ITVI20090264A1 - Sistema per realizzare l' avvolgimento in fibra del rivestimento esterno di serbatoi per fluidi ad alta pressione con forma di disco bombato e attrezzatura per eseguire detto avvolgimento - Google Patents

Sistema per realizzare l' avvolgimento in fibra del rivestimento esterno di serbatoi per fluidi ad alta pressione con forma di disco bombato e attrezzatura per eseguire detto avvolgimento Download PDF

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Description

Descrizione del brevetto per Invenzione Industriale avente titolo:
“SISTEMA PER REALIZZARE L<'>AVVOLGIMENTO IN FIBRA DEL RIVESTIMENTO ESTERNO DI SERBATOI PER FLUIDI AD ALTA,, PRESSIONE CON FORMA DI DISCO BOMBATO E ATTREZZATURA PER ESEGUIRE DETTO AVVOLGIMENTO”
Π presente trovato riguarda un sistema per avvolgere in modo automatico i fili in fibra che compongono il rivestimento esterno dei serbatoi per fluidi ad alta pressione che presentano la forma di un disco bombato ossia di forma cilindrica ma con diametro molto superiore all<*>altezza.
Il trovato stesso riguarda anche l’attrezzatura ideata che permette di ottenere ravvolgimento a spire intrecciate costituente detto rivestimento esterno.
Nel mercato intemazionale esistono varie tipologie di macchine adatte ad avvolgere le diverse composizioni di fibre note (ad esempio vetro, kevlar, carbonio) particolarmente adatte per costituire F avvolgimento a fibre intrecciate che realizzano il rivestimento esterno ad atta resistenza dei serbatoi cilindrici destinati a contenere fluidi ad alta pressione.
Tali serbatoi cilindrici presentano normalmente diametri notevolmente inferiori alla loro lunghezza, comprendono alle foro estremità le due calotte e vengono comunemente chiamati “bombole”.
Esistono anche alcune macchine in grado di avvolgere serbatoi, sempre cilindrici ma con lunghezza comparabile al diametro, comunemente detti “barilotti”.
Sia per le prime tipologie di macchine, sia per le seconde sopra nominate, la composizione delle macchine stesse risulta assai complessa in quanto, per realizzare detti avvolgimenti a fibre intrecciate, è previsto sostanzialmente l’impiego di una struttura fissa comprendente un mandrino rotante sul quale viene collocato il serbatoio da avvolgere e uno op più rocchetti porta fibra e un occhiello mobile di guida e convergenza dei fili del ravvolgi mento che si svolgono dai rocchetti stessi posti su una struttura fissa*
La complessità delle suddette macchine risiede soprattutto nella pluralità dei gradi di movimento che è necessario assegnare al suddetto occhiello mobile, per ottenere la voluta trama a spire elicoidali che offra la resistenza richiesta alle alte sollecitazioni interne prodotte dai fluidi in pressione da introdurre net serbatoi. A prescindere dal problema della complessità delle macchine avvolgitrici appena sopra accennato, non esistono comunque sul mercato macchine adibite specificatamente ad avvolgere una particolare tipologia di serbatoio per fluidi ad alta pressione che presenta la forma di un disco bombato come in premessa evidenziato.
Tale tipo di serbatoio è stato oggetto della domanda di brevetto italiano n° VT2006A000078 de! 21/03/2006 a nome della ditta I*M Z. spa, ora trasformata in detta “Industria Meccanica Zanè” srl, titolare della presente domanda.
Il presente trovato ha lo scopo principale di consentire di avvolgere la suddetta nuova tipologia di serbatoio in modo originale, rapido ed efficace.
Tale scopo è raggiunto con la ideazione di un sistema per realizzare ravvolgimento in fibra del rivestimento esterno di un serbatoio per fluidi ad alta pressione con forma di disco bombato, il quale sistema, in accordo con il contenuto della prima rivendicazione, è caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi applicative:
- collocare detto serbatoio su una piattaforma provvista di supporti per l’asse centrale di rotazione del serbatoio stesso;
- assegnare a detto serbatoio un moto rotatorio continuo in un verso, intorno a detto asse centrale di rotazione;
- assegnare a detta piattaforma un moto oscillatorio pendolare intorno ad un asse secondario perpendicolare a detto asse centrale di rotazione;
~ collocare ad opportuna disianza da detta piattaforma e iti posizione fissa, un occhiello dì guida e di convergenza dei vari fili in fibra di composizione di detto avvolgimento, fili provenienti da uno o più roccheti porta fibra;
- stabilire atraverso un software di programmazione adeguato, il controllo e la sincronizzazione di detto moto rotatorio del serbatoio e di deto moto oscillatorio pendolare della piattaforma.
Per applicare il sistema appena sopra definito nelle sue linee essenziali, si ricorre a una attrezzatura oggetto della stessa presente domanda di brevetto, fa quale attrezzatura, in accordo con il contenuto delle rivendicazioni da 2 a 4 comprende sostanzialmente la suddeta piattaforma in grado di assegnare al serbatoio sia il moto rotatorio continuo attorno al proprio asse centrale di rotazione, sia il moto oscillatorio pendolare intorno ad un asse perpendicolare a detto asse centrale*La stessa attrezzatura comprende poi il suddetto occhiello di guida e convergenza dei vari fili in fibra di composizione di detto avvolgimento, e comprende altresì una struttura di sostegno di uno o più rocchetti porta fibra, collocata a monte del medesimo occhiello.
Le fasi del sistema e la composizione di massima dell’ attrezzatura applicativa del sistema stesso, saranno meglio evidenziate nel seguito della presente descrizione che si riferisce a una forma esemplificativa di realizzazione de! trovato in oggetto, forma non limitativa ma solo illustrativa dei conceti inventivi sopra esposti, la quale sì appoggia alle due tavole di disegno allegate, ove:
- la figura l della prima tavola mostra, in vista prospetica, il serbatoio da avvolgere avente la forma di un disco bombato;
- le figure da 2 a 6 mostrano in sequenza cinque posizioni del serbatoio supportato dalla relativa piattaforma, utili per illustrare come si sviluppa F avvolgimento;
- la figura 7 della seconda tavola mostra, in una vista laterale, la composizione essenziale dell’ atrezzatura per attuare l’avvolgimento; - la figura 8 della stessa seconda tavola mostra la medesima attrezzatura, ma in una vista dall’alto.
La logica che sta alla base del presente sistema per avvolgere il tipo di serbatoio per fluidi ad alta pressione mostrato in figura 1, e ivi indicato con 1, si desume dalla sequenza di figure che vanno da 2 a 6.
Con riferimento alla figura 1, si nota come il serbatoio stesso sia collocato sulla piattaforma 2 provvista dei supporli 21 per l’asse centrale di rotazione X-X del serbatoio stesso.
A questo viene assegnato un moto rotatorio continuo, ad esempio nel verso indicato con Y in figura l, intorno a detto asse centrale di rotazione X-X.
Alla suddetta piattaforma 2 viene anche assegnato un moto oscillatorio pendolare intorno all’ asse secondario Z, perpendicolare a detto asse centrale di rotazione X-X.
A una opportuna distanza dalla piattaforma 2 e in posizione fissa indicata con il punto P nelle figure da 2 a 6, si colloca un occhiello di guida e di convergenza dei vari fili in fibra o trecce di composizione dell’avvolgimento, fili provenienti da uno o più rocchetti porta fibra non mostrati nella tavola 1 .
Tramite un opportuno software di programmazione si preimposta il controllo e la sincronizzazione del moto rotatorio del serbatoio 1 secondo l’asse X-X e quello oscillatorio pendolare della piattaforma 2 secondo Passe Z.
11 suddeto moto rotatorio del serbatoio sarà, come sopra anticipato, di tipo continuo nel verso indicato ad esempio dalla freccia Y di figura 1, mentre il suddeto moto oscillatorio pendolare della piattaforma 2, supportata dalla base fissa 3 e che supporta a sua volta il serbatoio I, potrà coprire utilmente l’estensione di un angolo piatto come indicato nelle figure da 2 a 6.
Seguendo la sequenza delle figure stesse, si nota ad esempio come, partendo dall’inizio dell’avvolgimento vincolato nel punto origine O di figura 2, con il serbatoio l avente Passe di rotazione X-X allineato con P occhiello nel punto fisso P, il filo F dell’ avvolgimento in fibra proveniente dallo stesso occhiello posto in P, si appoggi a una parte della superficie A del serbatoio stesso.
La composizione sincronizzata ed elettronicamente controllata dei due movimenti, rotatorio continuo del serbatoio 1 e oscillatorio pendolare della piattaforma 2, secondo i rispettivi assi sopra indicati, consente di eseguire Pawolgimento su entrambe le superimi laterali A e B e sulla superficie curva periferica di raccordo con le stesse, come evidenziato nelle figure da 2 a 6 relative a una prima spira delP avvolgimento conseguente a una pendo! azione in senso antiorario di circa 180° della piataforma 2.
La successiva pendolazione di altrettanti 180° della stessa piataforma 2, ma in senso orario, consente di completare una spira del ravvolgimento.
La sequenza delle pendolazioni come sopra esemplificata, unita alla rotazione continua del serbatoio I, consente rintreccio continuo delle spire stesse secondo un programma di rivestimento preimpostato sul sistema di programmazione e controllo, a seconda detle esigenze richieste.
L’attrezzatura che consente di applicare gli insegnamenti sopra esposti è, come sopra anticipato, mostrata schematicamente nelle due viste della seconda tavola di disegno.
In esse l’attrezzatura stessa comprende la suddetta piataforma 2 sulla quale insistono i supporti 21 per l’asse centrale di rotazione X-X del serbatoio 1 e un primo azionamento (non rappresentato) per atuare tale rotazione continua.
La medesima piattaforma è supportata dalla base fissa 3 provvista di un secondo sistema di azionamento ato a produrre il moto oscillatorio pendolare intorno all’asse secondario Z perpendicolare a detto asse centrale di rotazione X-X.
L’atrezzatura tn esame comprende anche Γ occhiello di guida 4 collocata in corrispondenza del punto fisso P delle figure da 2 a 6 e appartenente al supporto 5 che risulta collocato in posizione fissa ad una opportuna distanza da deta base 3 supportante la piattaforma 2.
L’occhiello di guida 4 corrisponde anche al punto di convergenza e di unione per la pluralità di fili F (nel caso di più fili) che compongono il fascio in fibra con cui si realizzano le spire intrecciate dell’avvolgimento.
In alternativa al fascio di fili si possono utilizzare anche delle bandelle di fibra preimpregnate.
L’attrezzatura in oggetto comprende inoltre la struttura 6 di sostegno della pluralità di rocchetti porta fibra indicati con R collocata a monte dell’ occhiello 4 di guida e convergenza dei fili F che vengono svolti per dalla medesima pluralità di rocchetti R, per la trazione esercitata dal serbatoio I .
Tuttavia, il ri ieri mento esemplificativo dell<'>uso di più fili non è limitativo per l’impiego di trecce o bandelle preimpregnate.
La fibra di tali fili componenti deve essere impregnata secondo tecniche note, mediante opportune resine che realizzano anche l’aderenza con la superficie del serbatoio e la compattezza de IL avvolgi mento che assumerà le funzioni di rivestimento omogeneo con le caratteristiche di resistenza richieste, in seguito a trattamenti di polimerizzazione.
Esistono tuttavia in commercio, come sopra anticipato, anche strisce o trecce già preimpegnate le quali vengono avvolte tali e quali conte provenienti dalla fornitura.

Claims (1)

  1. RIVENDICAZIONI I) - Sistema per realizzare ravvolgimento in rivestimento esterno di un serbatoio per fluidi ad alta pressione con fórma di disco bombato, caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi applicative: - collocare detto serbatoio (!) su una piattaforma (2) provvista di supporti (21) per Tasse centrale (X-X) di rotazione del serbatoio stesso; - assegnare a detto serbatoio (1) un moto rotatorio continuo in un verso (Y), intorno a detto asse centrale di rotazione (X-X); - assegnare a detta piattaforma (2) un moto oscillatorio pendolare intorno ad un asse secondario (Z) perpendicolare a detto asse centrale di rotazione (X-X); - collocare ad opportuna distanza da detta piattaforma (2) e in posizione fissa (P), un occhiello (4) di guida e di convergenza di uno o più fili (F), o di una treccia o bandella in fibra, per la composizione di detto avvolgimento, fili provenienti da uno o più rocchetti (R) porta fibra; - stabilire attraverso un software di programmazione adeguato, il controllo e la sincronizzazione di detto moto rotatorio del serbatoio (1 ) e di detto moto oscillatorio pendolare della piattaforma (2), 2) -Attrezzatura per eseguire T avvolgimento in fibra secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di comprendere detta piattaforma (2) sulla quale insistono detti supporti (21) per Tasse centrale (X-X) di rotazione del serbatoio (1) e un primo azionamento per attuare detta rotazione, detta medesima piattaforma essendo supportata da una base fissa (3) provvista di un secondo sistema di azionamento atto a produrre detto moto oscillatorio pendolare intorno a detto asse secondario (Z) perpendicolare a detto asse centrale di rotazione (X-X). 3) - Attrezzatura secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto di comprendere detto occhiello (4) appartenente ad un supporto (5) collocato in posizione fìssa (P) ad una opportuna distanza da detta base fissa (3) supportante detta piattaforma (2). 4) - Attrezzatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere una struttura di sostegno (6) di detti uno o più rocchetti (R) porta fibra, collocata a monte di detto occhiello (4) di guida dei fili (F) che vengono svolti dai rocchetti stessi per trazione esercitata dal movimento dì detto serbatoio (1) 5) - Attrezzatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che impiega, per l’esecuzione di detto avvolgimento, trecce, strisce o bandelle di fibra preimpregnate.
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