ITRM930444A1 - Procedimento per la fabbricazione di tubi corrugati. - Google Patents

Description

Descrizione dell'invenzione industriale dal titolo: PROCEDIMENTO PER LA FABBRICAZIONE DI TUBI CORRUGATI

DESCRIZIONE

E' risaputo che in numerose applicazioni si utilizzano tubi metallici dotati, lungo una parte della loro lunghezza, di una generatrice di forma ondulata o irregolare che presenta una successione di sporgenze e di rientranze periferiche alternate. Queste ondulazioni servono, per esempio, per facilitare le operazioni di piegatura del tubo nel caso di formazione di gomiti di angolo variabile oppure per diminuire la rigidit? del tubo davanti a sforzi assiali. Quest'ultimo ? il caso dei tubi che si trovano nella scatola dello sterzo delle automobili, per i quali si ha interesse a che possano deformarsi, subendo una diminuzione di lunghezza in caso di impatto frontale per evitare che si trasformino in un'arma pericolosa contro il guidatore o gli occupanti del veicolo.

Attualmente, il procedimento pi? usato in generale per la fabbricazione dei tubi corrugati, vale a dire dei tubi del tipo citato, consiste nel preparare uno stampo formato da due met? che aderiscono e si richiudono sulla zona del tubo nella quale si deve produrre l'ondulazione ed in cui si ? prevista la successione di nervature e scanalature alternate che definiscono la medesima. L'adattamento del tubo contro le pareti dello stampo si attua mediante l'introduzione in esso di un fluido a pressione, che lo obbliga a espandersi. Con questo procedimento si ottengono eccellenti risultati sempre che la proporzione tra il diametro del tubo e le dimensioni della deformazione, che si cerca di produrre nel medesimo, vale a dire la differenza tra il diametro massimo e minimo che il medesimo deve presentare nella zona ondulata, non sia superiore a determinati limiti. A partire da questi limiti, a meno che si operi con spessori di pareti francamente esagerati, si producono inevitabilmente squarci nei punti corrispondenti al massimo diametro esterno.

L'inconveniente indicato, d'altra parte, ? comune all'assoluta totalit? dei procedimenti nei quali la deformazione del tubo per formare la zona ondulata si realizza simultaneamente nella totalit? di questa zona. E' facile comprendere, in effetti, che le ondulazioni naturali in formazione rendono impossibile o quanto meno frenano in maniera molto considerevole qualsiasi spostamento di materiale in senso assiale, creando tensioni di notevole importanza nei punti corrispondenti al diametro massimo.

La presente invenzione ha esattamente per oggetto un procedimento nel quale in misura essenziale le successive ondulazioni periferiche che deve presentare il tubo finale terminato si realizzano singolarmente l'una dopo l'altra, in maniera che il materiale possa sempre spostarsi assialmente in un senso e non rimanga mai sottoposto ad una tensione esagerata, che possa determinarne lo squarcio e produrre in esso un indebolimento inammissibile. Con questo procedimento, in definitiva, non esistono praticamente limiti per quanto attiene alla proporzione tra il diametro del tubo e l'entit? della deformazione. In queste condizioni, si comprende che il procedimento in questione, pur consentendo subito una vastissima gamma di applicazioni, risulter? particolarmente indicato per la fabbricazione di tubi corrugati di diametro ridotto e, in maniera molto speciale, di tubi che si utilizzano per formare l'albero dello sterzo delle automobili.

Per gli scopi summenzionati, il procedimento oggetto dell'invenzione si basa sulla preparazione di uno stampo interno, che si introduce nella zona del tubo che deve essere corrugata, e di uno stampo esterno che cinge questa zona e che, in misura essenziale, ? formato da una successione di elementi uguali e sovrapposti sotto forma di cerchio o corona circolare, ciascuno dei quali ? formato a sua volta da un certo numero di settori uguali che possono subire un certo spostamento in direzione radiale tra una posizione nella quale spingono la parete del tubo contro lo stampo interno e una posizione limite opposta, nella quale si separano da detta parete, consentendo l'introduzione del tubo da corrugare e l'estrazione del tubo corrugato. In considerazione di questa estrazione, lo stampo interno ? formato da un certo numero di pezzi spostabili radialmente.

Nelle condizioni esposte, si comprende che baster? azionare successivamente gli elementi che formano lo stampo esterno per cominciare a produrre, anche successivamente nel tubo da trattare, le ondulazioni periferiche che interessano, evitando le tensioni a cui si ? fatto riferimento.

L'invenzione potr? essere pi? facilmente compresa prendendo in considerazione i disegni allegati, ai quali in seguito far? riferimento la descrizione e nei quali, in maniera molto schematica e naturalmente senza alcun carattere limitativo, ? stato rappresentato un esempio concreto di realizzazione pratica della medesima.

In questi disegni:

La figura 1 ? una vista schematica in prospettiva dell'insieme di attrezzature per mettere in pratica l'invenzione.

Le figure 2 e 3 sono rispettivamente sezioni diametrali della stessa attrezzatura rappresentata nella figura precedente, con gli elementi che la formano situati nell'una e nell'altra delle posizioni limite che sono suscettibili di adottare.

Con riferimento poi a questi disegni:

Secondo l'invenzione, per la formazione in un tubo metallico qualunque 1 di una zona corrugata 2, si prevede uno stampo interno, che si introduce in questa zona per agire da incudine, a cui si far? riferimento dettagliato pi? avanti, e uno stampo esterno essenzialmente formato da un certo numero di elementi uguali sovrapposti 3I-3II-3III-3IV-3V-. ..3n, ciascuno dei quali ? formato a sua volta da un certo numero di pezzi uguali indipendenti 3a-3b-3c-3d-3e-. ..., sotto forma di settore di corona circolare, completando un cerchio tutto attorno al tubo 1. Questi pezzi possono essere obbligati a spostarsi in direzione radiale tra una posizione (rappresentata nella figura 2), nella quale agiscono sulle pareti del tubo 1, spingendole contro l'incudine, e una posizione opposta (rappresentata nella figura 3), nella quale rimangono separati da queste pareti, consentendo l'estrazione del tubo gi? corrugato o l'introduzione di un nuovo tubo da corrugare. Si comprende che questi spostamenti saranno di entit? molto ridotta, essendo cos? soltanto equivalenti alla differenza esistente tra i raggi, massimo e minimo, del -tubo deformato.

In una forma preferita di realizzazione, ciascuno degli elementi 3 che formano lo stampo esterno ? progettato per determinare una sola delle ondulazioni periferiche della zona corrugata 2 del tubo, in combinazione -come ? logico- con lo stampo interno, per la qual cosa i bordi interni 4 dei settori successivi che completano detto elemento saranno conformati in modo da definire la suddetta ondulazione. Ci? nonostante, sarebbe perfettamente possibile che ciascuno dei detti elementi determini la formazione non di una sola ma di due o pi? ondulazioni successive, presentando nei bordi suddetti la forma adatta a tal fine. Questa possibilit?, tuttavia, esister? unicamente quando la relazione tra il diametro del tubo e la profondit? delle ondulazioni periferiche che si devono determinare in esso non si colloca al di sotto d? un certo limite, che dipender? da una serie di fattori (spessore, natura e qualit? del materiale costitutivo del tubo, profilo concreto dell'ondulazione, ecc., ecc.).

Si comprende che la maniera di guidare e di determinare gli spostamenti nella direzione radiale dei settori, che formano ciascuno degli elementi che compongono lo stampo, potr? variare tra i pi? ampi limiti, mantenendosi sempre dentro il quadro dell'invenzione. In una forma particolarmente semplice e vantaggiosa di realizzazione, i bordi esterni 5 dei settori citati presentano una smussatura o zona inclinata 6 a forma di piano inclinato, che consente di azionare contemporaneamente tutti i settori che formano ciascun elemento mediante lo spostamento assiale di un anello (non rappresentato nei disegni), che li circonda e che presenta nel suo bordo interno uno smusso avente uguale inclinazione a quella della citata smussatura. Questo anello, all'atto dello spostamento assiale, agir? successivamente sugli elementi distinti o "suole" dello stampo esterno spingendole contro il tubo 1 e contro lo stampo interno. In questa stessa forma preferita di realizzazione, i settori 5 presentano rispettivi orifizi 7 dotati di uno smusso o bordo inclinato 8, sopra il quale pu? agire l'estremit? -inclinata in misura uguale- di uno stelo (non rappresentato) che con un'azione di scorrimento determina la sua retrocessione, separando il bordo 4 dalla zona 2 del tubo gi? corrugato. Si comprende che devono esistere tanti steli quanti settori comprende ciascun elemento dello stampo e si capisce che ciascuno stelo agir? successivamente, obbligandoli a spostarsi nel senso descritto, su tutti i settori sovrapposti che lo stampo comprende.

Nella forma preferita di realizzazione, alla quale si ? fatto ripetutamente riferimento, lo stampo interno agisce come un incudine e deve unicamente contrarsi per facilitare l'estrazione dallo stampo una volta completata l'operazione di corrugazione. In questa forma di realizzazione, lo stampo citato si trova pure formato da una successione di suole o elementi uguali sovrapposti 9I-9II-9IH -9IV-...9n, ciascuno dei quali ? formato a sua volta da un certo numero di settori uguali 9a-9b-9c-9d9e-.... Cos? come si pu? vedere nelle figure 2 e 3, questi elementi si trovano .preferibilmente situati a quinconce rispetto agli elementi che formano lo stampo esterno e presentano i loro bordi esterni 10 dotati del profilo corrispondente ad una delle ondulazioni periferiche, che devono essere ricavate nel tubo corrugato, in maniera che la parte concava di ciascuna di queste ondulazioni viene determinata da due elementi interni sovrapposti e da un solo elemento esterno, mentre la parte convessa viene determinata da un solo elemento interno e da due elementi esterni. E' anche preferibile che i citati elementi interni ed esterni non siano formati dallo stesso numero di pezzi o, in ogni caso, che questi pezzi siano sfalsati angolarmente in maniera che non coincidano nei due elementi le giunture radiali esistenti tra i pezzi successivi.

Cos? come si ? gi? indicato a proposito dello stampo esterno, la forma di guidare e determinare gli spostamenti, in direzione radiale nell?uno o nell'altro senso dei settori che formano ciascuno degli elementi o suole dello stampo interno, potr? variare entro i pi? ampi limiti senza che ci? significhi allontanarsi dal campo dell'invenzione. Questi movimenti, d'altra parte, potranno interessare contemporaneamente tutto l'insieme degli elementi formanti lo stampo oppure, cos? come essenzialmente si verifica nello stampo esterno, potranno prodursi successivamente. Inoltre e analogamente a quanto si ? gi? indicato in relazione allo stampo esterno, ciascun elemento potr? presentare nel suo bordo esterno il profilo corrispondente ad una sola ondulazione o a due o pi? di esse, lo stampo interno potendo perfino essere costituito da un solo elemento per conformare la totalit? della zona corrugata, il quale ? diviso in una successione di settori cilindrici indipendenti e suscettibili di effettuare un certo spostamento in direzione radiale.

Nell'esempio di realizzazione rappresentato nei disegni, ciascuno degli elementi 9 assume una forma anulare presentando un'ampia apertura circolare centrale 11, per la quale tutto l'insieme di questi elementi ? attraversato da un albero suscettibile di compiere uno spostamento assiale e dotato di due zone di diametri differenti unite tra loro mediante una zona conica. Il diametro della zona di questo albero, contro cui in questo momento sono appoggiati i settori 9, determina evidentemente la posizione radiale dei medesimi, e la zona conica di connessione tra le due zone cilindriche ? studiata per svolgere un'azione di piano inclinato sopra i pezzi 9a-9b-9c-9d... che formano ciascuna delle "suole" o elementi dello stampo interno, in maniera da determinare lo spostamento contemporaneo di tutti i pezzi che formano ciascun elemento, agendo successivamente su tutti loro e provocando lo spostamento radiale di detti pezzi dalla posizione inattiva alla posizione attiva. Come ? logico, nel movimento assiale opposto si produce lo svincolo di tutti i pezzi indicati dalla posizione attiva verso la posizione inattiva, nella quale ? consentita l'estrazione del tubo corrugato e l'introduzione di un nuovo tubo da corrugare.

Si comprende che l'invenzione non pu? in modo alcuno considerarsi circoscritta all'esempio schematico di realizzazione descritto e rappresentato, bens? per quanto attiene alla sua essenzialit? ammette numerose modifiche, alcune delle quali sono state gi? indicate e tutte, come ? logico, dovranno considerarsi nel complesso incluse nel quadro dell'invenzione. In particolare, sar? possibile un massimo di varianti in tutto ci? che si riferisce al numero di elementi formanti gli stampi, al numero di pezzi spostabili radialmente che formano ciascuno dei detti elementi e pi? in particolare alla maniera di determinare gli spostamenti radiali di questi pezzi, nell?uno o nell'altro senso, al cui effetto sar? possibile adattare o ideare sistemi molto diversi da quelli che sono stati schematicamente suggeriti nella precedente descrizione, essendo perfettamente possibile prevedere soluzioni pneumatiche, idrauliche, elastiche, ecc., molto diverse da quelle puramente meccaniche a cui si ? fatto riferimento.

Claims (4)

1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per la fabbricazione di tubi corrugati, caratterizzato dalla preparazione di uno stampo formato da un numero superiore all'unit? di elementi anulari piani, uguali tra loro, sovrapposti e indipendenti, disposti in modo da cingere la zona del tubo che deve essere deformata, ciascuno dei quali elementi ? composto a sua volta da almeno due pezzi uguali e indipendenti a forma di settore di corona circolare, suscettibili di compiere uno spostamento nella direzione radiale e in maniera simultanea tra due posizioni limite, sotto l'azione di un sistema di comando che agisce successivamente sui citati elementi anulari sollecitando i pezzi che formano ciascuno di essi a passare da una posizione nella quale i loro bordi interni si mantengono discosti dalle pareti del tubo, consentendo l'introduzione del tubo da deformare e l'estrazione del tubo deformato, ad una posizione nella quale spingono le suddette pareti verso un controstampo situato all'interno del tubo, obbligandole a deformarsi e determinando successivamente nelle stesse le corrispondenti ondulazioni periferiche.
2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che il controstampo, che si colloca all'interno del tubo, ? costituito da un numero maggiore all'unit? di elementi piani uguali tra loro, sovrapposti e indipendenti, ciascuno dei quali ? formato a sua volta da almeno due pezzi uguali e indipendenti, che possono spostarsi radialmente tra una posizione limite, nella quale si mantengono a contatto delle pareti del tubo in condizione di cooperare con l'azione di presa esercitata successivamente dagli elementi anulari che formano lo stampo esterno, e una posizione limite opposta, nella quale si mantengono discosti da dette pareti, consentendo l'estrazione del tubo corrugato dallo stampo.
3. 3 . Procedimento secondo la prima rivendicazione, caratterizzato dal fatto che i pezzi o settori, che compongono ciascuno degli elementi anulari che formano lo stampo esterno, presentano i loro bordi interni profilati allo scopo di determinare una ondulazione periferica nel tubo.
4. 4. Procedimento secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i pezzi indipendenti, di cui si compone ciascuno degli elementi discoidali che formano lo stampo interno, presentano i loro bordi esterni profilati allo scopo di determinare una ondulazione periferica nel tubo, questi elementi essendo disposti a quinconce rispetto agli elementi formanti lo stampo esterno.