ITRN20120016A1 - Metodo ed apparecchiatura di taglio di un tubo in materiale termoplastico. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo

“METODO ED APPARECCHIATURA DI TAGLIO DI UN TUBO IN

MATERIALE TERMOPLASTICO.â€

Il presente trovato concerne un metodo ed una apparecchiatura di lavorazione di un tubo in materiale termoplastico, in particolare un metodo ed una apparecchiatura per eseguire il taglio di un tubo in materiale termoplastico.

Tali tubi in materiale termoplastico sono impiegati ad esempio come tubazioni rigide per uso sanitario, per pluviali esterni, per distribuzione di acqua e scarichi fognari.

I tubi in materiale termoplastico sono prodotti mediante un processo di estrusione, in un impianto che trascina il materiale allo stato plastico, mediante una vite che ruota all’interno di un cilindro, attraverso una matrice di forma e dimensioni opportune.

L’impianto produttivo del tubo à ̈ denominato linea di estrusione ed à ̈ costituito da una pluralità di apparecchiature, ciascuna adibita ad una specifica funzione.

In tale impianto à ̈ solitamente presente una apparecchiatura, generalmente disposta a fine linea, denominata “taglierina†.

Tale apparecchiatura à ̈ configurata per tagliare il tubo in spezzoni di tubo di precisa e predeterminata lunghezza.

Tale apparecchiatura comprende un gruppo di taglio che à ̈ installato su un carrello mobile in sincronia con il tubo ed à ̈ provvisto di organi di serraggio, configurati per accoppiarsi con il tubo durante l’operazione di taglio.

Con riferimento al moto dell’utensile di lavoro rispetto all’asse del tubo si distinguono due diverse tipologie di apparecchiature taglierine: le apparecchiature taglierine troncatrici e le apparecchiature taglierine planetarie.

Le macchine taglierine troncatrici sono caratterizzate da moto di lavoro dell’utensile di taglio con direzione di movimento perpendicolare all’asse del tubo, mentre le taglierine planetarie sono caratterizzate da moto di lavoro dell’utensile di taglio con movimento circolare rispetto all’asse del tubo.

Con riferimento al taglio, si distinguono tecniche di taglio senza asportazione di materiale e tecniche di taglio con asportazione di materiale.

Le tecniche di taglio senza asportazione di materiale possono essere impiegate soltanto per materiali tenaci e di limitata durezza, ovvero materiali caratterizzati da elevata resistenza alle sollecitazioni dinamiche e scarsa resistenza alla penetrazione di utensili di taglio.

Esempi di materiali tenaci e di limitata durezza sono i termoplastici PE,PP e PB.

In particolare, tali materiali possono essere tagliati con utensili di taglio configurati come coltelli ad uno o più taglienti oppure con coltelli a forma di disco circolare rotanti folli attorno al proprio asse o, ancora, con lame a ghigliottina.

In particolare à ̈ da rilevare che tali tecniche di taglio possono essere impiegate con tubi aventi spessori di parete relativamente contenuti; viceversa con tubi aventi spessori di parete particolarmente elevati tali tecniche di taglio sono di difficile attuazione in quanto l’utensile di taglio (generalmente a forma di disco circolare) à ̈ sottoposto ad elevate tensioni che ne favoriscono la deformazione.

Per materiali con durezza particolarmente elevata e comportamento meccanico di tipo fragile le sopramenzionate tecniche di taglio senza asportazione di materiale non sono praticabili in quanto con tali tecniche si verificherebbe la rottura del tubo (con possibile danneggiamento dell’utensile) durante il taglio e comunque il taglio risulterebbe impreciso; in tal caso il taglio del tubo viene attuato con tecniche di taglio che prevedono l’asportazione di materiale.

Tali tecniche prevedono che l’apparecchiatura taglierina sia provvista di seghe circolari metalliche pluridentate o con riporto superficiale di materiale abrasivo.

Si osservi che il taglio mediante asportazione di materiale genera elevate quantità di trucioli che devono essere immediatamente rimossi dalla zona di taglio per evitare il malfunzionamento della macchina taglierina e/o di altre apparecchiature ad essa prossime.

Inoltre, tali trucioli sono dannosi per l’utente e possono caricarsi elettrostaticamente ed aderire alle pareti del tubo stesso rendendo impraticabili successive lavorazioni sul tubo stesso.

Con particolari tipologie di materiali particolarmente ricchi di cariche minerali aggiunte al polimero di base, ad esempio tubi in materiale amorfo quale PVC-U, ABS e PMMA, si ha la generazione di polvere che se non rimossa adeguatamente dalla zona di taglio può danneggiare organi meccanici dell’apparecchiatura e risultare nociva per gli operatori.

E’ da sottolineare inoltre che le tecniche di taglio con asportazione di materiale generano dannose vibrazioni che si trasmettono agli organi della macchina.

Un’altra lavorazione che può essere eseguita su un tubo, nella linea di estrusione oppure anche fuori dalla linea stessa, à ̈ la smussatura di estremità.

Tale operazione à ̈ eseguita a valle della lavorazione di taglio.

Tale lavorazione viene eseguita su una estremità di uno spezzone di un tubo e prevede di ricavare – per asportazione di materiale - uno smusso sull’ estremità di uno spezzone di un tubo per consentirne l’accoppiamento a tenuta con un bicchiere o campana, ovvero con l’estremità allargata di un ulteriore spezzone di tubo.

Si osservi che tale operazione può essere eseguita in contemporanea o successivamente al processo di taglio. Alla luce di quanto esposto in precedenza, à ̈ da lungo tempo sentita l’esigenza di disporre di un metodo e di una apparecchiatura in grado di consentire la lavorazione di un tubo (in particolare il taglio e la smussatura) senza asportazione di materiale (ovvero senza la generazione di truciolo e/o polvere).

Ancora più precisamente à ̈ particolarmente sentita l’esigenza di disporre di un metodo ed una apparecchiatura che sia in grado di consentire il taglio e/o la smussatura anche su tubi aventi spessori di parete particolarmente elevati e/o su tubi di durezza particolarmente elevata e comportamento meccanico fragile.

Scopo del presente trovato à ̈ pertanto quello di soddisfare le esigenze sopra espresse mediante un metodo ed una apparecchiatura di taglio di un tubo.

Ancora un altro scopo dell’invenzione à ̈ quello di consentire il taglio di tubi in materiale termoplastico di qualsiasi materiale, spessore e dimensione ottenendo una elevata qualità del prodotto finito.

Le caratteristiche tecniche del trovato, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sotto riportate, ed i vantaggi dello stesso risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresentano una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa, in cui:

- la figura 1 illustra una vista prospettica di una prima forma di realizzazione dell’apparecchiatura oggetto dell’invenzione;

- la figura 2 illustra una vista laterale della apparecchiatura di figura 1;

- la figura 3 illustra una vista in sezione della apparecchiatura di figura 1;

- le figure 4A – 4G illustrano schematicamente alcune fasi operative di una seconda forma di realizzazione dell’apparecchiatura oggetto dell’invenzione;

- la figura 5 illustra una vista laterale di linea di estrusione del tubo in cui à ̈ installata l’apparecchiatura oggetto dell’invenzione;

- la figura 6 illustra una variante di un particolare dell’apparecchiatura oggetto dell’invenzione.

Conformemente ai disegni allegati, à ̈ stata indicata con 1 una apparecchiatura per la lavorazione di tubi in materiale termoplastico oggetto dell’invenzione.

Con l’espressione “tubi in materiali termoplastico†si intende qualunque tubo in materiale termoplastico, ad esempio tubi in PVC-U, PMMA, ABS (termoplastici a struttura amorfa), PE, PP e PB (termoplastici semicristallini) etc.

Il metodo di lavorazione di un tubo 2 in materiale termoplastico secondo l’invenzione comprende le seguenti fasi:

- a) riscaldamento localizzato e circonferenziale di una porzione assiale localizzata 3 del tubo 2 ad una prestabilita temperatura operativa;

- b) lavorazione, mediante un utensile 4, di detta porzione assiale 3 riscaldata.

Si osservi che la porzione assiale localizzata 3 à ̈ stata evidenziata, nelle allegate figure, con linee inclinate. In relazione alla fase a) di riscaldamento, à ̈ previsto di riscaldare una porzione 3 del tubo 2 circonferenzialmente, ovvero sull’intera circonferenza del tubo 2.

Tale riscaldamento à ̈ sostanzialmente un riscaldamento localizzato poiché non coinvolge l’intero tubo ma una porzione dello stesso.

In particolare, si osservi che con l’espressione “porzione assiale localizzata†si intende una porzione avente una estensione assiale limitata (preferibilmente inferiore al diametro del tubo).

In particolare, viene riscaldata soltanto la porzione 3 su cui verrà successivamente eseguita, mediante l’utensile 4, una lavorazione.

Si osservi che la porzione assiale 3 riscaldata ha una estensione assiale in funzione di uno spessore (di parete) e/o di un diametro del tubo 2.

In particolare, secondo questo aspetto, l’estensione assiale della porzione assiale 3 à ̈ proporzionale allo spessore di parete e/o al diametro del tubo 2.

Si osservi comunque che una estensione assiale troppo estesa della porzione 3 di taglio può determinare, nelle successive operazioni (in particolare nel taglio), inaccettabili deformazioni permanenti del tubo 2.

Con riferimento alla prestabilita temperatura operativa (ovvero temperatura di riscaldamento), si osserva quanto segue.

Per i materiali a struttura amorfa (PVC-U, PMMA, ABS) tale prestabilita temperatura di riscaldamento dipende dalla cosiddetta temperatura di transizione vetrosa del materiale; in particolare durante la fase a) viene operato un riscaldamento ad una temperatura superiore a quella di transizione vetrosa del materiale del tubo 2 in lavorazione.

E’ noto infatti che tali materiali termoplastici (PVC-U, PMMA, ABS) sono contraddistinti da una temperatura, o più in generale un campo di temperature, detta temperatura di transizione vetrosa (Tg) alla quale il materiale presenta un complesso comportamento meccanico viscoplastico, ovvero tende a “rammollirsi†.

A titolo esemplificativo, si riportano le tipiche temperature di transizione vetrosa di alcuni materiali termoplastici a struttura amorfa:

- PVC-U Tg= 75°C÷80°C;

- PMMA Tg= 105°C÷120°C;

- ABS Tg=95°C÷105°C.

Con riferimento ai tubi in materiale termoplastico semicristallino, la prestabilita temperatura di riscaldamento à ̈ inferiore (generalmente prossima) alla temperatura di fusione del materiale del tubo 2: infatti per tali materiali le temperature di transizione vetrose sono prossimi o addirittura inferiori allo 0° e, a temperatura ambiente, tali materiali sono già ad una temperatura superiore a quella di transizione vetrosa. A titolo esemplificativo, la temperatura di fusione del PP à ̈ di 165° e, per tale materiale una possibile temperatura prestabilita di riscaldamento potrebbe essere quella di 140°C.

Il processo di riscaldamento, localizzato nella zona di taglio, deve avvenire senza danneggiare, fondere o bruciare il materiale

Preferibilmente la fase di riscaldamento comprende una fase di emissione di onde elettromagnetiche in direzione di detta porzione assiale 3 del tubo 2.

Preferibilmente tali onde elettromagnetiche sono emesse circonferenzialmente, ovvero lungo l’intera circonferenza del tubo.

Si osservi che con l’espressione “emesse circonferenzialmente†si intende che le onde sono emesse in direzione anulare, per intercettare la superficie esterna della porzione 3 del tubo e da questa propagarsi verso gli strati più interni della porzione 3 del tubo. Quindi, preferibilmente, à ̈ previsto di riscaldare la porzione 3 del tubo mediante onde elettromagnetiche incidenti sulla superficie esterna della porzione 3 del tubo.

Si osservi che le onde elettromagnetiche si propagano attraverso la parete del tubo 2, per riscaldare in tempi estremamente brevi l’intera porzione 3 del tubo 2.

Preferibilmente tali onde elettromagnetiche sono emesse lungo l’intera circonferenza del tubo in modo equidistribuito.

Le onde elettromagnetiche sono emesse prevalentemente nell’intervallo 0.8 - 4 micron.

Si osservi che, preferibilmente, la fase di riscaldamento comprende una fase di riflessione delle onde elettromagnetiche emesse in direzione di detta porzione assiale 3 del tubo 2.

In altre parole, una parte delle onde elettromagnetiche emesse dalla sorgente à ̈ diretta verso la porzione 3 del tubo 2 mentre un’altra parte à ̈ re-indirizzata, attraverso una o più riflessioni, verso la porzione 3 del tubo 2.

Tale riflessione à ̈ ottenuta mediante mezzi 8 di riflessione, che verranno meglio descritti nel prosieguo.

Secondo un altro aspetto, preferibilmente nella fase di riscaldamento à ̈ previsto di misurare la temperatura di detta porzione 3 di tubo 2, per comandare detto riscaldamento in funzione della temperatura rilevata. In altre parole, secondo tale aspetto, à ̈ previsto di misurare la temperatura della porzione 3 di tubo 2 in modo da portare la stessa alla temperatura prestabilita (o operativa).

Si osservi che, preferibilmente, tale misurazione di temperatura à ̈ eseguita mediante un sensore 13; ancora più preferibilmente tale misurazione à ̈ eseguita mediante un sensore 13 di tipo non a contatto (preferibilmente un pirometro ottico).

Con riferimento alla citata fase b) di lavorazione della porzione 3 riscaldata del tubo 2, si osservi che tale tipo di lavorazione può consistere in una lavorazione di taglio (operazione b1) oppure in una lavorazione di smussatura dell’estremità del tubo 2 (operazione b2). Si osservi che nella descrizione che segue sarà descritto anche un metodo ed una relativa apparecchiatura per eseguire singolarmente l’operazione di smussatura b2: tali metodo ed apparecchiatura sono oggetto di tutela del presente brevetto unicamente in combinazione con il metodo e la relativa apparecchiatura di taglio atti alla lavorazione b1.

Con riferimento alla lavorazione di taglio b1, il metodo prevede che, dopo aver riscaldato la porzione 3 di tubo 2 alla prestabilita temperatura, si operi il taglio mediante un utensile 4 in corrispondenza della porzione 3 riscaldata.

Si osservi che per l’operazione di taglio la porzione 3 riscaldata ha, preferibilmente, una estensione assiale inferiore al diametro del tubo 2 (ancora più preferibilmente inferiore al raggio) mentre per l’operazione di smussatura dell’estremità del tubo la porzione 3 riscaldata ha, preferibilmente, una estensione assiale inferiore al diametro del tubo 2 (ancora più preferibilmente inferiore al raggio) e superiore all’estensione assiale dello smusso (preferibilmente almeno due volte l’estensione assiale dello smusso).

Si osservi che l’utensile 4 di taglio à ̈, preferibilmente, un utensile a coltello.

Alternativamente, tale tipo di utensile 4 Ã ̈ un un utensile a ghigliottina.

Si osservi che tale utensile 4 presenta una lama.

Con riferimento al moto di lavoro dell’utensile di taglio a coltello, l’apparecchiatura 1 à ̈ configurata in modo che l’utensile 4 sia mobile con direzione di movimento perpendicolare (radialmente) all’asse del tubo 2 e contemporaneamente in modo che l’utensile 4 abbia un movimento circolare rispetto all’asse del tubo 2.

In altre parole, l’utensile 4 di taglio ha un movimento combinato di affondamento in direzione radiale (all’interno dello spessore del tubo) e di rotazione attorno all’asse X del tubo 2.

L’utensile 4 di taglio soggetto a tale tipo di moto combinato descrive, nello spazio, un moto sostanzialmente a spirale attorno all’asse del tubo 2. Quindi, più in generale, tale utensile 4 à ̈ un utensile di taglio, configurato per tagliare il tubo 2 (ovvero operare una separazione di materiale senza asportazione di truciolo) in corrispondenza della porzione 3 riscaldata.

Si osservi che, secondo l’invenzione, il fatto di operare il taglio in corrispondenza di una porzione 3 di tubo 2 preventivamente riscaldata (ad una temperatura comunque superiore a quella di transizione vetrosa) consente di tagliare in modo particolarmente preciso e netto il tubo 2, senza che vengano generate imperfezioni nel taglio (deformazioni, vistose asperità e difettosità superficiali etc) e senza che sia asportato materiale. Un vantaggio di tale procedimento di taglio à ̈ quello di evitare la generazione di sfrido o polvere, poiché il taglio avviene per separazione del materiale senza asportazione di materiale.

Questo procedimento di lavorazione del tubo elimina tutti i citati inconvenienti correlati alla generazione di sfrido o polvere, in quanto si realizza il taglio senza asportazione di materiale.

Tale procedimento à ̈, vantaggiosamente, applicabile a materiali di tipo termoplastico a struttura amorfa così come a materiali termoplastici semicristallini.

I vantaggi di un procedimento di taglio del tubo eseguito secondo gli insegnamenti dell’invenzione sono i seguenti:

- ottima qualità della superficie del tubo in cui à ̈ eseguito il taglio (per l’assenza di evidenti imperfezioni superficiali);

- bassa potenza richiesta agli attuatori preposti al moto di taglio,

- riduzione di tasso di usura dell’utensile.

Le figure 4A-4F illustrano una sequenza operativa relativa alla lavorazione di smussatura (operazione b2) sulla porzione 3 di tubo 2.

Si osservi che, qualora la fase di lavorazione consista in una operazione di smussatura (operazione b2) sulla porzione 3 di tubo 2, l’utensile 4 – secondo una prima forma di realizzazione - comprende un punzone 14 ed un anello esterno femmina 15, cooperanti per realizzare la smussatura di una estremità della porzione 3 di tubo che à ̈ stata preventivamente riscaldata (fase a).

Il punzone 14 à ̈ calibrato sul diametro interno del tubo ed à ̈ configurato per inserirsi all’interno del tubo.

Invece l’anello esterno femmina 14 à ̈ conformato per deformare l’estremità del tubo 2 verso l’asse X del tubo (radialmente).

Si osservi a tal proposito che l’anello esterno femmina 14 comprende una porzione terminale 19 conica, configurata per schiacciare (radialmente) l’estremità del tubo 2 come verrà meglio descritto nel prosieguo. Secondo tale forma realizzativa, l’apparecchiatura 1 comprende preferibilmente anche una flangia frontale 16, configurata per definire un arresto assiale durante l’operazione si smussatura dell’estremità del tubo 2. L’operazione di smussatura di un’estremità del tubo 2 consiste nella riduzione di spessore del tubo 2 in corrispondenza di tale estremità, per ricavare uno smusso in corrispondenza dell’estremità del tubo 2.

Nel seguito verrà descritta, a titolo esemplificativo e non limitativo, una preferita forma di attuazione dell’operazione di smussatura (operazione b2) sull’apparecchiatura 1.

Si osservi che, secondo una preferita modalità di attuazione, tale operazione prevede che il punzone 14 sia inserito all’interno del tubo 2 (fig. 4B-4C).

Successivamente all’inserimento del punzone 14, l’anello femmina 15 à ̈ disposto in modo da ricevere internamente l’estremità del tubo 2 stesso.

La flangia frontale 16 viene portata in prossimità della (ad una prestabilita distanza dalla) estremità terminale del tubo 2 (fig. 4d).

Si osservi che successivamente (fig. 4e) à ̈ previsto di estrarre il punzone 14 dal tubo 2; durante l’estrazione del punzone 14 dal tubo 2 una porzione del materiale dell’estremità del tubo 2 à ̈ compressa fra l’anello femmina 15 ed il punzone 14 per l’azione combinata dell’anello 15 e del punzone 14: in tal modo si ha la formazione di uno smusso sul tubo 2.

Si fa presente che durante l’operazione di formatura dello smusso si ha un allungamento dell’estremità del tubo 2, che porta il tubo 2 ad allungarsi fino a riscontrare la flangia frontale 16.

Pertanto, la flangia frontale 16 consente, nell’uso, di limitare l’allungamento del tubo 2.

Inoltre si osservi che lo smusso à ̈ realizzato sulla superficie esterna del tubo 2.

Si osservi inoltre che l’apparecchiatura 1 à ̈ provvista di una morsa 20, configurata per bloccare il tubo 2 durante l’operazione di smussatura di estremità.

Si osservi che nell’esempio illustrato l’anello 15 à ̈ sostanzialmente tubolare; secondo una variante illustrata nella figura 6 l’anello 15 à ̈ sostituito da uno o più organi pressore 21 configurato/i per agire su una porzione della circonferenza del tubo 2.

Preferibilmente l’apparecchiatura 1 comprende tre organi pressori 21, angolarmente sfalsati.

In tale variante, per realizzare la smussatura dell’estremità del tubo 2, à ̈ previsto - dopo che à ̈ stato inserito il punzone 14 ed à ̈ stata posizionata la flangia frontale come descritto in precedenza - di portare in rotazione relativa il tubo 2 rispetto agli organi pressori 21.

Pertanto, l’apparecchiatura 1 à ̈ configurata per consentire la rotazione relativa dell’organo pressore 21 (o più in generali degli organi pressori 21) rispetto al tubo 2.

Preferibilmente gli organi pressori 21 sono portati in rotazione rispetto all’asse X del tubo 2, in modo da formare lo smusso sull’intera circonferenza della porzione 3 di estremità del tubo 2.

Si osservi che, più in generale, gli organi pressori 21 o l’anello femmina 15 definiscono, in combinazione con il punzone 14, mezzi di schiacciamento in direzione radiale dell’estremità terminale del tubo 2.

Si osservi inoltre che gli organi pressori 21 o l’anello femmina 15 definiscono, più in generale, mezzi di riscontro configurati per cooperare con il punzone 14 in modo da operare uno schiacciamento dell’estremità dello stesso, per realizzare uno smusso.

Si osservi che la smussatura viene realizzata per deformazione plastica del materiale che, preventivamente riscaldato, si trova in uno stato di “rammollimento†: pertanto, vantaggiosamente, non viene generato sfrido e polvere e vengono evitati tutti gli inconvenienti descritti con riferimento all’arte nota.

Quindi, la smussatura sopra descritta à ̈ una operazione di deformazione plastica eseguita su una porzione di estremità del tubo 3 preventivamente riscaldata.

Si osservi che, secondo il metodo oggetto dell’invenzione, la fase di deformazione plastica comprende una fase di inserimento di un punzone 14 internamente a detta porzione 3 d’estremità del tubo ed una fase di schiacciamento di detta porzione 3 di estremità del tubo 2 fra detto punzone 14 ed un elemento di riscontro (15,21) in contatto esternamente con detta porzione 3 di estremità del tubo 2.

Nel prosieguo verrà descritta una prima forma di realizzazione dell’apparecchiatura 1, con riferimento alle annesse figure 1-3.

Si osservi che tale apparecchiatura 1 à ̈ provvista di un utensile 4 per eseguire il taglio del tubo 2 in modo da poter eseguire l’operazione b1 di taglio del tubo 2; tuttavia, si fa presente che, secondo l’invenzione, in luogo dell’utensile 4 di taglio l’apparecchiatura 1 può comprendere l’utensile 4 di smussatura per eseguire l’operazione di smussatura b2.

Pertanto, quanto verrà descritto con riferimento ai mezzi 5 di riscaldamento della porzione 3 del tubo 2 dell’apparecchiatura 1 à ̈ applicabile sia all’apparecchiatura 1 con utensile 4 di taglio sia all’apparecchiatura 1 con utensile 4 di smussatura.

L’apparecchiatura 1 può essere montata in una linea L di estrusione (un esempio di tale linea à ̈ illustrato in figura 5), per operare il taglio o la smussatura del tubo 2.

In alternativa l’apparecchiatura 1 può essere montata all’esterno della linea L, per operare su spezzoni di tubo 2.

L’ apparecchiatura 1 di lavorazione di un tubo 2 in materiale termoplastico, comprende, in combinazione:

- mezzi 5 di riscaldamento, configurati per riscaldare una porzione assiale 3 del tubo 2 alla prestabilita temperatura;

- un utensile 4 di lavorazione di detta porzione assiale 3 riscaldata del tubo 2.

L’utensile 4 ed i mezzi 5 di riscaldamento sono preferibilmente fissati ad un medesimo carrello 18 di supporto, configurato per essere mobile assialmente lungo la direzione di sviluppo assiale del tubo 2.

In tal modo, il carrello 18 può inseguire (ovvero muoversi alla medesima velocità) il tubo 2 in uscita dalla linea di estrusione, in modo da realizzare la lavorazione ed il riscaldamento del tubo in movimento lungo la linea.

Si osservi che sul carrello 18 Ã ̈ possibile individuare il gruppo 17 di supporto dei mezzi di riscaldamento, un piano di riscaldamento R e due piani di lavorazione T ed S (in corrispondenza dei quali piani T ed S sono eseguiti rispettivamente il taglio e la smussatura).

Secondo la preferita forma di realizzazione, i mezzi 5 di riscaldamento comprendono almeno un dispositivo 6 di emissione di onde elettromagnetiche.

Preferibilmente il detto dispositivo 6 à ̈ configurato per emettere dette onde elettromagnetiche prevalentemente nell’intervallo 0.8 - 4 micron (intervallo corrispondente all’infrarosso).

Si osservi che, secondo quanto illustrato nelle figure 1 e 3, il dispositivo 6 di emissione à ̈ configurato per emettere le onde elettromagnetiche circonferenzialmente in direzione di detta porzione assiale 3 di tubo 2: in questo modo viene realizzato, in modo semplice e senza organi in movimento, il riscaldamento dell’intera porzione 3 del tubo 2 (ovvero la porzione 3 del tubo viene riscaldata sull’intera circonferenza).

Il detto dispositivo 6 comprende almeno un irradiatore a filamento 7a,7b di tungsteno.

Nella forma illustrata in figura, il dispositivo 6 comprende una coppia di irradiatori a filamento di tungsteno, indicati singolarmente con i riferimenti 7a e 7b.

Si osservi che ciascun irradiatore 7a e 7b à ̈ costituito, rispettivamente, da un filamento di tungsteno avvolto ad anello, provvisto di una prima estremità e di una seconda estremità.

Preferibilmente tali irradiatori 7a e 7b sono disposti angolarmente sfalsati per compensare eventuali disomogeneità angolari di emissione di ciascun irradiatore (ad esempio una possibile disomogeneità si individua in corrispondenza del settore dell’anello dell’irradiatore in cui sono presenti i connettori 23 di alimentazione).

Si osservi che l’apparecchiatura 1 comprende ulteriormente mezzi 8 di riflessione di dette onde elettromagnetiche, configurati per riflettere le onde elettromagnetiche emesse dal dispositivo 6 ed indirizzarle verso detta porzione 3 del tubo 2.

I mezzi 8 di riflessione comprendono quindi una o più superfici, configurate per riflettere (mediante una o più riflessioni consecutive) le onde elettromagnetiche emesse dal dispositivo 6 ed indirizzarle verso la porzione 3 del tubo 2.

In questo modo, vantaggiosamente, la maggior parte dell’energia emessa dal dispositivo 6 viene trasferita alla porzione 3 del tubo 2 in modo da contribuire al riscaldamento della stessa.

Preferibilmente, tali mezzi 8 di riflessione comprendono uno schermo ad anello, associato a ciascun irradiatore a filamento (7a, 7b) per indirizzare le onde emesse dal dispositivo 6 in allontanamento dal tubo 2 verso il tubo 2 stesso.

Si osservi quindi che tale schermo ad anello à ̈ disposto in corrispondenza di ciascun filamento 7a, 7b.

Preferibilmente tale schermo ad anello comprende materiale metallico; ancora più preferibilmente comprende un riporto dorato.

Secondo l’esempio illustrato, i mezzi 8 di riflessione comprendono una coppia di riflettori 9, disposti contraffacciati e definenti una apertura 31 interna di ricezione del tubo 2.

Tali riflettori 9 sono stati indicati singolarmente con i riferimenti 9a e 9b.

Preferibilmente i riflettori 9 sono costituiti da specchi aventi una superficie regolare sostanzialmente liscia.

Ciascun riflettore 9a e 9b ha una forma ad anello.

L’apertura 31 di ricezione del tubo à ̈ l’apertura interna dell’anello, attraverso la quale viene fatto transitare il tubo stesso.

In particolare, si osservi che nella forma illustrata nelle figure 1 e 3 i riflettori 9a e 9b sono disposti ortogonalmente all’asse X del tubo 2.

Secondo un altro aspetto, l’apparecchiatura 1 comprende mezzi 11 di schermatura di dette onde elettromagnetiche, configurati per consentire la trasmissione di dette onde in direzione di detta porzione assiale 3 del tubo 2 e per impedirne la trasmissione a porzioni del tubo 2 diverse da detta porzione assiale 3.

In altre parole, i mezzi 11 di schermatura definiscono una regione (assiale) di trasmissione delle radiazioni ed una regione (assiale) di interdizione della trasmissione delle radiazioni: ciò consente di riscaldare una porzione localizzata e limitata del tubo 2, in modo da massimizzare i risultati ottenuti nelle successive operazioni eseguite (taglio, smussatura).

Nella forma di realizzazione illustrata nelle figure 1-3, i mezzi di schermatura 11 comprendono uno schermo tubolare 12 sviluppantesi assialmente, configurato per essere disposto esternamente a detto tubo 2.

Lo schermo tubolare 12 Ã ̈ provvisto di una apertura circonferenziale 10 (o finestra di riscaldamento 10) per consentire la trasmissione di dette onde elettromagnetiche verso detta porzione assiale 3 del tubo 2.

Si osservi che lo schermo tubolare 12 Ã ̈ preferibilmente composto da due porzioni 12a e 12b fra loro accoppiabili per definire lo schermo 12.

Si osservi quindi che le onde elettromagnetiche sono trasmesse alla porzione 3 solo attraverso l’apertura circonferenziale 10; in corrispondenza delle superfici dello schermo tubolare 12 le onde elettromagnetiche vengono bloccate.

Si osservi che i riflettori 9a e 9b, lo schermo tubolare ed il dispositivo 6 definiscono nell’insieme una unità 17 di riscaldamento, configurata per trasferire una elevata quantità di energia ad una prestabilita porzione 3 assiale del tubo 2.

Si osservi che la larghezza della finestra di riscaldamento 10 determina l’estensione assiale della porzione 3 di tubo oggetto del riscaldamento.

Secondo ancora un altro aspetto, l’apparecchiatura 1 comprende ulteriormente un sensore 13, configurato per rilevare la temperatura della superficie del tubo 2 in corrispondenza di detta porzione assiale 3 del tubo 2, e mezzi di comando dei mezzi 5 di riscaldamento, configurati per comandare i mezzi 5 di riscaldamento in funzione di detta temperatura rilevata.

Preferibilmente tale sensore 13 à ̈ di tipo ottico; ancora più preferibilmente à ̈ un pirometro ottico.

Si osservi che, secondo l’invenzione, à ̈ prevista la sostituzione dei riflettori 9a, 9b e delle porzioni 12a e 12b dello schermo tubolare 12 al cambio formato del tubo in lavorazione.

Con riferimento al funzionamento dell’apparecchiatura 1 durante il taglio (operazione b1) in una linea di estrusione L, si osservi che, quando la sezione del tubo 2 in cui à ̈ stabilito di realizzare il taglio à ̈ prossima alla finestra 10 di riscaldamento, il carrello 18 viene movimentato e si sincronizza (ovvero procede alla medesima velocità) con il tubo 2 in modo che la finestra di riscaldamento 10 sia mantenuta centrata con la sezione desiderata di taglio.

In questa condizione vengono attivati gli irradiatori 7a e 7b e mantenuti accesi per il tempo necessario a portare la porzione 3 del tubo 2 alla prestabilita temperatura di riscaldamento.

Preferibilmente à ̈ previsto di mantenere il tubo 2 alla prestabilita temperatura di riscaldamento per un tempo prestabilito (che può essere funzione dello spessore, del diametro del tubo e del materiale del tubo).

Successivamente viene invertito il moto del carrello 18 e l’utensile 4 di taglio viene posizionato in corrispondenza della porzione 3 riscaldata.

A questo punto, il carrello 18 viene sincronizzato di nuovo con il tubo 2 ed à ̈ previsto di azionare organi di bloccaggio del tubo 2.

Gli organi di bloccaggio del tubo sono solidali al carrello 18 e fanno parte dell’apparecchiatura 1.

In tale momento, l’utensile di taglio 4 esegue il taglio della porzione 3 di tubo 2 preventivamente riscaldata. Terminata l’operazione di taglio, l’utensile 4 si disimpegna dal tubo 2, gli organi di bloccaggio del tubo 2 si disaccoppiano dal tubo 2 e l’apparecchiatura 1 si predispone per un nuovo ciclo di taglio.

Tale metodologia di taglio, cosiddetta al volo, Ã ̈ ben descritta nel documento brevettuale EP 0129515.

Si osservi che, per compensare il transitorio di riscaldamento del filamento di tungsteno (che deve raggiungere una temperatura di circa 2000 °C), à ̈ opportuno anticipare l’accensione degli irradiatori 7a e 7b.

Si osservi che, secondo quanto descritto in precedenza, l’apparecchiatura 1 comprende una unità di comando e controllo configurata per sincronizzare il moto del carrello 18 con l’avanzamento del tubo 2.

Resta altresì definito secondo l’invenzione un impianto per la lavorazione di un tubo 2 in materiale termoplastico, comprendente una linea L di estrusione del tubo 2 (illustrata nella figura 5) ed una apparecchiatura 1, disposta in corrispondenza di detta linea L per realizzare una operazione di taglio e/o smussatura su detto tubo 2 estruso.

Si osservi che il metodo di lavorazione secondo l’invenzione à ̈ un metodo senza asportazione di truciolo. Il trovato così concepito à ̈ suscettibile di evidente applicazione industriale; può essere altresì oggetto di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; tutti i dettagli possono essere sostituiti, inoltre, da elementi tecnicamente equivalenti.

Claims (18)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo di taglio di un tubo (2) in materiale termoplastico, caratterizzato dal fatto di comprendere, in combinazione, le seguenti fasi: - riscaldamento localizzato e circonferenziale di una porzione assiale localizzata (3) del tubo (2) ad una prestabilita temperatura operativa; -taglio senza asportazione di truciolo, mediante un utensile (4) di taglio, di detta porzione assiale (3) riscaldata, per ottenere spezzoni di detto tubo.
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta fase di riscaldamento comprende una fase di emissione di onde elettromagnetiche circonferenzialmente in direzione di detta porzione assiale (3) del tubo (2).
3. 3. Metodo secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che dette onde elettromagnetiche sono prevalentemente nell’intervallo 0.8 - 4 micron.
4. 4. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2 e 3, caratterizzato dal fatto che detta fase di riscaldamento comprende una fase di riflessione di almeno una parte di dette onde elettromagnetiche, per convogliare detta parte di onde elettromagnetiche verso detta porzione assiale (3) del tubo (2).
5. 5. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui detto materiale termoplastico à ̈ un materiale a struttura amorfa, caratterizzato dal fatto che detta prestabilita temperatura operativa à ̈ superiore ad una temperatura di transizione vetrosa del materiale stesso del tubo (2).
6. 6. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui detto materiale termoplastico à ̈ un materiale semicristallino, caratterizzato dal fatto che detta prestabilita temperatura operativa à ̈ prossima ed inferiore alla temperatura di fusione del materiale stesso del tubo (2).
7. 7. Apparecchiatura di taglio di un tubo in materiale termoplastico, caratterizzata dal fatto di comprendere, in combinazione: - mezzi (5) di riscaldamento, configurati per riscaldare circonferenzialmente una porzione assiale localizzata (3) del tubo (2) ad una prestabilita temperatura operativa; - almeno un utensile (4) di taglio di detta porzione assiale (3) riscaldata del tubo (2).
8. 8. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 7, in cui detto utensile (4) di taglio presenta una lama.
9. 9. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 7 a 8, in cui detto utensile di taglio (4) à ̈ un utensile a coltello ed à ̈ configurata in modo che l’utensile (4) abbia un moto combinato di rotazione attorno all’asse (X) del tubo (2) e di spostamento radiale rispetto all’asse del tubo (2).
10. 10. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 7 a 9, in cui i mezzi (5) di riscaldamento comprendono almeno un dispositivo (6) di emissione di onde elettromagnetiche.
11. 11. Apparecchiatura (1) secondo la rivendicazione 10, in cui detto dispositivo (6) à ̈ configurato per emettere dette onde elettromagnetiche prevalentemente nell’intervallo 0.8 - 4 micron.
12. 12. Apparecchiatura (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 10 o 11, in cui detto dispositivo (6) comprende almeno un irradiatore a filamento (7a,7b) di tungsteno.
13. 13. Apparecchiatura (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 10 a 12, comprendente ulteriormente: - mezzi (8) di riflessione di onde elettromagnetiche, configurati per riflettere almeno una parte di dette onde elettromagnetiche emesse da detto dispositivo (6) in direzione di detta porzione anulare (3) del tubo (2).
14. 14. Apparecchiatura (1) secondo la rivendicazione 13, in cui detti mezzi (8) di riflessione comprendono una coppia di riflettori (9a,9b) a sviluppo anulare, disposti contraffacciati da bande opposte di detto dispositivo (6) di emissione.
15. 15. Apparecchiatura (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 10 a 13, comprendente ulteriormente: - mezzi (11) di schermatura di dette onde elettromagnetiche, configurati per consentire la trasmissione di dette onde in direzione di detta porzione assiale (3) del tubo (2) e per impedirne la trasmissione a porzioni del tubo (2) diverse da detta porzione assiale (3).
16. 16. Apparecchiatura (1) secondo la rivendicazione precedente, in cui i mezzi di schermatura (11) comprendono uno schermo tubolare (12) sviluppantesi assialmente, configurato per essere disposto esternamente a detto tubo (2) e provvisto di una apertura circonferenziale (10) per consentire il passaggio di detto onde elettromagnetiche unicamente verso detta porzione assiale (3) del tubo (2).
17. 17. Apparecchiatura (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 7 a 16, in cui detta apparecchiatura (1) comprende un sensore (13), configurato per rilevare la temperatura della superficie del tubo (2) in corrispondenza di detta porzione assiale (3) del tubo (2), e mezzi di comando dei mezzi (5) di riscaldamento, configurati per comandare i mezzi (5) di riscaldamento in funzione di detta temperatura rilevata.
18. 18. Impianto per la lavorazione di un tubo (2) in materiale termoplastico, comprendente una linea (L) di estrusione del tubo (2) ed una apparecchiatura (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 7 a 17, disposta in corrispondenza di detta linea (L) per realizzare una operazione di taglio su detto tubo (2) estruso.