata di detto corpo cilindrico coassialmente all'asse di detto stampo per la realizzazione orizzontale in continuo senza giunzioni di detto corpo cilindrico di grande diametro. The implementation of said process is obtained with an apparatus for the production of cylindrical bodies of large diameter in thermosetting resins reinforced with glass fibers characterized in that it comprises a mold having first and second means for the variation of its diameter in relation to the diameter of the cylindrical body to be made, means for coating said mold with several layers of material to make said cylindrical body, means for rotating said mold around its own axis and means for translating the already formed portion of said body cylindrical coaxially to the axis of said mold for the continuous horizontal production without joints of said large diameter cylindrical body.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente comprensibili con la descrizione di una forma di esecuzione preferita ma non esclusiva di un procedimento e di un'apparecchiatura per la realizzazione di corpi cilindrici di grande diametro, secondo il trovato, illustrati a titolo di esempio indicativo e non limitativo negli uniti disegni nei quali: Further characteristics and advantages of the invention will become more understandable with the description of a preferred but not exclusive embodiment of a method and apparatus for manufacturing large diameter cylindrical bodies, according to the invention, illustrated by way of indicative example and non-limiting in the accompanying drawings in which:
- la figura 1 è una vista in alzato laterale, parzialmente sezionata, dell'apparecchiatura secondo il trovato; Figure 1 is a partially sectioned side elevation view of the apparatus according to the invention;
- la figura 2 è una vista frontale dello stampo dell'apparecchiatura rappresentato in figura 1 secondo il trovato; Figure 2 is a front view of the mold of the apparatus represented in Figure 1 according to the invention;
- le figure 3 e 4 mostrano in alzato laterale, schematicamente, come avviene la realizzazione di un corpo cilindrico di grande diametro secondo il trovato; Figures 3 and 4 show schematically, in lateral elevation, how a large diameter cylindrical body according to the invention is made;
- la figura 5 è una vista in alzato frontale dell'apparecchiatura rappresentata in figura 1; e - la figura 6 mostra in alzato laterale un pattino secondo il trovato. figure 5 is a front elevation view of the apparatus represented in figure 1; and - figure 6 is a lateral elevation view of a shoe according to the invention.
Con riferimento alle figure sopra descritte, il procedimento secondo l'invenzione viene realizzato inizialmente predisponendo uno stampo, con un diametro uguale al diametro del corpo cilindrico che si vuole realizzare, facendo variare, in funzione delle esigenze, il suo diametro tramite dei mezzi idonei. With reference to the figures described above, the process according to the invention is initially carried out by arranging a mold, with a diameter equal to the diameter of the cylindrical body to be made, by varying, according to requirements, its diameter by means of suitable means.
Successivamente, si realizza progressivamente in continuo, senza giunzioni, il corpo cilindrico a grande diametro sullo stampo disposto orizzontalmente facendolo ruotare attorno al proprio asse e contemporaneamente traslare lungo lo stesso come meglio verrà precisato qui di seguito . Subsequently, the large diameter cylindrical body on the mold placed horizontally is made progressively continuously, without joints, making it rotate around its own axis and at the same time translate along it as will be better specified below.
In particolare verrà deposto sullo stampo, mediante almeno una stazione di lavoro, ad esempio, come rappresentato in figura 5, tre stazioni di lavoro, un primo strato di materiale distaccante . In particular, by means of at least one work station, for example, as shown in Figure 5, three work stations, a first layer of release material will be deposited on the mold.
Il materiale distaccante verrà deposto progressivamente su porzioni cilindriche contigue dello stampo che ruota attorno al proprio asse. Più precisamente quando la prima porzione dello stampo è stata rivestita con il materiale distaccante sulla stessa verrà depositato in continuo un secondo strato di resina e/o di materiale di rinforzo mentre si esegue la copertura con il materiale distaccante della seconda porzione di stampo contigua alia prima. Quando si deposita su una terza porzione dello stampo (contigua alla seconda e prima porzione dello stesso) il materiale distaccante contemporaneamente si ha un rivestimento della seconda porzione con un secondo strato di resine e/o materiale di rinforzo e un rivestimento della prima porzione sempre con un terzo strato di resine e/o materiale di rinforzo e così via fino a rivestire totalmente lo stampo con più strati di resina e/o materiali di rinforzo prestabiliti fino al raggiungimento dello spessore di parete richiesto . The release material will be deposited progressively on contiguous cylindrical portions of the mold which rotates around its own axis. More precisely, when the first portion of the mold has been coated with the release material, a second layer of resin and / or reinforcing material will be continuously deposited on it while the second portion of the mold adjacent to the first is covered with the release material. . When the release material is deposited on a third portion of the mold (contiguous to the second and first portion thereof) at the same time there is a coating of the second portion with a second layer of resins and / or reinforcing material and a coating of the first portion always with a third layer of resins and / or reinforcing material and so on until the mold is completely covered with several layers of resin and / or pre-established reinforcing materials until the required wall thickness is reached.
Man mano che viene completata una porzione del corpo cilindrico sullo stampo quest'ultima viene sfilata dallo stesso progressivamente per permettere così la realizzazione in continuo del corpo cilindrico fino ad una lunghezza prestabilita che può essere multipla della lunghezza dello stampo oppure di qualsiasi lunghezza . As a portion of the cylindrical body on the mold is completed, the latter is gradually removed from it to allow the continuous production of the cylindrical body up to a predetermined length which can be a multiple of the length of the mold or of any length.
Chiaramente la velocità di sfilamento delle porzioni del corpo cilindrico già formate sullo stampo avviene coassialmente in continuo e progressivamente con una velocità che risulta direttamente proporzionale alla velocità con cui vengono deposti i vari strati di resina e/o materiale di rinforzo superiormente alla superficie dello stampo. Clearly, the extraction speed of the portions of the cylindrical body already formed on the mold occurs coaxially continuously and progressively with a speed that is directly proportional to the speed with which the various layers of resin and / or reinforcing material are deposited above the surface of the mold.
Opportunamente, per poter realizzare in continuo gli strati di rivestimento delle diverse porzioni contingue dello stampo detti strati di materiale vengono depositati elicoidalmente sullo stesso. Il procedimento sopra descritto viene realizzato con un 'apparacchiatura formante anch'essa l'oggetto del presente brevetto per invenzione. L'apparecchiatura, globalmente indicata con il numero di riferimento 1, è illustrata in modo schematico in alzato laterale in figura 1. Conveniently, in order to be able to continuously produce the coating layers of the different contiguous portions of the mold, said layers of material are helically deposited thereon. The process described above is carried out with an apparatus which also forms the subject of the present invention patent. The apparatus, generally indicated with the reference number 1, is schematically illustrated in lateral elevation in Figure 1.
In particolare l'apparecchiatura è munita di uno stampo 2 presentante primi e secondi mezzi 3 e 4 per la variazione del suo diametro in relazione al diametro del corpo cilindrico che si deve realizzare ed una "pelle" costituita da una lamiera metallica di lunghezza variabile, In particular, the apparatus is equipped with a mold 2 having first and second means 3 and 4 for varying its diameter in relation to the diameter of the cylindrical body to be made and a "skin" consisting of a metal sheet of variable length,
come visibile in figura 5, in prossimità dello stampo 2, sono previsti i mezzi che consentono il rivestimento dello stampo con più strati di materiale quali ad esempio tre stazioni di lavoro che sono indicate con 5. as can be seen in figure 5, near the mold 2, the means are provided which allow the mold to be coated with several layers of material such as for example three work stations which are indicated with 5.
Opportunamente, lo stampo viene fatto ruotare attorno al suo asse di rotazione tramite dei mezzi di rotazione 6. Conveniently, the mold is made to rotate around its rotation axis by means of rotation means 6.
L’apparecchiatura è inoltre provvista di mezzi per la traslazione della porzione già formata del corpo cilindrico, coassialmente all'asse dello stampo, in modo da poter realizzare orizzontalmente, con uno stampo di piccola lunghezza, in continuo e senza giunzioni, un corpo cilindrico di grande diametro e di lunghezza qualsivoglia . The apparatus is also provided with means for the translation of the already formed portion of the cylindrical body, coaxially to the axis of the mold, so as to be able to create horizontally, with a mold of short length, continuously and without joints, a cylindrical body of large diameter and any length.
in particolare i primi mezzi di variazione del diametro dello stampo 2 comprendono degli elementi a pantografo, ciascuno indicato con 10, tra loro incernierati centralmente in 11 e incernierati rispettivamente con le loro estremità ad una superficie cilindrica 9 che definisce l'anima interna dello stampo e con un’asta di comando 8. L'attivazione degli elementi a pantografo 10 consente una prima regolazione grossolana del diametro dello stampo 2. in particular, the first means for varying the diameter of the mold 2 comprise pantograph elements, each indicated with 10, hinged centrally to each other at 11 and hinged respectively with their ends to a cylindrical surface 9 which defines the internal core of the mold and with a control rod 8. The activation of the pantograph elements 10 allows a first rough adjustment of the diameter of the mold 2.
I primi mezzi di variazione 3 sono con l'estremità opposta associati ai secondi mezzi di variazione 4 del diametro dello stampo e comprendono delle aste 12 tra loro incernierate a compasso e che consentono, quando attivate. la regolazione fine del diametro delio stampo. The first variation means 3 are associated with the opposite end to the second means 4 for varying the diameter of the mold and comprise rods 12 hinged together like a compass and which allow, when activated. fine adjustment of the mold diameter.
in tal modo, come facilmente comprensibile, si può realizzare uno stampo con diametro che può essere variato a piacere entro una vasta gamma di dimensioni . in this way, as can be easily understood, a mold can be made with a diameter that can be varied at will within a wide range of dimensions.
Come visibile nella figura 1 lo stampo è supportato da una testata fissa 13 internamente alla quale sono alloggiati i mezzi di rotazione 6 dello stesso e i controlli per l'avanzamento della testata mobile 14. As can be seen in Figure 1, the mold is supported by a fixed head 13 inside which the rotation means 6 of the same and the controls for the advancement of the movable head 14 are housed.
I movimenti di rotazione dello stampo e di spostamento della testata mobile 14 sono tra loro coordinati al fine di garantire la perfetta omogeneità del corpo cilindrico da realizzare. Si precisa inoltre che la rotazione dello stampo è possibile grazie al fatto che quest'ultimo è montato a sbalzo sulla testata fìssa 13. The rotational movements of the mold and the displacement of the movable head 14 are mutually coordinated in order to ensure perfect homogeneity of the cylindrical body to be made. It should also be noted that the rotation of the mold is possible thanks to the fact that the latter is mounted cantilevered on the fixed head 13.
Le stazioni di lavoro 5 possono muoversi parallelamente all'asse di rotazione dello stampo in modo da formare progressivamente il corpo cilindrico che si vuole realizzare sullo stesso depositando resina e rinforzi sullo stampo stesso. L'estrazione delle porzioni del corpo cilindrico formate avvengono tramite dei mezzi di traslazione che comprendono più pattini 15 alloggiati nello spessore della parete di estremità dello stampo 2. The work stations 5 can move parallel to the rotational axis of the mold so as to progressively form the cylindrical body that is to be made thereon by depositing resin and reinforcements on the mold itself. The extraction of the portions of the cylindrical body formed takes place by means of translation means which comprise a plurality of shoes 15 housed in the thickness of the end wall of the mold 2.
Inoltre, è presente, inferiormente al corpo cilindrico, un carrello di supporto 16 mobile contemporaneamente alla testata mobile 14. Furthermore, there is, below the cylindrical body, a support carriage 16 which is movable at the same time as the movable head 14.
In particolare ciascuno dei pattini 15 comprende un elemento ruotante 18 supportante sulla sua superficie una pluralità di organi di presa ad esempio una pluralità di ventose 20 atte ad impegnarsi ciclicamente, durante la rotazione dell'elemento ruotante con la superficie interna del corpo cilindrico. In particular, each of the shoes 15 comprises a rotating element 18 supporting on its surface a plurality of gripping members, for example a plurality of suckers 20 adapted to engage cyclically, during the rotation of the rotating element, with the internal surface of the cylindrical body.
Per corpi di grande diametro e di peso elevato il sistema di avanzamento è costituito da cilindri idraulici che spingono elementi a ventosa impegnati sul cilindro di grande diametro. For large diameter and heavy weight bodies, the feed system consists of hydraulic cylinders that push suction cup elements engaged on the large diameter cylinder.
La testata mobile 14 scorre lungo dei binari 32 e fornisce il supporto al corpo cilindrico di grande diametro . The movable head 14 slides along the tracks 32 and provides support for the cylindrical body of large diameter.
Il carrello di supporto invece svolge la funzione di cooperazione al mantenimento in asse del corpo cilindrico man mano che viene sfilato dallo stampo 2 mentre le costolature 20, che sono The support carriage, on the other hand, performs the function of cooperation in maintaining the cylindrical body in axis as it is withdrawn from the mold 2 while the ribs 20, which are
realizzate a distanza predeterminata sul corpo cilindrico, impediscono uno schiacciamento radiale dello stesso. made at a predetermined distance on the cylindrical body, they prevent radial crushing of the same.
Chiaramente la velocità di rotazione dello stampo risulta direttemente proporzionale alla velocità di sfilamento della porzione formata del corpo cilindrico . Clearly, the rotational speed of the mold is directly proportional to the extraction speed of the portion formed of the cylindrical body.
Nel caso di realizazione di un serbatoio la testata mobile 14 può supportare un elemento 30 definente già il fondo del serbatoio, In the case of construction of a tank, the movable head 14 can support an element 30 already defining the bottom of the tank,
si precisa in ultimo che la velocità di avanzamento della testata mobile 14 e la velocità di rotazione dei pattini a ventosa che si impegnano con la superficie interna del corpo cilindrico sono controllati elettronicamente in modo da avere un avanzamento simultaneo. lastly, it is specified that the speed of advancement of the movable head 14 and the speed of rotation of the suction cup shoes which engage with the internal surface of the cylindrical body are electronically controlled so as to have a simultaneous advancement.
La regolazione degli spostamenti degli elementi a pantografo e delle aste incernierate a compasso come degli altri elementi mobili è di tipo idraulico con controllo elettronico e dotato di fermi meccanici. The adjustment of the displacements of the pantograph elements and of the compass hinged rods as of the other mobile elements is of the hydraulic type with electronic control and equipped with mechanical stops.
Il funzionamento dell'apparecchiatura secondo la presente invenzione risulta già chiaro da quanto descritto ed illustrato. The operation of the apparatus according to the present invention is already clear from what has been described and illustrated.
in particolare, come già spiegato si realizza la variazione del diametro dello stampo agendo sugli elementi a pantografo 10 e sulle aste incernierate a compasso 12. in particular, as already explained, the diameter of the mold is changed by acting on the pantograph elements 10 and on the compass hinged rods 12.
A questo punto come facilmente intuibile la lamiera metallica 31 realizzata in più pezzi, sovrapporrà nel caso di configurazioni di diametro inferiore al massimo di una quantità sempre crescente in funzione del valore del diametro o si disporranno tra loro una contigua all'altra (figura 2) nel caso di diametro massimo. At this point, as easily understood, the metal sheet 31 made in several pieces, will overlap in the case of configurations with a diameter smaller than the maximum by an ever-increasing quantity as a function of the value of the diameter or will be arranged one next to the other (figure 2) in the case of maximum diameter.
In questo modo è possibile ottenere qualsiasi variazione di circonferenza compresa tra un valore massimo e un valore minimo. In this way it is possible to obtain any circumference variation between a maximum and a minimum value.
Successivamante si deposita mediante una o più delle stazioni di lavoro uno o più strati di resina e/o di materiale di rinforzo fino al raggiungimento dello spessore di parete prevoluto del corpo cilindrico. Subsequently, one or more layers of resin and / or reinforcing material are deposited by means of one or more of the work stations until the predetermined wall thickness of the cylindrical body is reached.
A questo punto, come già spiegato, man mano che si forma una porzione del corpo cilindrico quest'ultimo viene estratto dallo stampo laciando la possibilità di formare un'altra porzione di corpo cilindrico e consentendo di realizzare quest'ultimo con una lunghezza prevoluta indipendentemente dalla lunghezza dello stampo. L'invenzione raggiunge gli scopi proposti consegue importanti e numerosi vantaggi. At this point, as already explained, as a portion of the cylindrical body is formed, the latter is extracted from the mold allowing the possibility of forming another portion of the cylindrical body and allowing the latter to be made with a predetermined length regardless of the mold length. The invention achieves the proposed aims and achieves important and numerous advantages.
Ad esempio è possibile utilizzare uno stampo unico di lunghezza limitata per formare corpi cilindrici di differenti diametri ad un costo contenuto e con estrema rapidità e semplicità. For example, it is possible to use a single mold of limited length to form cylindrical bodies of different diameters at a low cost and with extreme rapidity and simplicity.
L'invenzione così concepita è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito del presente concetto inventivo. The invention thus conceived is susceptible of numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the present inventive concept.
Inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da elementi tecnicamente equivalenti. Furthermore, all the details can be replaced by technically equivalent elements.
I materiali impiegati, le forme e le dimensioni possono essere qualsiasi a secondo delle esigenze. The materials used, the shapes and the dimensions can be any according to the requirements.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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0001 | Granted |