ITRA20120012A1 - Sistema di taglio e smusso di tubi in materia plastica con utensili a punta singola e moto di penetrazione intermittente - Google Patents

Description

RIASSUNTO DELL’INVENZIONE INDUSTRIALE AVENTE PER TITOLO:

‘ SISTEMA DI TAGLIO E SMUSSO DI TUBI IN MATERIA PLASTICA CON UTENSILI A PUNTA SINGOLA E MOTO DI PENETRAZIONE INTERMITTENTE”

RIASSUNTO

L’invenzione si riferisce ad un sistema di taglio e smusso di tubi in materia plastica, inclusa la fase di estrusione, comprendente uno o più utensili a punta singola opportunamente sagomati, il cui moto di penetrazione nella parete del tubo, di direzione preferibilmente radiale, è periodicamente interrotto ed invertito per un tratto opportuno, rispetto al suo verso centripeto; si annulla quindi, con la stessa periodicità, la profondità di passata e lo spessore del truciolo, che interrompe pertanto il suo flusso longitudinale; essendo poi tale moto di penetrazione dell’utensile comandato dalla rotazione di una camma opportunamente sagomata, preferibilmente attorno all’asse del tubo; in particolare derivando da tale sagomatura l’avanzamento radiale intermittente e le previste inversioni; potendo inoltre il suddetto sistema ruotare attorno allo stesso asse, per determinare il moto di alimentazione del taglio e dello smusso; ed infine, se l’operazione avviene in fase di estrusione, potendosi detto sistema fissare al tubo in movimento, per la durata del taglio e smusso.

DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE INDUSTRIALE AVENTE PER TITOLO:

“SISTEMA DI TAGLIO E SMUSSO DI TUBI IN MATERIA PLASTICA CON UTENSILI A PUNTA SINGOLA E MOTO DI PENETRAZIONE INTERMITTENTE”

DESCRIZIONE

Nella tecnica attuale esiste una molteplicità di sistemi di taglio e smusso dei tubi in materia plastica (PVC, polipropilene, polietilene, ecc.).

Una prima categoria di questi sistemi utilizza come utensile una fresa circolare (utensile a denti multipli), opportunamente sagomata per il taglio e lo smusso, avente moto di taglio rotatorio attorno al proprio asse e come moto di alimentazione una rotazione attorno all’asse del tubo da tagliare. Inconvenienti di questo sistema di taglio sono l’elevata rumorosità generata, data la notevole velocità di taglio richiesta, e la produzione di una parte di trucioli sotto forma di polvere che, se non aspirata efficacemente e puntualmente, riempie l’ambiente di lavoro circostante e la cui eliminazione oltre certe soglie è comunque tecnicamente difficile e costosa.

Una seconda categoria di sistemi di taglio e smusso utilizza invece uno o più utensili a punta singola e/o monotaglienti, opportunamente sagomati e con gli idonei angoli caratteristici, suddivisi in angoli della sezione normale, tra cui quelli di spoglia, e angoli di profilo.

Tali utensili penetrano nello spessore del tubo con moto più o meno radiale rispetto al suo asse e nello stesso tempo ruotano attorno allo stesso asse, per realizzare il moto di alimentazione del taglio.

Caratteristiche di questi ultimi sistemi di taglio e smusso sono la minore rumorosità rispetto ai precedenti, ma, come inconveniente, presentano la formazione di un truciolo flessibile a sviluppo continuo, che tende ad avvolgersi strettamente attorno al tubo, dove si raffredda e si consolida, ostacolando le stesse operazioni di taglio e smusso e quelle successive previste per la lavorazione del tubo.

Entrambe le categorie citate di sistemi di taglio e smusso prevedono un dispositivo di aggancio al tubo in movimento, nella lavorazione di estrusione, per effettuare tutte le fasi di taglio e smusso propriamente dette, solidali e quindi in assenza di movimenti relativi, rispetto al tubo stesso.

Il presente trovato si inserisce nella seconda categoria di sistemi di taglio (con utensile o utensili a punta singola o monotaglienti) e si propone lo scopo di interrompere lo sviluppo longitudinale del truciolo prodotto, in modo periodico e ad intervalli opportuni, perché lo stesso possa essere raccolto con mezzi di aspirazione idonei e quindi perché non si attorcigli sul tubo, determinando gli inconvenienti sopracitati.

In tal modo il sistema unisce i vantaggi del taglio con utensile singolo (minore rumorosità ed assenza di polvere) a quelli del taglio con fresa (truciolo interrotto).

Il moto di penetrazione del P utensile nella parete del tubo da tagliare e smussare, quindi dalla periferia verso il centro del tubo stesso, che ha direzione normalmente radiale, anche se sono possibili teoricamente direzioni diverse, in cui sia presente comunque una componente radiale, è periodicamente interrotto, alternando al precedente tratto diretto verso il centro, un secondo tratto diretto in senso opposto, cioè verso la periferia: in questo modo lo spessore del truciolo, che parte da zero a profondità di passata zero, e in seguito alla penetrazione acquista un certo valore predefinito, con il moto di allontanamento cala gradualmente ritornando a zero: si interrompe così la continuità del suo sviluppo longitudinale.

La fase suddetta di inversione è ripetuta più volte, tale da ottenere, alla fine dell’operazione, una serie di spezzoni di truciolo, che possono essere asportati normalmente dall’ impianto di aspirazione.

Nella soluzione proposta il moto di penetrazione dell’utensile nel tubo è comandato meccanicamente dal moto di una camma opportunamente sagomata, in modo da alternare le fasi di avvicinamento dell’utensile verso il centro del tubo, con taglio e produzione di truciolo continuo, a quello di allontanamento verso la periferia, in cui si arresta il taglio e si azzera lo spessore del truciolo, che quindi si interrompe.

Le fasi di taglio e smusso possono essere eseguite anche da 2 utensili a punta singola separati, in cui l’alternanza del movimento di penetrazione, di cui sopra, è compiuta in entrambi, oppure, se il taglio è effettuato da utensili a lama sottile, senza una vera produzione di truciolo, ma con semplice separazione dei materiali, può essere compiuta anche solo nell’utensile di smusso.

Le caratteristiche e i 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.

La FIG. 1 di TAV. 1 rappresenta una vista tridimensionale del sistema, con particolare evidenza dei 2 gruppi utensili separati, rispettivamente di taglio e smusso, e delle relative camme di comando dei loro moti di penetrazione. La FIG. 2 di TAV. 2 rappresenta una seconda vista tridimensionale, in cui, oltre ai 2 gruppi utensili, con relative slitte di movimento, si evidenziano le 2 pulegge dentate motrici.

La FIG. 3 di TAV. 3 rappresenta il tipo di flangia, comprendente la camma di comando degli utensili di taglio e di smusso separati.

FIG. 4 di TAV. 3 evidenzia infine il particolare del profilo della camma di comando del moto di penetrazione intermittente e alternato dell’utensile. Nella FIG. 1 di TAV. 1 l’utensile (1) è supportato rigidamente dalla slitta (2), mobile radialmente sul supporto (3), solidale, con eventuale interposizione di una flangia di accoppiamento, alla puleggia dentata (4), rappresentata in FIG.

2 di TAV. 2; quest’ultima è azionata, tramite una cinghia dentata e una puleggia motrice, da un motore esterno, non rappresentati in figura, e costituisce l’organo motore del sistema di taglio e smusso, per il moto di rotazione attorno al tubo da tagliare, disposto a sua volta coassialmente alla puleggia stessa (4).

Se il sistema opera in fase di estrusione, con il tubo che avanza assialmente alla velocità di estrusione propriamente detta, tutto il sistema è provvisto di un meccanismo di comando e di aggrappamento al tubo (ad esempio con morse), con cui dall’inizio dell’operazione di taglio, fino al termine, si rende materialmente solidale al tubo stesso: tale meccanismo non è indicato in figura, in quanto non costituisce oggetto dell’invenzione.

Complessivamente l’utensile (1), che può essere di taglio e smusso o solo di smusso (come in figura), può quindi muoversi radialmente, rispetto all’asse del tubo, per compiere il moto di penetrazione nella sua parete, se diretto e , se diretto verso la periferia (6); può inoltre ruotare attorno all’asse comune (21), per compiere il moto di alimentazione (7).

Caratteristica rilevante del presente trovato è il meccanismo di comando del moto radiale (5) e (6) dell’utensile (1): esso è costituito da una staffa rigida (8), solidale alla slitta (3) portautensile, staffa che supporta un rullo folle (9), che a sua volta si inserisce all’ interno del profilo della camma (10), solidale tramite una flangia (12), ad una seconda puleggia dentata (11).

II rullo folle (9) ha diametro esterno di scorrimento (16) (FIG. 4 di TAV. 3) uguale (a parte un piccolo gioco necessario per il movimento) alla larghezza costante del profilo della camma (10), che pertanto deve guidarlo nel movimento secondo una traiettoria determinata dalla forma del suo sviluppo longitudinale; inoltre la puleggia (11), che supporta la camma (10), ed è coassiale ed in figura uguale (come diametro e dimensione dei denti) alla puleggia motrice (4), ruota normalmente alla stessa velocità di rotazione, essendo comandata dallo stesso motore esterno e con lo stesso rapporto di riduzione. Le 2 pulegge sono quindi praticamente solidali tra loro e normalmente prive di moto relativo.

La puleggia (11) è però corredata di un sistema esterno, non rappresentato in figura, che agendo sulla sua cinghia dentata, permette di anticipare o ritardare il suo movimento di rotazione, di una certa ampiezza angolare, rispetto a quello della puleggia (4): in particolare tale sistema può essere costituito da una coppia di rulli folli, sui quali scorre la cinghia dentata, che spostandosi solidalmente in un’opportuna direzione, allungano o accorciano il percorso longitudinale della cinghia stessa tra la puleggia motrice e quella condotta (11).

È quindi possibile, a seguito di un comando esterno programmato, determinare un movimento relativo di rotazione tra le 2 pulegge (4) e (11), avente un’ampiezza stabilita.

Tale moto relativo determina una traslazione del rullo folle (9) lungo il profilo longitudinale della camma (10); regolando opportunamente i parametri del dispositivo di anticipo/ritardo, è possibile fare coincidere tale traslazione con tuta la lunghezza del profilo della camma (10) o con setori di essa.

Si suppone che inizialmente il rullo folle (9) si trovi con il suo centro nella posizione (13), all’estremità destra (FIG. 4 di TAV. 3) dell’asse del profilo della camma (10), dove il raggio del profilo, rispeto all’asse (21) del tubo (FIG. 3 di TAV. 3) , è massimo; di conseguenza anche l’utensile (1) e la slitta (2) si trovano in posizione radialmente più esterna.

Se la flangia (12) e quindi la puleggia (11) ruotano nel verso (22) (FIG. 4 di TAV. 3), il rullo (9) si sposta lungo il profilo della camma (10) verso la posizione finale sinistra (14) dell’asse di tale profilo, in cui il rullo (9) e quindi l’utensile (1) occupano la posizione di raggio minimo possibile rispeto all’asse (21) (utensile tuto al centro).

Nel primo trato “a” del percorso del rullo (9), valutato sull’asse del profilo della camma (10), corrispondente all’asse di rotazione del rullo (9), il raggio cala con continuità, per cui l’utensile (1) avanza con moto continuo verso il centro; se in questo trato, come accade, l’utensile incontra la parete del tubo, vi penetra per una certa profondità (profondità di passata), a cui corrisponde la produzione di un truciolo avente un determinato spessore e sezione, e che si mantiene generalmente continuo, considerando le caratteristiche della materia plastica (truciolo fluente).

Alla fine del tratto “a”, il rullo (9) percorre il tratto “b”, adiacente e continuo, che invece si sviluppa a raggio crescente nel senso del moto, per cui l’utensile (1) si allontana di nuovo, in senso radiale; in tal modo prima si riduce e poi si annulla la profondità di passata e di conseguenza lo spessore del truciolo, che si interrompe.

Nel successivo tratto “c” ancora adiacente e continuo, a raggio decrescente nel senso del moto, l’utensile (1) penetra di nuovo nella parete del tubo più in profondità del primo movimento, generando un nuovo truciolo, che si interrompe, con lo stesso meccanismo sopracitato, nell’ulteriore tratto “d”, a raggio crescente nel senso del moto; Γ ultimo tratto “e” del movimento del rullo (9), fino alla sua posizione finale (14) a raggio decrescente, corrisponde all’ avanzamento /penetrazione finale dell’utensile (1) fino alla sua posizione più centrale.

Con questo ciclo di lavoro il truciolo viene interrotto per 2 volte nella corsa di penetrazione dell’utensile, e pertanto origina degli spezzoni che si possono aspirare con un impianto adeguato.

Con la rotazione (15) della flangia (12) e quindi della puleggia (11), l’utensile (1) ritorna nella sua posizione esterna, pronto per una nuova operazione di taglio e smusso.

La FIG. 3 di TAV. 3 rappresenta un tipo di flangia (12), in cui la camma (10) comanda il moto di penetrazione intermittente (con 2 inversioni) dell’utensile di smusso (1), con produzione di truciolo interrotto, mentre le camme (17) e (18) comandano rispettivamente la penetrazione continua dell’utensile di taglio (19), del tipo a lama sottile, senza reale produzione di truciolo, e l’accostamento al tubo di un adatto rullo di riscontro (20), che serve ad impedire la deformazione del tubo, per effetto delle forze di taglio e smusso; in questo caso ovviamente gli utensili di taglio (19) e smusso (1) sono separati e distinti.

Si possono poi prevedere una serie di varianti costruttive al dispositivo

penetrazione dell’utensile può essere diverso da 2; la rotazione relativa della flangia (12) può essere ottenuta in modo diverso da quello descritto.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1) Sistema di taglio e smusso di tubi in materia plastica, caratterizzato dal fatto che l’utensile o gli utensili (1) di taglio e/o smusso sono a punta singola e dotati di moto di alimentazione rotatorio (7) attorno all’asse (21) del tubo e di moto di penetrazione nella relativa parete di tipo intermittente, alternandosi tratti diretti verso il centro (5), con produzione di truciolo fluente, a tratti diretti verso l’esterno (6), con interruzione dello sviluppo longitudinale del truciolo stesso.
2. 2) Sistema di taglio e smusso secondo la rivendicazione 1), caratterizzato dal fatto che il suddetto moto di penetrazione nei 2 versi indicati (5) e (6), è di tipo radiale rispetto all’asse (21) del sistema stesso e del tubo.
3. 3) Sistema di taglio e smusso secondo le rivendicazioni 1) o 2), caratterizzato dal fatto che il moto di penetrazione intermittente è comandato meccanicamente da una camma (10), che ruota assieme ll’utensile (1) nel suo moto di alimentazione (7), e il cui profilo longitudinale è sagomato in modo tale da generare, con un opportuno moto relativo tra camma (10) e utensile (1), i tratti alternati indicati nella rivendicazione 1).
4. 4) Sistema di taglio e smusso secondo la rivendicazione 3), caratterizzato dal fatto che l’azione di guida della camma (10) si esercita, tramite il suo profilo longitudinale, avente larghezza costante, su un rullo folle (9), avente un diametro esterno di scorrimento (16) pari alla suddetta larghezza della camma stessa, comprendendo però un piccolo gioco necessario per il movimento relativo, e da questo rullo, attraverso alcuni organi rigidi, si esercita sulla slitta portautensili (2) e sull’utensile (1).
5. 5) Sistema di taglio e smusso secondo le rivendicazioni 3) o 4), caratterizzato dal fatto che il movimento della camma (10), che comanda il moto di penetrazione delF' utensile, è costituito da una rotazione della stessa attorno all’asse del tubo (21), di ampiezza opportuna, che si somma algebricamente alla rotazione del moto di alimentazione, uguale per camma e utensile.
6. 6) Sistema di taglio e smusso secondo la rivendicazione 5), caratterizzato dal fatto che la rotazione (7) del moto di alimentazione del taglio e smusso, e la rotazione relativa tra camma (10) con annessi organi solidali e il gruppo slitta-utensili con annessi organi solidali, è ottenuta tramite 2 pulegge dentate coassiali (4) e (11), azionate ciascuna da una cinghia dentata 7) Sistema di taglio e smusso secondo le rivendicazioni 5) o 6), caratterizzato dal fatto che la rotazione relativa della camma (10), che comanda il moto di penetrazione dell’utensile (1), è pilotata da un opportuno meccanismo, comandato a sua volta dalla sequenza del ciclo di taglio. 8) Sistema di taglio e smusso secondo le rivendicazioni 5) o 6) o 7), caratterizzato dal fatto che il profilo longitudinale della camma (10), percorso nel verso dal suo punto (13), posto all’estremità destra di FIG. 4 di TAV. 3, al suo punto (14), posto all’estremità sinistra, corrispondente al moto di penetrazione (5) dell’utensile (1) dall’esterno verso il centro, presenta in corrispondenza del suo asse una riduzione complessiva del raggio puntuale rispetto al centro di rotazione (21); che tale profilo, sullo stesso asse, presenta inoltre un primo tratto “a”, caratterizzato da una riduzione continua del raggio, a cui corrisponde un primo tratto di penetrazione dell’utensile; un secondo tratto “b” adiacente e continuo con il precedente, caratterizzato da un aumento continuo del raggio, a cui corrisponde un allontanamento dell’utensile, un terzo tratto “c”, ancora adiacente e continuo con il precedente, e caratterizzato da una nuova riduzione del raggio, con nuova penetrazione dell’utensile; potendosi poi questa alternanza di tratti con raggi decrescenti e crescenti ripetere per un numero variabile di volte, fino all’ultimo tratto “e”, a raggio decrescente, e a cui corrisponde un ultimo tratto di penetrazione dell’utensile. 9) Sistema di taglio e smusso secondo tutte le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il taglio e lo smusso avvengono tramite 2 uensili separati e distinti, per ciascuno dei quali il moto di penetrazione può essere di tipo intermittente ed alternato, secondo la rivendicazione 1). 10) Sistema di taglio e smusso secondo tutte le rivendicazioni precedenti e sostanzialmente come indicato nella FIG. 1 di TAV. 1, nella FIG. 2 di TAV. 2 e nelle FIG. 3 e FIG. 4 di TAV. 3.