ITRA20010010A1

ITRA20010010A1 - TALIO DEVICE AND MIXTURE OF PIPES PREFERABLY IN PLASTIC MATERIAL

Info

Publication number: ITRA20010010A1
Application number: IT2001RA000010A
Authority: IT
Inventors: Claudio Argnani
Original assignee: Ipm S N C Di Argnani Claudio &
Priority date: 2001-10-08
Filing date: 2001-10-08
Publication date: 2002-01-08

Description

DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE AVENTE PER TITOLO: “DISPOSITIVO DI TAGLIO E SMUSSO DI TUBI PREFERIBILMENTE IN MATERIA PLASTICA” DESCRIPTION OF THE INVENTION HAVING THE TITLE: "DEVICE FOR CUTTING AND BEVELING PIPES PREFERABLY MADE OF PLASTIC MATERIAL"

RIASSUNTO SUMMARY

Il dispositivo di taglio e smusso di tubi, preferibilmente in materia plastica, non sottoposti a rotazione, prevede l’impiego di un utensile, preferibilmente composto da più elementi singoli di taglio e smusso orientati verso il centro di un supporto anulare, ruotante esternamente al tubo e, in condizioni di riposo, concentrico con l’asse del tubo stesso; essendo poi questo utensile, assieme al suo gruppo di movimentazione, inserito in un supporto, disposto attorno ed esternamente al tubo, in grado, contemporaneamente al moto precedente, di traslare senza ruotare angolarmente lungo la circonferenza che il centro del supporto anulare compie attorno all’ asse del tubo, di raggio variabile da zero, in condizioni di riposo, fino ad un valore predefinito, in condizioni di lavoro, dipendente dalla profondità del taglio e dello smusso programmati sul bordo del tubo. The device for cutting and chamfering pipes, preferably in plastic material, not subjected to rotation, involves the use of a tool, preferably composed of several single cutting and chamfering elements oriented towards the center of an annular support, rotating externally to the pipe and, in rest conditions, concentric with the axis of the tube itself; since this tool, together with its movement unit, is inserted in a support, arranged around and externally to the tube, capable, at the same time as the previous motion, of translating without rotating angularly along the circumference that the center of the annular support performs around the axis of the tube, with a radius varying from zero, in rest conditions, up to a predefined value, in working conditions, depending on the depth of the cut and the chamfer programmed on the edge of the tube.

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Nella tecnica attuale del taglio e dello smusso dei tubi in materia plastica in fase di estrusione, e che pertanto non possono ruotare attorno al loro asse, il dispositivo di lavoro è posto su un carrello mobile che resta agganciato al tubo durante tutta la fase di lavoro, sincronizzandosi con la sua velocità; l’operazione di taglio e smusso vera e propria viene realizzata secondo diverse soluzioni, di cui le più note e importanti sono: In the current technique of cutting and chamfering plastic pipes during the extrusion phase, and which therefore cannot rotate around their axis, the work device is placed on a mobile trolley which remains hooked to the pipe during the entire work phase. , synchronizing with its speed; the actual cutting and chamfering operation is carried out according to different solutions, of which the best known and most important are:

1) Utilizzo di frese, aventi asse di rotazione preferibilmente parallelo a quello del tubo ed esterne ad esso, che compiono almeno un giro completo attorno al tubo, penetrando nello spessore in modo tale da tagliarlo e, mediante opportuna profilatura, da smussarlo sul bordo esterno tagliato. Il sistema presenta però gli inconvenienti di essere molto rumoroso, data l’elevata velocità di taglio dei denti della fresa rispetto al tubo, di produrre polveri, difficili da aspirare in modo completo, di richiedere dispositivi complessi sia per portare l’energia (di solito elettrica) al motore o ai motori delle frese, spesso mediante contatti rotanti anulari a strisciamento , sia per portare l’energia (spesso pneumatica o idraulica) agli organi di comando e controllo del moto di avvicinamento e allontanamento al tubo dei bracci delle frese, sia per aspirare i trucioli dalle cuffie delle frese, di solito attraverso condotti , di cui una parte è fissa e una parte è rotante. 1) Use of cutters, having a rotation axis preferably parallel to that of the pipe and external to it, which make at least one complete revolution around the pipe, penetrating the thickness in such a way as to cut it and, by means of appropriate profiling, to bevel it on the outer edge cut. However, the system has the drawbacks of being very noisy, given the high cutting speed of the cutter teeth with respect to the tube, of producing powders, which are difficult to suck up completely, of requiring complex devices both to carry energy (usually electric) to the motor or motors of the cutters, often by means of sliding annular rotating contacts, both to bring the energy (often pneumatic or hydraulic) to the command and control organs of the motion towards and away from the tube of the cutter arms, and to suck the chips from the covers of the cutters, usually through ducts, of which a part is fixed and a part is rotating.

2) Utilizzo di utensili, composti da una o piu’ unità di elementi monotaglienti di taglio e smusso, che vengono fatti ruotare attorno al tubo con moto circolare, di asse coincidente con quello del tubo stesso. Durante il taglio e lo smusso gli utensili ruotanti sono accostati al tubo, preferibilmente con direzione radiale, in modo da realizzare le suddette operazioni, con l’impiego di dispositivi di comando di avvicinamento e allontanamento, alloggiati nella parte rotante. Il sistema presenta gli inconvenienti, come nel caso 1), di dover portare l’energia (elettrica, idraulica o pneumatica) al gruppo rotante per i dispositivi di comando e di produrre trucioli lunghi, quindi difficili da aspirare e facilmente attorcigliabili agli organi della macchina. Il presente trovato ha lo scopo di ovviare in modo vantaggioso a questi inconvenienti; infatti l’utensile, mediante i suoi elementi monotaglienti disposti su un anello, lavora con velocità di taglio molto più basse rispetto alle corrispondenti frese, producendo di conseguenza un rumore inferiore e quindi semplificando i problemi di insonorizzazione necessari per uniformarsi alle normative vigenti; inoltre, non sussistendo organi rotanti in moto continuo, da cui asportare i trucioli o a cui dover portare energia, bastano per questi scopi semplici organi flessibili (cavi oppure tubi), apportando notevoli semplificazioni costruttive al meccanismo; inoltre la modalità del taglio del truciolo, dovuta alla composizione dei 2 moti dell’utensile, il primo essendo una rotazione attorno al suo asse, coincidente con quello del tubo solo in condizioni di riposo e il secondo essendo una traslazione senza rotazione angolare lungo la circonferenza che il centro dell’ utensile stesso compie attorno all’ asse del tubo, produce un truciolo corto e spezzettato, ma non sotto forma di polvere, quindi facilmente asportabile con dispositivi di aspirazione semplici. 2) Use of tools, consisting of one or more units of single-edged cutting and chamfering elements, which are rotated around the pipe with circular motion, with an axis coinciding with that of the pipe itself. During cutting and chamfering, the rotating tools are approached to the tube, preferably in a radial direction, in order to carry out the aforementioned operations, with the use of approach and departure control devices, housed in the rotating part. The system has the drawbacks, as in case 1), of having to bring the energy (electric, hydraulic or pneumatic) to the rotating group for the control devices and of producing long chips, therefore difficult to suck and easily twisted to the machine parts. . The present invention has the purpose of advantageously obviating these drawbacks; in fact, the tool, by means of its single-edged elements arranged on a ring, works with much lower cutting speeds than the corresponding cutters, consequently producing a lower noise and thus simplifying the soundproofing problems necessary to comply with current regulations; furthermore, since there are no rotating parts in continuous motion, from which to remove the shavings or to which it is necessary to bring energy, simple flexible parts (cables or pipes) are sufficient for these purposes, making considerable constructive simplifications to the mechanism; furthermore the method of cutting the chip, due to the composition of the 2 movements of the tool, the first being a rotation around its axis, coinciding with that of the tube only in rest conditions and the second being a translation without angular rotation along the circumference that the center of the tool itself completes around the axis of the tube, produces a short and broken chip, but not in the form of dust, therefore easily removable with simple suction devices.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del presente trovato risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione dettagliata che segue, di una forma preferita di realizzazione, illustrata a titolo esemplificativo, non limitativo, negli uniti disegni. Further characteristics and advantages of the present invention will become more evident from the following detailed description of a preferred embodiment, illustrated by way of non-limiting example, in the accompanying drawings.

La FIG.l rappresenta una generica posizione dell’ utensile e del tubo durante il taglio e lo smusso, che è risultante della composizione cinematica dei 2 movimenti generatori. FIG. 1 represents a generic position of the tool and the tube during cutting and chamfering, which is the result of the kinematic composition of the 2 generating movements.

La FIG. 2 rappresenta una successione fotografica di 4 posizioni reciproche dell’utensile e del tubo durante il lavoro, distanziate tra loro di 90° sulla circonferenza che il centro del supporto anulare dell’utensile compie traslando senza ruotare angolarmente, attorno all’ asse del tubo; le lettere a, b, c, d, rappresentano le 4 posizioni successive del centro (24) dell’ utensile. La FIG. 3 rappresenta una posizione generica degli eccentrici. FIG. 2 represents a photographic succession of 4 reciprocal positions of the tool and the tube during work, spaced 90 ° apart on the circumference that the center of the annular support of the tool performs by translating without rotating angularly, around the axis of the tube; the letters a, b, c, d, represent the 4 successive positions of the tool center (24). FIG. 3 represents a generic position of the eccentrics.

La FIG. 4 rappresenta una vista schematica del dispositivo, su un piano perpendicolare all’asse del tubo. FIG. 4 represents a schematic view of the device, on a plane perpendicular to the axis of the pipe.

La FIG. 5 rappresenta una sezione parziale AA con 2 piani paralleli all’asse del tubo, per evidenziare una coppia di elementi eccentrici e gli utensili di taglio e smusso. FIG. 5 represents a partial section AA with 2 planes parallel to the axis of the tube, to highlight a pair of eccentric elements and the cutting and chamfering tools.

Attorno al tubo (5) ruota, con centro sul proprio asse (24), come si vede in FIG. 1, un portautensili (11), che supporta uno o più utensili singoli di taglio (4) e di smusso (3); tale rotazione (19), provocata dalla cinghia (1) e dal motore (12), è concentrica con l’asse (17) del tubo, se la piastra (2), su cui è montato il portautensili (11), è fissa, come risulta in FIG. 4. La piastra (2) a sua volta è supportata da 4 perni (7) eccentrici, che possono ruotare in fori della piastra stessa mediante i cuscinetti (24); inoltre i perni (7) sono concentrici, con possibilità di rotazione, con le ruote eccentriche (9), che a loro volta sono fissate, con possibilità di rotazione, sulla piastra (20), solidale al carrello della macchina; quest’ultimo, mediante le 2 morse bloccatubi (6), ad esso appartenenti, si aggancia, per tutta la fase di taglio e smusso, al tubo che sta traslando nella direzione (21), durante l’estrusione. It rotates around the tube (5), centered on its axis (24), as seen in FIG. 1, a tool holder (11), which supports one or more single cutting (4) and chamfering (3) tools; this rotation (19), caused by the belt (1) and the motor (12), is concentric with the axis (17) of the tube, if the plate (2), on which the tool holder (11) is mounted, is fixed , as shown in FIG. 4. The plate (2) in turn is supported by 4 eccentric pins (7), which can rotate in the holes of the plate itself by means of the bearings (24); furthermore the pins (7) are concentric, with the possibility of rotation, with the eccentric wheels (9), which in turn are fixed, with the possibility of rotation, on the plate (20), integral with the carriage of the machine; the latter, by means of the 2 tube clamps (6), belonging to it, hooks, throughout the cutting and chamfering phase, to the tube that is moving in the direction (21), during the extrusion.

Tutti i perni (7) sono posti in rotazione in sincronismo da un dispositivo composto dalle pulegge (8), dalla cinghia o catena (13) e dal motore (16); tutte le ruote (9) sono poste in rotazione, anch’esse in sincronismo, dalle pulegge (10), dalla cinghia o catena (14) e dal motore (15). All the pins (7) are rotated in synchronism by a device consisting of the pulleys (8), the belt or chain (13) and the motor (16); all the wheels (9) are rotated, also in synchronism, by the pulleys (10), by the belt or chain (14) and by the motor (15).

Se ciascun perno (7) e ciascuna ruota (9) di una stessa coppia ruotano alla stessa velocità e nello stesso senso, si comportano come un unico elemento fisico, la cui eccentricità complessiva è la risultante delle eccentricità dei 2 elementi componenti (7) e (9), dipendentemente dalla loro posizione reciproca; in particolare costruendo gli elementi (7) e (9) con la stessa eccentricità, come nel caso in questione, è possibile, nella posizione di FIG. 5, che l’asse eccentrico (22) del perno (7) coincida con l’asse geometrico (23) della ruota (9); in queste condizioni le 2 eccentricità si annullano e il perno (22) ruota su se stesso e di conseguenza la piastra (2) resta fissa, come deve verificarsi nella fase di riposo. If each pin (7) and each wheel (9) of the same pair rotate at the same speed and in the same direction, they behave as a single physical element, whose overall eccentricity is the resultant of the eccentricities of the 2 component elements (7) and (9), depending on their reciprocal position; in particular by constructing the elements (7) and (9) with the same eccentricity, as in the case in question, it is possible, in the position of FIG. 5, that the eccentric axis (22) of the pin (7) coincides with the geometric axis (23) of the wheel (9); in these conditions the 2 eccentricities cancel each other out and the pin (22) rotates on itself and consequently the plate (2) remains fixed, as it must occur in the rest phase.

In qualunque altra posizione reciproca dei 2 elementi (7) e (9), l’asse (22) è eccentrico rispetto all’asse (23), come in FIG. 3: la distanza tra i 2 assi rappresenta l’eccentricità “e”; per cui, quando gli elementi (7) e (9) ruotano in sincronismo, l’asse (22) e di conseguenza la piastra (2) e tutti gli organi ad essa solidali compiono una traslazione senza rotazione angolare, secondo una circonferenza, di raggio pari all’ eccentricità “e”, avente asse parallelo a quello del tubo; nel nostro caso, poiché se “e” è uguale a zero, cioè la piastra (2) è fissa, risulta che il centro (24) del supporto anulare coincide con Γ asse del tubo (17), si ottiene che se “e” è invece diverso da zero, la circonferenza (18), di raggio “e”, percorsa dal centro del supporto anulare (24) è concentrica con Γ asse del tubo (17). In any other reciprocal position of the 2 elements (7) and (9), the axis (22) is eccentric with respect to the axis (23), as in FIG. 3: the distance between the 2 axes represents the eccentricity "e"; therefore, when the elements (7) and (9) rotate in synchronism, the axis (22) and consequently the plate (2) and all the members integral with it perform a translation without angular rotation, according to a circumference, of radius equal to eccentricity “e”, having an axis parallel to that of the tube; in our case, since if "e" is equal to zero, that is the plate (2) is fixed, it turns out that the center (24) of the annular support coincides with the Γ axis of the pipe (17), we obtain that if "e" instead it is different from zero, the circumference (18), with radius “e”, crossed by the center of the annular support (24) is concentric with the Γ axis of the tube (17).

Componendosi cinematicamente il moto rotatorio (19) di FIG.l dell’ utensile con la traslazione circonferenziale di raggio “e” a orientamento fisso (18), gli utensili (3) e (4) con i loro spigoli taglienti interferiscono con lo spessore del tubo, asportando trucioli di materiale. L’aumento dell’ eccentricità “e” è ottenuto variando la velocità di rotazione reciproca del perno (7) e della ruota (9), agendo sulla velocità angolare dei motori (15) o (16), ad esempio accelerando (15) rispetto a (16) o viceversa per un certo tempo; alla rapidità di aumento dell’eccentricità è legato lo spessore del truciolo asportato e al valore finale della stessa “e” è legata la profondità finale del taglio e dello smusso. Tale eccentricità risultante può essere variata con continuità da zero fino ad un valore massimo possibile, che si ottiene quando la posizione dell’ asse del perno (22) di FIG. 3 è nel punto (22’). By kinematically composing the rotary motion (19) of FIG. 1 of the tool with the circumferential translation of radius "e" with fixed orientation (18), the tools (3) and (4) with their cutting edges interfere with the thickness of the tube, removing material shavings. The increase in eccentricity "e" is obtained by varying the reciprocal rotation speed of the pin (7) and of the wheel (9), acting on the angular speed of the motors (15) or (16), for example by accelerating (15) with respect a (16) or vice versa for a certain time; the speed of increase in eccentricity is linked to the thickness of the chip removed and the final value of the same "e" is linked to the final depth of the cut and bevel. This resulting eccentricity can be varied continuously from zero up to a maximum possible value, which is obtained when the position of the axis of the pin (22) of FIG. 3 is in the point (22 ').

Dalla FIG.l si osserva che gli utensili possono penetrare nello spessore del tubo con piccolo angolo di incidenza e quindi in modo graduale, ma senza strisciare, ed escire dopo un percorso relativamente breve, con le stesse modalità dell’entrata: questo fatto spiega da un lato la produzione di trucioli spezzettati, dall’altro l’assenza di urti e vibrazioni, che sarebbero causa di rumore, e di strisciamenti, che sarebbero causa di precoce usura degli utensili. Lo stesso dispositivo di taglio e smusso può essere impiegato anche per il taglio e lo smusso di tubi fuori dalla linea di estrusione, purché si predisponga un meccanismo di avanzamento controllato dei tubi. From FIG. 1 it can be observed that the tools can penetrate the thickness of the pipe with a small angle of incidence and therefore gradually, but without creeping, and exit after a relatively short path, with the same modalities of entry: this fact explains by on the one hand the production of broken chips, on the other the absence of shocks and vibrations, which would cause noise, and sliding, which would cause premature wear of the tools. The same cutting and chamfering device can also be used for cutting and chamfering pipes outside the extrusion line, provided that a controlled advancement mechanism of the pipes is set up.

Il meccanismo delle FIG. 1, 2, 3, 4, 5 può essere realizzato anche con varianti costruttive tra loro equivalenti dal punto di vista funzionale e tutte rientranti nell’ambito inventivo: ad esempio le coppie di perni eccentrici possono essere in numero diverso da 4, gli elementi singoli degli utensili possono essere in numero variabile, i movimenti (18) e (19) possono essere concordi e orari, come in FIG.l, ma anche concordi e antiorari, oppure discordi tra loro. The mechanism of FIGs. 1, 2, 3, 4, 5 can also be made with construction variants equivalent to each other from the functional point of view and all falling within the inventive scope: for example the pairs of eccentric pins can be in a number other than 4, the single elements of the tools can be in a variable number, the movements (18) and (19) can be concordant and hourly, as in FIG. 1, but also concordant and anticlockwise, or discordant with each other.

Claims

CLAIMS 1) Pipe cutting and chamfering device, preferably in plastic material and not subjected to rotation, in which the cutting and chamfering operations are performed by the tools, due to their resulting compound motion, as in FIG. 1 and 2, by a rotation (19) around the center (24) of the annular support (11) that surrounds the pipe and by a rigid translation without angular rotation (18) of the center of the annular support itself (24) along a circumference with a center coinciding with Γ axis (17) of the tube and such that the cutting edges interfere with the thickness, and that its radius is variable from zero, in rest conditions, in which the axis of rotation of the annular support (11) coincides with that of the tube (5), up to a value depending on the extent of the interference to be made and therefore on the depth of the programmed cut and chamfer.

2) Device according to claim 1, wherein the translation without angular rotation (18) of the center (24) of the annular support along an axis circumference (17) coinciding with that of the tube, carried out rigidly by the tools, is obtained by means of a certain number of eccentric elements, placed in synchronous rotation with each other, which move a support of the type of plate (2) of FIG. 4, on which the tools themselves are mounted.

3) Device according to claim 2, in which the variation of the eccentricity of the elements, and therefore of the radius of the circumference (18) and consequently the control of the cutting and chamfer depth are obtained by varying the reciprocal angular orientation of the 2 elements ( 7) and (9) of FIG. 3, inside each pair of the eccentric elements, but concentric with each other.

4) Device according to claim 3, in which the variation of the reciprocal position, for each pair of the eccentric but concentric elements (7) and (9), is obtained by varying for a certain time the synchronous rotation speed of the same category , that is, either the pins (7) or the wheels (9), of the eccentric elements.

5) Device according to claim 4, in which the variation for a certain time of the synchronous rotation speed of the same category, i.e. either the pins (7) or the wheels (9), of the eccentric elements is obtained by varying the speed for a certain time of a motor, which controls all the eccentric elements in synchronism by means of a transmission element, such as (13) and (14) of FIG. 4 and of FIG. 5 6) Device according to claim 5, in which the 2 movements (18) and (19), instead of being in agreement as in Figures 1 and 2, are discordant with each other. 7) Device according to claims 1 or 2 or 3 or 4 or 5 or 6, in which the number of the single cutting and chamfering elements, fixed on the annular support, is variable from 1 upwards, without theoretical limitations. 8) Device according to claims 1 ο2ο3ο4ο5ο6ο7, in which there are tools intended for a single finishing, for example only for cutting or only for chamfering the tube. 9) Device according to claims 1 o2o3o4o5o6o7o8, in which the tube is cut and chamfered during the extrusion step. 10) Device according to claims 1 o2o3 o4o5o6o7o8, in which the tube is further cut and chamfered outside the extrusion line. 11) Device according to claims 1 or 2 or 3 or 4 or 5 or 6 or 7 or 8 or 9 or 10, in which the individual elements of the tools, fixed on the circumferential ring, are of the single-edged type, and oriented towards the center of their support ring, rotating around to its axis. 12) Device according to claims 1 o2o3o4o5o6o7o8o9 or 10, in which the single cutting and chamfering elements, fixed on the circumferential ring, are of the type with rotating cutters, and arranged towards the center of their support ring, rotating around its own axis . 13) Device according to each of the preceding claims, used for cutting and chamfering pipes other than plastic materials. 14) Device according to the preceding claims and substantially as illustrated in the attached drawings and for the specified purposes.