ITRA20130026A1

ITRA20130026A1 - Sistema di formatura per deformazione plastica a caldo dei bicchieri dei tubi in materia plastica con doppia flangia di rincalco a movimenti indipendenti

Info

Publication number: ITRA20130026A1
Application number: IT000026A
Authority: IT
Inventors: Claudio Argnani
Original assignee: Ipm Srl
Priority date: 2013-12-04
Filing date: 2013-12-04
Publication date: 2014-03-05
Also published as: EP3077177B1; WO2015083102A1; TR201900854T4; EP3077177A1; PL3077177T3; HRP20190082T1

Description

O O 0 Q 2 6

DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE INDUSTRIALE AVENTE

TITOLO:

“SISTEMA Di FORMATURA PER DEFORMAZIONE PLASTICA

A CALDO DEI BICCHIERI DEI TUBI IN MATERIA PLASTICA CON DOPPIA FLANGIA DI RINCALCO A MOVIMENTI INDIPENDENTI ”

a nome della Ditta IPM srl, di nazionalità italiana, con sede in Lugo (Ravenna), Via dell’ Artigianato, n. 13.

DESCRIZIONE

Nella tecnica attuale di formatura dei manicotti esterni dei giunti a bicchiere, da ora denominati per praticità semplicemente “bicchieri”, dei tubi in materia plastica (poliolefine e PVC) mediante deformazione plastica a caldo dell’estremità dei tubi stessi, si usano diversi sistemi operativi.

Una prima importante famiglia di questi sistemi prevede l’utilizzo di un

mandrino metallico per la formatura dell’interno del bicchiere, completo di inserti, pure metallici, espandibili all’ esterno per la formatura della sede anulare della guarnizione di tenuta, e di un sistema atto a realizzare una opportuna pressione esterna al bicchiere, per la formatura della sua superfice esterna; inconveniente del sistema è la riduzione degli spessori del tubo, in particolare nella zona della sede della guarnizione, essendo in essa maggiore il diametro e quindi più alto lo stiramento del materiale, se non si ricorre ad ispessimento preventivo del tubo nella zona in questione.

Una seconda famiglia comprende stampi rigidi esterni ed un sistema di soffiaggio di aria in pressione all’interno: oltre agli inconvenienti precedenti, il sistema non consente di avere una configurazione generale precisa delle

pareti dell’ interno del bicchiere, come raggi di curvatura e diametri delle

sedi.

Il presente trovato consente di risolvere in buona parte gli inconvenienti precedenti attuando un rincalco assiale del materiale plastico attorno alla sede della guarnizione, sia per la zona anteriore (lato tubo) che per quella posteriore (lato estremità libera), contribuendo ad aumentare gli spessori del bicchiere fino a valori opportuni per l’utilizzo, e a realizzare raggi interni di curvatura sufficientemente piccoli tra la parete cilindrica del bicchiere e quella della sede della guarnizione (lato tubo), migliorando la tenuta e la

funzionalità della guarnizione stessa; tale risultato è reso possibile per l’introduzione nel sistema di due flange di rincalco coassiali, a movimenti indipendenti tra loro, mentre nei sistemi normali esistenti se ne impiega una

sola, che forma il bordino di estremità libera; di tali flange quella esterna forma la superficie cilindrica esterna della gola della guarnizione, essendo solidale con il mandrino nella fase di primo rincalco, mentre quella interna forma e rincalca l’estremità libera del tubo, comprendente la parete esterna della sede della guarnizione (lato estremità libera) e il nasello del bicchiere.

Ulteriori componenti del sistema sono un mandrino metallico per la formatura dell’ interno del bicchiere, completo di inserti metallici espandibili per la formatura della sede interna della guarnizione di tenuta del bicchiere stesso, ed un insieme di stampi metallici esterni, che formano le superfici esterne del bicchiere, con esclusione di quelle interessate dalle 2 flange di rincalco; a completare il sistema si aggiunge una particolare sequenza dei movimenti, costituenti il ciclo di formatura, che fanno parte integrante della presente invenzione e che viene di seguito descritta.

La Fig. 3 di Tav. 1 rappresenta una sezione assiale schematica del dispositivo

di formatura in questione, indicato nella posizione finale dei suoi organi,

alFinizio del tempo di raffreddamento del bicchiere.

Il mandrino (1) è costituito da un tampone metallico avente la forma della

superficie interna del bicchiere (2), costituita dalla parete conica (4), e da

quelle cilindriche (5) (lato tubo) e (6) del nasello di estremità; tale mandrino

è dotato di una serie di inserti metallici (3), espandibili verso l’esterno fino a

formare la sede anulare della guarnizione di tenuta, la cui sezione assiale ha

forma di trapezio isoscele all’ interno del bicchiere, con i lati uguali disposti

sui 2 fianchi; i suddetti inserti sono poi retraibili, fino a scomparire

all’interno delle superflui cilindriche (5) e (6) del bicchiere (2). s La formatura della superfìcie esterna del bicchiere (2), cioè della parete

conica (7), della parete cilindrica (8) e della parete della gola della

guarnizione Iato tubo (15) è realizzata dagli stampi esterni (9), pure metallici, Nr che si chiudono per tale scopo sull’estremità del tubo (11), realizzando una

loro continuità materiale, e che si aprono successivamente verso l’esterno

nella fase di scomposizione del ciclo; una porzione cilindrica in gomma o

altro materiale equivalente (10), inserita negli stampi (9), realizza l’aderenza

degli stampi stessi al tubo (1 1), bloccandolo sulla sua superficie esterna nella

fase di chiusura stampi; tale blocco è particolarmente richiesto nella fase di

rincalco del materiale del bicchiere.

Il sistema si compone poi di una flangia esterna di rincalco (12), che in

figura è solidale rigidamente al mandrino (1), tramite una serie di

collegamenti fìssi (26); tale flangia assume la forma della superfìcie esterna

(13) del bicchiere in corrispondenza della gola anulare della guarnizione.

superficie che nel caso di disegno è cilindrica.

Una seconda flangia (14) completa il sistema, inserendosi aH’intemo della

precedente flangia (12), di cui è coassiale, ed è dotata di movimento assiale

autonomo tramite la flangia (27): i relativi organi attuatori, come per il

mandrino (1) e per gli stampi (9) non sono indicati in figura, perché non sono

qualificanti agli effetti inventivi del presente trovato.

La flangia di rincalco (14) contribuisce alla formatura delle pareti esterne

dell’estremità libera del bicchiere e precisamente la superfìcie laterale esterna

(16) della gola, la superficie esterna cilindrica (17) del nasello e dello

spessore (18) dello stesso.

Il ciclo di formatura, che si attua prevalentemente con i suddetti componenti

funzionali, prevede un posizionamento dell’estremità del tubo (11),

preventivamente riscaldata alla sua temperatura di plasticizzazione, in una

zona prestabilita, rispetto alla quale, ad inizio della sequenza delle

operazioni, gli stampi (9) sono aperti all’esterno, ma già posizionati

assialmente, il mandrino (1), con gli inserti (3) completamente retratti

all’interno, è posizionato sufficientemente a destra della sua localizzazione

finale di formatura per non interferire con il tubo (11), così come la flangia

esterna (12), solidale al mandrino (1) e la flangia interna (14), il cui

spostamento a destra rispetto alla posizione finale è almeno pari all’entità del

rincalco ad essa richiesto.

il ciclo si attua in sequenza con la chiusura degli stampi (9) sul tubo (11), con

l’avanzamento assiale del mandrino (1) e della flangia (12) fino a pochi

millimetri (come ordine di grandezza da 5 a 10) dalla loro posizione di

finecorsa, che corrisponde a quella finale di formatura rappresentata in

disegno; quest’ ultima fase può essere accompagnata da un gonfiaggio di aria

a bassa pressione interno al tubo (11), attraverso uno o più fori (19) del

puntale anteriore del mandrino (1), che forma un flusso e quindi un sottile

cuscinetto di aria che riduce l’attrito e favorisce la salita e lo scorrimento del

materiale plastico caldo sulle superficì (4), (5) e (6) del mandrino stesso;

l’ambito di intervento di questa pressione e di questo flusso è delimitato da

una serie di guarnizioni di tenuta, tra cui (22), (23) e (24) sul mandrino (1) e

(25) sulla flangia (14).

Il ciclo prosegue con l’espansione degli inserti (3) fino alla loro posizione

completamente esterna, poi con la fase di rincalco del mandrino (1) a inserti

esterni fino alla sua posizione finale (per gli ultimi 5-10 mm), essendo lo

stesso mandrino (1) accompagnato solidalmente nel rincalco dalla flangia

(12). Tale rincalco risulta particolarmente efficace, essendo il materiale

stretto e premuto tra gli inserti (3) del mandrino, con la loro superficie

cilindrica esterna e la parete interna (13) della flangia (12) e consente di

riempire meglio gli spazi interni al bicchiere adiacenti alle superfici (15) e

(13), aumentando gli spessori del bicchiere stesso e riducendo il raggio

interno di curvatura (20), tra la superficie cilindrica interna (5) del bicchiere e

quella laterale (lato tubo) della sede della guarnizione; queste ultime

caratteristiche del presente sistema inventivo costituiscono vantaggi rispetto

al rincalco tradizionale, che nel caso in questione potrebbe essere attribuito

all’azione della sola flangia (14), la quale agisce prevalentemente sugli

spessori adiacenti alle superfici (16), (17) e (18) e sul raggio interno di

curvatura (21), posti sul lato dell’ estremità libera rispetto alla sede della

guarnizione.

Il ciclo di formatura si conclude quindi con la corsa di rincalco assiale della

flangia interna (14) fino alla sua posizione finale, secondo le modalità sopra

indicate, e contemporaneamente con un eventuale soffiaggio interno al

bicchiere (2), attraverso uno o più fori (19) del puntale anteriore del

mandrino (1), ad una pressione sufficientemente elevata per spingere il

bicchiere ancora caldo, prevalentemente attraverso le sue pareti (4), (5) e (6)

contro le pareti (7), (8), (15) e (13) dello stampo esterno (9) e le pareti (16) e

.9 (17) della flangia interna (14), per fare assumere la forma relativa e

migliorare il suo raffreddamento.

La configurazione del sistema in questione può anche contenere diverse

variazioni rispetto a quella indicata in figura, variazioni che comunque

rientrano neH’ambito inventivo dello stesso; in particolare il soffiaggio

iniziale attraverso il foro o i fori (19), per facilitare l’introduzione del tubo

caldo sul mandrino o il soffiaggio finale, per favorire l’aderenza del bicchiere

allo stampo esterno, possono mancare entrambi o può mancare uno dei 2. La

flangia esterna (12) può essere materialmente solidale al mandrino (1) oppure

può avere una propria movimentazione assiale indipendente purché, come

prevede l’ambito inventivo, si muova solidalmente al mandrino stesso nella

fase di rincalco del materiale compiuta unitamente dai 2 organi; è evidente

che se la flangia (12) si può muovere in modo indipendente, il ciclo di

formatura può avere fasi realizzative diverse rispetto a quelle indicate nel

presente caso.

Inoltre la sezione assiale della gola anulare della guarnizione può essere

diversa da quella di un trapezio isoscele, avente i 2 lati uguali ai fianchi,

indicato in figura: ad esempio può avere forma rettangolare, quadrata, o

altre configurazioni, tenendo presente che il trovato inventivo in questione, assicurando un efficace rincalco e quindi un aumento di spessore attorno alla sede della guarnizione e una riduzione del raggio interno tra gola e sede cilindrica del bicchiere, dal lato del tubo, è particolarmente efficace quando nella sezione della gola sono presente spigoli vivi o molto accentuati.

Da ultimo gli stampi esterni (9) possono contenere un sistema di raffreddamento dairestemo delle pareti a contatto con il bicchiere, in particolare la parete conica (7), cilindrica (8) e laterale della gola (15), per ridurre i tempi di raffreddamento del bicchiere e quindi quelli totali di formatura

Lugo, lì 04 dicembre 2013

In fede

Il legale rappresentante della Ditta

Sig. ARGNANI CLAUDIO

Claims

RA2013A 000026

RIVENDICAZIONI 1) Sistema di formatura per deformazione plastica a caldo dei manicotti esterni dei giunti a bicchiere dei tubi in materie plastiche, tipo PVC e poliolefme, caratterizzato dal fatto che comprende un mandrino metallico 5 (1), che forma Pinterno del bicchiere (2) e precisamente le superfìci (4), (5) e (6), completo di una serie di inserti (3), pure metallici, espandibili verso f esterno dove costituiscono una continuità materiale, che formano la gola anulare della sede della guarnizione di tenuta, e retraibili internamente ai diametri interni del bicchiere (5) e (6); sistema che

10 inoltre comprende stampi esterni metallici (9), che formano le superfici esterne del bicchiere e precisamente le pareti 7), (8) e (15); che comprende poi una flangia di rincalco (12), solidale materialmente con il mandrino (1), che delimita e forma la superficie esterna della gola (13)

del bicchiere; che comprende infine una seconda flangia di rincalco (14), 15 coassiale ed interna alla precedente (12), dotata di movimento assiale autonomo, che delimita e forma la superficie laterale esterna (16) della gola e quelle esterne (17) e (18) del nasello del bicchiere. Tale sistema di formatura è anche caratterizzato dal fatto che si realizza tramite un ciclo di funzionamento comprendente una serie di fasi 20 temporali, di cui la prima prevede il posizionamento assiale dell’estremità preriscaldata del tubo (11); la seconda fase prevede la chiusura su detta estremità e nella posizione opportuna degli stampi esterni (9); la terza fase prevede il movimento assiale del mandrino (1) e della flangia (12) verso il tubo (11) fino a pochi millimetri dalla loro 25 posizione finale di formatura rappresentata in Fig. 1 di Tav. 1 ; la quarta

fase prevede la fuoriuscita degli inserti (3) del mandrino (1); la quinta fase prevede il rincalco del materiale, prevalentemente a ridosso della zona anteriore (lato tubo) della parete della gola e delie pareti (15) e (13), mediante movimento assiale del mandrino (1) a inserti (3) in assetto esterno, solidale con la flangia (12), fino alla loro posizione finale di formatura di Fig. 1, Tav. 1 ; la sesta fase prevede il rincalco della flangia ì interna (14), prevalentemente sul materiale a ridosso della zona

posteriore (lato di estremità libera) della gola e del nasello, e delle pareti (16), (17) e (18), mediante movimento assiale fino alla sua posizione i finale di formatura di Fig. 1, Tav. 1; l’ultima fase prevede, dopo il raffreddamento del bicchiere (2), l’estrazione dello stesso con

scomposizione dei movimenti precedenti.
2) Sistema di formatura secondo la rivendicazione 1), caratterizzato dal fatto che la flangia di rincalco (12), anziché essere sempre solidale, si muove di moto assiale indipendente rispetto al mandrino (1), tramite opportuni attuatori, avendo però il vìncolo di restare solidale con il mandrino (1), in posizione relativa corrispondente a quella finale di formatura per entrambi di Fig. 1, Tav. 1, durante il movimento assiale di rincalco, indicato come quinta fase del ciclo di formatura della rivendicazione 1).
3) Sistema di formatura secondo le rivendicazioni 1) o 2), caratterizzato dal fatto che il movimento assiale di rincalco della flangia (14) e quello della flangia (12) e del mandrino (1), questi ultimi 2 tra loro solidali, anziché in successione temporale piena, si sviluppano in contemporaneità tra loro in tutto o in parte, essendo in quest’ultimo caso

in ritardo il movimento della flangia (14) rispetto a quello del mandrino (1).
4) Sistema di formatura secondo le rivendicazioni 1) o 2) o 3), caratterizzato dal fatto che un sistema di raffreddamento dall’ esterno raffredda in modo controllato gli stampi esterni (9) di formatura, in particolare le pareti conica (7), cilindrica (8) e laterale della gola (15), che sono a contatto diretto con il materiale del bicchiere (2).
5) Sistema di formatura secondo le rivendicazioni 1) o 2) o 3) o 4), caratterizzato dal fatto che un sistema di soffiaggio di aria a bassa pressione, interno al tubo (11), attraverso uno o più fori (19) del puntale 1 anteriore del mandrino (1), realizza un flusso o sottile cuscinetto

antiaderente di aria tra la parete interna calda del tubo (11) e le pareti esterne del mandrino (1), in particolare (4), (5) e (6), durante lo scorrimento del materiale caldo sul mandrino stesso, indicato come terza fase del ciclo di formatura della rivendicazione 1).
6) Sistema di formatura secondo le rivendicazioni 1) o 2) o 3) o 4) o 5), caratterizzato dal fatto che un soffiaggio di aria a pressione opportuna, interno al bicchiere (2), che si trova nella fase finale di formatura corrispondente alle fasi quinta, sesta ed eventuale raffreddamento del ciclo di formatura della rivendicazione 1), attraverso uno o più fori (19) del puntale anteriore del mandrino (1), realizza una pressione e quindi un insieme di forze, prevalentemente contro le pareti (4), (5) e (6) del bicchiere stesso ancora caldo, che le spingono all’esterno contro le pareti (7), (8) e (15) dello stampo esterno (9), la parete (13) della flangia (12), e le pareti (16) e (17) della flangia di rincalco (14).
7) Sistema di formatura secondo le rivendicazioni 1) o 2) o 3) o 4) o 5) o 6), caratterizzato dal fatto che un settore di materiale aderente, come gomma o altro equivalente, di forma internamente cilindrica, è inserito negli stampi esterni (9) e nella fase di chiusura degli stessi stampi esterni blocca assialmente il tubo (11) sulla sua superficie cilindrica esterna.
8) Sistema di formatura secondo tutte le rivendicazioni precedenti e sostanzialmente come indicato nel disegno allegato di Fig. 1 di Tav. 1. Lugo, li 4 dicembre 2013 In fede II legale rappresentante della Ditta