ITPN20100062A1

ITPN20100062A1 - Procedimento per la fabbricazione di curve tubolari metalliche e curve tubolari ottenute con tale procedimento

Info

Publication number: ITPN20100062A1
Application number: IT000062A
Authority: IT
Inventors: Marcello Fontana
Original assignee: Free Spirits S R L
Priority date: 2010-10-20
Filing date: 2010-10-20
Publication date: 2012-04-21

Description

Descrizione del brevetto per invenzione industriale avente per titolo:

“PROCEDIMENTO PER LA FABBRICAZIONE DI CURVE TUBOLARI METALLICHE E CURVE TUBOLARI OTTENUTE CON TALE PROCEDIMENTO”

DESCRIZIONE

SETTORE TECNICO DELL’INVENZIONE

[001] La presente invenzione si riferisce ad un procedimento per la fabbricazione di curve tubolari metalliche e alle curve tubolari metalliche ottenute con tale procedimento, in particolare curve da utilizzare per gli scarichi di motori a combustione interna.

STATO DELLA TECNICA ANTERIORE

[002] Per ottenere curve metalliche tubolari si usano notoriamente attrezzature meccaniche denominate “piega tubi”, che però denunciano dei limiti produttivi dipendenti dal rapporto fra lo spessore di parete del tubo e il raggio della curva da ottenere. Infatti, risulta praticamente impossibile piegare tubi con spessore inferiore a circa 1 mm, con raggio medio di curvatura inferiore al diametro del tubo. Le curve ottenute in questo modo avrebbero il materiale molto stressato e quindi soggetto a rottura se sottoposto a forti sollecitazioni, in particolare termiche.

Per superare questa limitazione si può ricorrere a curve ottenute mediante stampaggio, con il grave inconveniente però di un costo molto elevato degli stampi e conseguentemente una possibilità d’impiego dei prodotti ottenuti soltanto in specifici casi di impianti ad alta tecnologia.

Una soluzione molto particolare è descritta nel brevetto US 3,550,253 che insegna un procedimento per la fabbricazione di tubi metallici curvati, in cui si prevede lo stampaggio di due semi-ciambelle tubolari, il taglio di ciascuna semi-ciambella in settori aventi angolo uguale, e la saldatura lungo il loro bordo di settori corrispondenti in modo da ottenere il tratto di tubo curvato. I tubi così ottenuti sono usati, in particolare, nei reattori nucleari e si tratta anche in questo caso di tubi aventi un certo spessore di parete e che devono avere specifiche caratteristiche di sicurezza dato il settore d’impiego.

RIASSUNTO DELL’INVENZIONE

[003] Come è noto, i motori a combustione interna producono gas combusti a temperature molto elevate, che vengono scaricati nell’atmosfera passando attraverso tubazioni metalliche di varie forme, nelle quali sono contenuti dei catalizzatori per ridurre le emissioni di composti tossici e dei silenziatori per ridurre la rumorosità degli scarichi.

Le tubazioni di scarico sono metalliche e presentano generalmente una o più curve, in modo da ridurre la loro lunghezza e il conseguente ingombro.

Queste tubazioni hanno normalmente uno spessore di parete di circa 1,5 mm. Con spessori così ridotti, quanto maggiore è il diametro del tubo tanto maggiore è la difficoltà di realizzare la curva senza stressare il materiale e quindi ridurre la resistenza della tubazione sottoposta alle condizioni di esercizio.

[004] Scopo principale dell’invenzione è quindi quello di realizzare un procedimento per la fabbricazione di curve tubolari metalliche con spessore di parete sottile mediante lavorazioni semplici e poco costose, che garantiscono la qualità del prodotto finito in termini di spessore costante della parete per l’intero sviluppo della curva e di resistenza alle sollecitazioni termiche oltre che meccaniche.

Ulteriore scopo dell’invenzione è quello di fornire curve tubolari metalliche adatte specificamente per la realizzazione degli scarichi di motori a combustione interna, in particolare di motociclette, ma utilizzabili anche per altri impieghi come ad esempio nell’industria chimica e in quella alimentare.

[005] Questi e altri scopi verranno raggiunti, secondo la presente invenzione, con un procedimento di fabbricazione come definito nella rivendicazione 1 , e con una curva tubolare metallica come definita nella rivendicazione 4.

Le altre rivendicazioni precisano ulteriori caratteristiche dell’invenzione.

BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE

[006] Caratteristiche e vantaggi della presente invenzione saranno più evidenti dalla seguente descrizione di una realizzazione riportata a titolo di esempio non limitativo con riferimento alle annesse figure, in cui:

- le figure da 1 a 6 rappresentano schematicamente in prospettiva diverse fasi successive del procedimento di lavorazione per ottenere una curva tubolare metallica secondo l’invenzione,

- le figure 7 e 8 rappresentano in prospettiva due curve tubolari ottenute con il procedimento di lavorazione secondo la presente invenzione.

- la figura 9 rappresenta una porzione di tubo di scarico per motori a combustione interna, in cui la parte curva è realizzata con il procedimento di lavorazione secondo la presente invenzione.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE

[007] Il procedimento secondo l’Invenzione consente di ottenere curve tubolari metalliche, con raggi medi inferiori al diametro del tubo, a partire da lastre metalliche di spessore ridotto. Tale spessore è normalmente inferiore a 1,5 mm.

Le lastre metalliche 10 sono di forma circolare e, in una prima fase di fabbricazione vengono lavorate al tornio mediante stampi e contropunte rotanti 11,12 (Figg. 1 e 2), in modo da ottenere dei semigusci 13 di forma toroidale (Fig. 2).

In una seconda fase di lavorazione, i semigusci 13 sono sottoposti a tranciatura per eliminare la loro porzione circolare centrale. Naturalmente, la tranciatura può essere eseguita con i mezzi manuali o automatici più appropriati.

Successivamente, in una terza fase di lavorazione, i semigusci 13 vengono associati a due a due e saldati lungo i rispettivi bordi (Figg. 3 e 4). Preferibilmente, si utilizza la saldatura TIG. Si ottengono così degli elementi toroidali chiusi 14, a forma di ciambelle, del diametro voluto (Fig. 5).

Se necessario, per eliminare il segno della saldatura gli elementi toroidali 14 vengono sottoposti ad un’operazione di levigatura, come ad esempio una satinatura.

Quindi, nell’ultima fase di lavorazione, gli elementi toroidali 14 vengono tagliati ortogonalmente al loro asse, in modo da ottenere settori tubolari curvi 15 (Figg. 7 e 8) aventi i richiesti gradi di apertura angolare.

Nel caso specifico di impiego delle curve tubolari per la fabbricazione di scarichi per motori a combustione interna 16, in particolare per motociclette, le curve (15) hanno normalmente uno sviluppo di 180° (Fig. 9).

[008] Il procedimento secondo la presente invenzione offre un importante vantaggio dal punto di vista tecnico. Infatti, in una curva tubolare ricavata da una lastra metallica, il materiale pur essendo sottoposto a stress meccanico nella formatura in stampo viene ricompattato dalla lavorazione al tornio e quindi alla fine gli viene conferita una maggiore durezza e tenacia. Inoltre, la curva ottenuta presenta una parete con spessore molto uniforme e costante.

Questa lavorazione evidentemente consente di superare i limiti dimensionali delle curve che possono essere prodotte con altri sistemi e risulta particolarmente semplice ed economica dato il basso costo degli stampi per la lavorazione al tornio.

Claims

Rivendicazioni del brevetto per invenzione industriale avente per titolo: “PROCEDIMENTO PER LA FABBRICAZIONE DI CURVE TUBOLARI METALLICHE E CURVE TUBOLARI OTTENUTE CON TALE PROCEDIMENTO” RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per la fabbricazione di curve tubolari metalliche, a partire da lastre metalliche di spessore ridotto, caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi: - Lavorare al tornio due lastre metalliche (10) in modo da ottenere due semigusci toroidali (13), - Tranciare la porzione circolare centrale di ciascuno dei due semigusci (13), - Saldare assieme i due semigusci (13) lungo i rispettivi bordi, in modo da ottenere un elemento toroidale (14), - Tagliare l’elemento toroidale (14) in modo da ottenere settori tubolari curvi (15) aventi i richiesti gradi di apertura angolare.
2. Procedimento per la fabbricazione di curve tubolari metalliche secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che si utilizzano lastre metalliche circolari (10) con spessore inferiore a 1,5 mm.
3. Procedimento per la fabbricazione di curve tubolari metalliche secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che, dopo la fase di saldatura dei semi-gusci (13) e prima della fase di taglio, l’elemento toroidale (14) viene sottoposto ad una fase di satinatura per eliminare il segno della saldatura.
4. Curva tubolare metallica, con spessore di parete ridotto, in particolare per condotti di scarico per motori a combustione interna, caratterizzata dal fatto di essere prodotta mediante il procedimento di fabbricazione secondo le rivendicazioni da 1 a 3.