PT2131134E - Processo de aplicação de uma placa de fecho na extremidade e um elemento tubular - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO

PROCESSO DE APLICAÇÃO DE UMA PLACA DE FECHO NA EXTREMIDADE E UM ELEMENTO TUBULAR 0 presente invento refere-se a um processo original de aplicação de uma placa metálica a uma extremidade de um elemento tubular, também feito em metal, com o objectivo de fechar um topo do mesmo. A necessidade de executar a operação acima é frequente e, de acordo com necessidades especificas, o processo usado é o que parece mais adequado para o caso particular; por exemplo, pode ser necessário garantir um acoplamento estanque a líquidos ou gases, ou tal pode não ser necessário.

No campo das instalações térmicas e sanitárias para casas de banho e semelhantes, é conhecida a utilização de radiadores de aquecimento que são constituídos por um par de tubos, dispostos verticalmente, mutuamente paralelos e interligados por uma pluralidade de condutas, dispostas perpendicularmente a diferentes alturas.

As extremidades superior e inferior dos tubos verticais são fechadas por placas relacionadas tendo perfis que correspondem à secção dos próprios tubos, que é de preferência semi-oval.

As placas podem ser maciças ou podem ter, numa zona central das mesmas, um colar roscado para ligação do radiador à tomada de água da instalação de aquecimento.

No caso acima citado, é óbvio que a junta entre a placa e a extremidade do tubo tem de ser de forma a garantir a estanqueidade a líquidos.

Um primeiro processo conhecido compreende a soldadura da placa ao elemento tubular, com as desvantagens inerentes em termos de tempo e custo para a utilização de pessoal especializado, necessário não só para a soldadura, mas também para as operações seguintes de acabamento e de controlo da estanqueidade.

Um outro processo conhecido inclui a realização, no rebordo da placa: de um pequeno ressalto destinado a definir um apoio para o elemento tubular e para centragem, em relação ao elemento tubular, da própria placa, graças à sua inserção parcial na boca do elemento tubular.

Entre as zonas de contacto da placa e a extremidade do elemento tubular, antes da montagem é aplicada manualmente uma pasta especial para soldadura a quente, pasta essa que a seguir a um tratamento térmico adequado torna a fixação inamovível, assim como garante uma vedação contra fugas. 0 resultado da operação, em particular em relação ao vedante, depende de um espalhamento correcto da pasta sobre todo o perímetro de contacto.

Para obviar os limites da solução acima, o requerente depositou um pedido PCT/EP, PCT/EP2007061948, referente a uma "Placa acoplável a um rebordo de abertura proporcionado num elemento tubular, e um processo de fixação da placa ao rebordo". 0 pedido acima refere-se a uma placa proporcionada internamente com um primeiro canal anular no qual é bloqueado um anel feito num material para brasagem com baixo ponto de fusão; outros canais anulares estão dispostos em forma de forquilha a partir do primeiro canal anular, e que se estendem em direcção ao rebordo.

Após a montagem da placa no elemento tubular existe uma fase de aquecimento que funde o anel, cujo material corre, por capilaridade ao longo dos canais e atinge todas as zonas de contacto entre a placa e o elemento tubular; o arrefecimento subsequente permite a solidificação do metal fundido, garantindo a estabilidade e estanqueidade da junta. A presença de um anel em material fusível, o mesmo para todas as placas, garante uma constância e repetibilidade absolutas do resultado, independentemente da posição assumida no forno de aquecimento.

Em todas as soluções conhecidas acima descritas, a linha de união entre a placa e o elemento tubular está nos seus flancos; se a fixação for feita por meio de soldadura o resultado estético não é apelativo, mesmo após acabamento, enquanto que com a pasta de soldadura a quente ou o anel em material fusível a situação melhora, embora a linha seja ainda visível e seja realçada pela esmaltagem subsequente. A necessidade de realizar um ressalto na placa significa que a placa tem de ter uma espessura total que seja suficiente para deixar, no seu rebordo, uma espessura residual adequada; na prática, estas placas têm uma espessura de cerca de 3,5 mm. 0 documento DE3936251, que representa o preâmbulo da reivindicação 1, divulga um receptor de líquido de refrigeração num ar condicionado de um veículo motor, que tem um corpo tubular, no qual é proporcionado um alojamento anular numa das suas extremidades abertas, sendo o alojamento definido por uma projecção superior e inferior feita por meio de formação electromagnética. 0 documento DE3936251 também divulga um fecho de fundo com um perímetro inclinado obliquamente que dá ao fecho uma conformação tronco-cónica, estando o rebordo periférico do fecho de fundo fixado entre as projecções superior e inferior. 0 objectivo do presente invento consiste em proporcionar um processo de aplicação de uma placa de fecho à extremidade de um elemento tubular, que permita a obtenção de uma junta mecanicamente estável sem a utilização de qualquer material extra, e que garanta, ao mesmo tempo, um resultado esteticamente melhor em relação ao que se pode obter com processos tradicionais.

Um outro objectivo do invento refere-se a proporcionar um processo válido, mesmo quando se prende atingir um acoplamento estanque, predispondo fases operacionais e/ou de sancionamento especiais que são semelhantes às da arte anterior.

Ainda um outro objectivo do processo consiste em ser definido por passos operacionais simples e rápidos, que podem ser realizados com resultados constantes, usando equipamento que tem custos contidos e independentemente da capacidade do pessoal que executa as operações.

Um outro objectivo do invento consiste em proporcionar um processo que pode ser usado, quer com placas maciças, quer com placas tendo uma manga central roscada.

As caracteristicas do processo do invento ressaltarão da descrição seguinte, de acordo com o que é referido nas reivindicações, e com o auxilio das figuras anexas do conjunto de desenhos, nos quais: A figura 1 é uma vista fragmentada em perspectiva de uma parte de um elemento tubular e duas placas diferentes a serem acopladas alternativamente ao referido elemento tubular; A figura 2 é uma vista frontal das mesmas peças da figura 1, que realça aspectos construtivos das placas e um passo do processo referente ao elemento tubular;

As figuras 3 e 4 ilustram, em escala ampliada, cortes axiais correspondentes do elemento tubular, após a realização das fases operacionais sucessivas do processo; A figura 5 ilustra, numa vista semelhante às das precedentes figuras 3 e 4, a fase seguinte de introdução da placa no elemento tubular; A figura 6 ilustra, numa vista semelhante à da figura 5, a fase seguinte de bloqueio mecânico da placa do elemento.

Fazendo referência às figuras dos desenhos, 1 identifica um elemento tubular metálico, por exemplo um elemento tubular metálico 1 que é do tipo usado num radiador térmico para instalação numa casa de banho, e é aplicável a um dos dois tubos verticais, aos quais foi feita referência no preâmbulo desta descrição.

As extremidades do elemento tubular 1 destinam-se a ser fechadas de forma vedante por placas metálicas que podem ser maciças, como numa primeira forma de realização identificada por 2 ou, numa sequnda forma de realização identificada por 20, pode constar de uma manga 21 numa sua zona central, manga 21 essa que é roscada internamente para ligação do radiador à tomada de água da instalação de aquecimento (figura 1). O processo do presente invento diz respeito a fases que envolvem, quer a preparação da extremidade do elemento tubular 1, quer a realização da placa 2, 20 e fases que se referem à sua montagem mútua. A preparação da extremidade do elemento tubular consiste na realização, na boca 10 do elemento tubular, de um alojamento anular 12 tendo uma profundidade P predeterminada configurada para definir um ressalto de apoio perimétrico 13 num fundo relacionado situado no interior do elemento tubular 1.

De acordo com o invento, o alojamento anular 12 é obtido por meio de operações sucessivas de deformação plástica a frio, em particular: a calibragem (identificada por C na figura 2) do interior do elemento tubular 1, a partir da boca 10 e chegando até uma profundidade L predeterminada (ver novamente a figura 2); a moldagem do alojamento anular 12 tendo a mesmo forma que a secção interior calibrada do elemento tubular e tendo dimensões uniformemente maiores do que as da secção interior calibrada, para que a acção de moldagem determine a pressão do material para o interior, de modo a formar o rebordo perimétrico 13 acima mencionado (figura 3) .

Um bordo anular 11 é assim definido externamente no alojamento anular 12, rebordo 11 esse que é mais fino do que o limite do elemento tubular 1 (ver também figura 3).

Numa forma de realização preferida do processo, uma fase de arredondamento do rebordo 110 do bordo anular (figura 4) é incluída na preparação do elemento tubular 1. A realização da placa 2, 20 envolve a sua conformação (numa vista em planta) de modo a obter um perfil que seja complementar ao perfil da sede anular 12 (figura 1), com uma acção de corte de modo que as superfícies perimétricas 22 resultantes tenham uma inclinação oblíqua, determinando assim uma conformação tronco-cónica da placa 2, 20 (figura 2), cuja espessura S tem de ser igual à profundidade P do alojamento anular 12, pelo menos ao longo de uma determinada largura do rebordo perimétrico relativo 23. A placa 2, 20 é, de preferência, conformada a partir de uma chapa metálica lisa tendo uma espessura constante S, que é igual à espessura S da profundidade P da sede 12.

Para se obter a placa 20 onde a manga roscada 21 é proporcionada, a fase de realização inclui operações de estiramento, perfuração e abertura de rosca, para além das operações acima descritas.

Os meios de vedação 30 estão associados às placas 2, 20 da forma de realização, meios de vedação 30 esses que se destinam a garantir a estanqueidade a líquidos do acoplamento entre as placas 2 20 e o elemento tubular 1; os meios de selagem 30, não ilustrados em detalhe, são, vantajosamente, do tipo descrito no pedido de patente acima mencionado, e compreendem um anel 31 feito em material de brasagem com baixo ponto de fusão, identificado esquematicamente pelas linhas a tracejado na figura 2. O anel 31 é fixado por força de atrito a um canal anular 32 (visível na placa 20 na figura 2) ligado a outros canais que se desenvolvem em forma de forquilha em direcção ao bordo (não ilustrado).

As fases do processo para aplicação da placa 2, 20 ao elemento tubular 1 compreendem: introdução da placa 2 no alojamento anular 12 para que as superfícies perimétricas de corte 22 apresentem inclinações respectivas convergentes num vértice situado no exterior do elemento tubular 1 (figura 5); conformação do bordo anular 11 para o sobrepor nas superfícies perimétricas de corte 22, obtendo-se desta forma um bloqueio mecânico da placa 2, 20 no elemento tubular 1 (figura 6).

No final desta última operação, tal como já mencionado, a placa 2, 20 é fixada de forma amovível ao elemento tubular 1 e, no caso de o acoplamento não exigir características vedantes adicionais, a aplicação poderia ser considerada completa.

No entanto, no caso específico de ser necessário um vedante, o processo compreende uma fase suplementar, usando os meios de selagem 30.

Com referência ao exemplo descrito, esta fase consiste em aquecer o conjunto de elemento tubular-placa a uma temperatura acima da temperatura de fusão do anel 31, durante um período de tempo predeterminado, seguido de um arrefecimento do conjunto para se obter uma nova solidificação do metal do anel 31, distribuído nas zonas de contacto entre a placa 2, 20 e o elemento tubular 1. É óbvio que o acoplamento estanque entre a placa 2, 20 e o elemento tubular 1 pode ser feito, em alternativa ao que foi descrito, por um cordão de pasta de soldadura a quente, mencionada no preâmbulo, distribuição, em preparação, entre as zonas de contacto.

Do que foi referido acima ressaltam claramente as características positivas do processo descrito, características essas que permitem que os objectivos indicados no preâmbulo sejam totalmente atingidos.

Em primeiro lugar, a placa é fixada de forma inamovível apenas por acção mecânica, totalmente contrária a todas as soluções conhecidas, graças ao ajuste perfeito criado pelo estabelecimento do perfil do rebordo anular do elemento tubular.

Além disso, a conformação do alojamento, e consequentemente da placa, localiza a linha de junção entre as duas partes no topo do elemento tubular, portanto numa zona muito menos visível do que no flanco; isto gera benefícios óbvios do ponto de vista da estética global.

Além disso, a linha de junção assenta num plano, pelo que quaisquer operações de acabamento ou lixagem que possam ser desejadas para reduzir ainda mais a visibilidade da linha são, evidentemente, muito simples e eficazes. 0 processo acima descrito permite a obtenção fácil de acoplamentos com ou sem vedante, conforme as necessidades.

Com o processo do invento elimina-se a necessidade de criar o ressalto no rebordo da placa e, consequentemente, a placa pode ser mais fina; como exemplo, pode usar-se a chapa metálica de 2 mm de espessura em vez da espessura de 3,5 mm, necessária para as placas da técnica anterior.

Considerando que as placas acima mencionadas, no sector técnico citado, são produzidas em números muito elevados, pode entender-se como as poupanças subsequentes não são um item negligenciável.

Todas as fases do processo são simples e rápidas de executar, com uma repetibilidade absoluta em termos de resultados, por meio de equipamento que tem custos limitados, sem a necessidade de utilizar pessoal especializado. 0 processo proposto é vantajoso, em geral, para todos os casos em que é necessária a aplicação de uma placa metálica para fechar o topo de um tubo metálico; no sector técnico especifico do exemplo descrito, o facto de todas as fases de acoplamento da placa serem as mesmas, tanto quando a placa é maciça como quando é proporcionada com uma manga central roscada, é muito apreciado.

No entanto, a descrição acima não se destina a ter natureza limitativa, e quaisquer modificações de pormenor na actuação das fases descritas devem considerar-se como caindo no âmbito de protecção do invento, tal como definido nas reivindicações seguintes.

Lisboa, 9 de Janeiro de 2015

Claims (5)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Processo de aplicação de uma placa de fecho (2, 20) a uma extremidade de um elemento tubular (1), compreendendo: a realização de um alojamento anular (12) numa boca (10) do elemento tubular (1), tendo o referido alojamento anular (12) uma profundidade (P) predefinida e estando conformado de modo a definir um perímetro de apoio (13) num fundo respectivo situado no interior do elemento tubular (1); a realização da placa (2, 20) com um perfil plano que é complementar a um perfil do alojamento anular (12), sendo as superfícies perimétricas de corte (22) do perfil inclinadas obliquamente de forma a obter uma conformação tronco-cónica da placa (2, 20) e em que uma espessura (S) da placa é substancialmente iqual à profundidade (P) do alojamento anular (12), pelo menos para o que tem uma largura predefinida de um bordo perimétrico (23) correspondente; a introdução da placa (2, 20) no alojamento anular (12) para que as superfícies perimétricas de corte (22) do perfil apresentem inclinações respectivas convergindo num ponto situado no exterior do elemento tubular (1); a conformação de um bordo anular (11) do elemento tubular (1) situado no exterior do alojamento (12), de forma a sobrepor o referido bordo anular (11) nas superfícies perimétricas de corte (22), obtendo-se assim um bloqueio mecânico da placa (2, 20) no elemento tubular (1); caracterizado por a fase de realização do alojamento anular (12) consistir em operações sucessivas de deformação plástica a frio do elemento tubular (1), e por as operações de deformação plástica a frio compreenderem: a calibragem do interior do elemento tubular (1), a partir da boca (10) e chegando até uma profundidade (L) predefinida: a moldagem do alojamento anular (12) tendo a mesma forma que a secção interior calibrada do elemento tubular (1) e tendo dimensões uniformemente maiores do que as da secção interior calibrada do elemento tubular (1), para que a acção de moldagem determine a intersecção e a pressão de material para o interior do elemento tubular (1), para formar o rebordo perimétrico de apoio (13) acima mencionado.
2. 2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os meios de selagem (30) estarem associados à placa (2, 20), e por a seguir à fase de conformação os meios de selagem (30) serem activados de forma a realizar um acoplamento estanque entre a placa (2, 20) e o elemento tubular (1).
3. 3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender, na fase de realização do alojamento anular (12), um arredondamento do rebordo (110) do bordo anular (11) ·
4. 4. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as operações que servem para definir uma manga roscada interiormente (21) numa zona central da placa (2, 20) estarem previstas durante a fase de realização da placa (2, 20) .
5. 5. Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por as operações de definição da manga roscada compreenderem operações de estiramento, perfuração e abertura de rosca.