PT91354B

PT91354B - Aparelho para a formacao de um tubo revestido de plastico

Info

Publication number: PT91354B
Application number: PT91354A
Authority: PT
Inventors: Itzhaak Barnoach
Original assignee: Kitechnology B C
Priority date: 1988-08-03
Filing date: 1989-08-02
Publication date: 1995-07-06
Also published as: NO893116D0; HU210178B; MY104464A; JP2694016B2; EP0353977A2; AR246698A1; DK372189D0; BR8900760A; FI893664A0; EP0353977A3; AU625332B2; GB2223427B; RU2076784C1; JPH02290617A; DK372189A; FI893664A; PL280908A1; IE64558B1; HUT55679A; GB8818465D0

Description

DESCRIÇÃO

A presente invenção refere-se a um aparelho para a formaçao de um tubo de um metal ou de uma liga metálica revestido de plástico.

Um tal tubo pode ser fabricado formando uma tira fina de alumínio, à qual se dá a forma de um tubo, que é depois revestido, nas superfícies interior e exterior, com um material plástico tal como polietileno, e tem muitas características vantajosas. Ê leve, pode ser facilmente dobrado, tem boa resistência à corrosão, tem características aperfeiçoadas de fluxo dos fluidos e pode ser facilmente ligado ou unido a outros.

Este tipo de tubo revestido de plástico e o processo da sua fabricaçao estão discutidos na patente americana 4 370 186. Esta especificação descreve um processo de fabricaçao no qual uma tira de alumínio é dobrada tomando a forma tubular, dotado com uma junta e depois passado por um mandril. Faz-se depois a extrusão de um material plástico a partir do mandril para sobre a superfície interior do tubo de alumínio e faz-se depois passar o tubo através de um orifício onde se faz a extrusão de uma camada de plástico para sobre a superfície exterior do tubo.

A patente europeia 0 024 220 e a patente inglesa 8 625 432 descrevem um aparelho para a formaçao de um tal tubo metálico revestido de plástico, que compreende

meios para a formaçao de uma tira contínua de metal com a forma de um U, um casquilho de modelação para dobrar a tira para formar um tubo com sobreposição, um mandril que se estende , > através do casquilho de modelaçao, uma manga de posicionamento para posicionar o tubo quando o mesmo passa sobre o mandril e meios de soldadura para soldar o tubo, com sobreposição, quando ele passa através da manga de posicionamento.

A manga de posicionamento tem uma ranhura de soldadura de um lado e é geralmente circular de modo a manter a forma do tubo com sobreposição quando for soldado pela roda de soldadura ultrassónica. A roda de soldadura é montada separadamente do mandril, de modo que pode ser levada à sua posição sobre a manga de posicionamento e baixada para o interior da ranhura de soldadura, para soldar o tubo ao longo da sobreposição, a medida que se efectua a operaçao da soldadura, o mandril actua como uma bigorna, sendo o tubo apertado entre a roda e o mandril durante a operaçao de soldadura.

A operaçao de soldadura é de preferência efectuada usando qualquer tipo conhecido de roda de soldadura ultrassónica. Mas essas rodas de soldadura conhecida sao do tipo de roda livre, nas quais a rotaçao da roda é provocada apenas pelo movimento da porção de sobreposição do tubo metálico contra a periferia da roda.

Segundo a presente invenção, proporciona-se um aparelho para formar tubos de metal ou de liga metálica revestidos com plásticos do tipo geral descrito na patente europeia 0 024 220 e na patente inglesa 8 625 432, mas na qual os meios de soldadura compreendem uma roda de soldadura ultrassónica que, em utilização, é accionada com uma velocidade periférica idêntica à velocidade do tubo metálico sobre o mandril. Accionando a roda de soldadura independentemente do tubo metálico, verificou-se que a qualidade e a fiabilidade da soldadura sao melhoradas e que é necessária uma tensão menor a aplicar ao tubo revestido de plástico para extrair o dispositivo disposto a jusante dos postos de soldadura e de revestimento com plástico.

Segundo a presente invenção proporcionase um aparelho para a formaçao de um tubo metálico revestido

de plástico que compreende meios para medelar um tira contínua de metal, dando-lhe a forma de u® U, um casquilho de modelaçao para dobrar a tira dando-se lhe a forma de um tubo com sobreposição, um mandril que se estende através do casquilho de modelação, uma manga de posicionamento para posicionar o tubo enquanto passa pelo mandril, meios de soldadura para soldar o tubo com sobreposição enquanto passa através da manga de posicionamento e meios para extrudir material plástico a partir do mandril para sobre a superfície interior do tudo enquanto ele passa sobre o mandril, caracterizado por os meios de soldadura compreenderem uma roda de soldadura ultrassónica e meios de accionamento para a roda de soldadura, sendo os meios de soldadura capazes de accionar a roda de soldadura a uma velocidade periférica igual à velocidade a que o tubo com sobreposição é arrastado passando pela roda.

De preferência, segundo o aparelho descrito na patente inglesa 8 625 422, o casquilho de modelaçao e a manga de posicionamento sao montados no madril de modo a flutar com o mesmo.

Vai agora descrever-se uma forma de realizaçao preferida da presente invenção, com referência aos desenhos anexos, cujas figuras representam:

A fig. 1, um diagrama de blocos das fases do processo na sequência do processo de formaçao segundo a presente invenção;

A fig. 2, um alçado, em forma esquemática, do aparelho para a realizaçao do processo segundo a presente invenção;

	A	fig. 3, u	ma	vista	em	perspectiva
do	aparelho representado	na fig. 2;
	A	fig. 4 , um	corte de	um	pormenor do
aparelho representado nas	fig. 2 e 3;
	A	fig. 5, uma	vista	em	perspectiva
do	casquilho de modelação	representado	na	fig. 4;
	A	fig. 6, uma	vista de topo	do casquilho
da	fig. 5;
	A	fig. 7 , um	corte feito	pelo mandril
do	aparelho representado i	na fig. 4;

	A	fig. 8.	um corte feito	pela	linha
(VXII-VIII)	da fig. 7 ;
«	A	fig. 9,	um corte de uma	outra	parte
do aparelho	representado	nas fig. 2	e 3; e
	A	fig. 10,	um corte feito	pela	linha

(X-X) da fig. 9

Nos desenhos, a fig. 1 é uma ilustração esquemática em blocos do processo e do aparelho de formaçao de um tubo revestido de plástico segundo a presente invenção, que compreende as fases de passar uma tira achatada de alumínio com a espessura de cerca de 0,2 um proveniente de um rolo de aprovisionamento (10) para uma estaçao de pre-modelaçao (11) na qual a tira achatada é modelada com uma secção em forma de U. A partir da estaçao de pr é-modelaçao (11), a tira com a secção em U passa para uma estaçao de modelaçao (12) onde recebe a forma de um tubo com sobreposição, que passa depois para um posto de soldadura (13) e daí para um posto revestimento interior (14). No posto de soldadura, o tubo de alumínio com sobreposição é soldado e imediatamente após a soldadura faz-se a extrusão de material plástico para a superfície interior do tubo, 0 tubo parcialmente revestido passa depois para uma estaçao de revestimento exterior (15), onde se faz a extrusao de um revestimento exterior de material plástico para a superfície do tubo. 0 tubo revestido passa depois através de um posto de arrefecimento *(16) e daí para um posto de recepção, onde é enrolado num rolo de recepção.

Vai agora descrever-se o aparelho segundo a presente invenção com mais pormenor. Uma tira de alumínio (20) é puxado do rolo de aprovisionamento (10) e passa depois por uma série de blocos de modelaçao (21), onde recebe a forma de uma tira com a secção em U (22), A espessura da tira de alumínio dependerá das pressões que se pretende que o tubo pronto deve suportar, mas será normalmente muito pequena. 0 processo de modelaçao realiza-se portanto gradualmente, a fim de minimizar a tensão e a deformação do metal. A tira (22) com a secção em U passa depois por uma extremidade de um mandril ou macho (23) e por um casquilho de modelaçao (24), que está montado no madril (23). 0 casquilho de modelaçao (24) está representado com mais pormenor da fig. 5. Ê feito de uma resina

·'*·»» 4* dura de polimida e tem a forma de um canal (25) cónico, em forma de funil, que conduz a uma saída genericamente circular (26). Como pode ver-se a partir da fig. 6, a saída (26) e assimétrica de modo que a tira de alumínio tem a configuração de um tubo com sobreposição quando abandona o casquilho (24). Por razoes que serão evidente, o comprimento do canal conico (25) está compreendido entre duas a três vezes o diâmetro da saída (26), mas de preferência duas vezes e meia o diâmetro, de modo que a tira de alumínio é formada a partir de uma tira de secção em U para a forma de tubo com sobreposição (27) numa distância relativamente curta. 0 diâmetro interior do tubo estará normalmente entre 10 e 75 mm.

mandril (23) está montado num braço (28), a partir do qual se projecta, e faz parte de uma conduta de distribuição (29). Comomelhor se vê na fig. 4, o braço (28) que suporta o mandril (23) estendendo-se para o interior do canal (25) do casquilho de modelaçao (24) e o mandril estende-se depois através da saída (26), de modo que a tira é dobrada formando um tubo com sobreposição (27) em torno do mandril (23) , quando ele emerge da saída (26) do casquilho de modelaçao (24) .

A partir do casquilho de modelaçao (24), o tubo com sobreposição (27) passa através de uma manga de posicionamento (30), feita do mesmo material que o casquilho de modelaçao (24). A manga de posicionamento (30) tem uma ranhura de soldadura (31) num dos lados e é genericamente circular, de modo a manter a forma do tubo com sobreposição (27) quando for soldado por uma roda de soldadura por ultrassons (32). A roda de soldadura (32) está montada separadamente do mendirl (23) e da conduta múltipla de distribuição (29), de modo que pode ser colocada na sua posição sobre a manga de posicionamento (30) e descida para o interior da ranhura de soldadura (31) para soldar o tubo ao longo da sobreposição. Enquanto se verifica a operaçao de soldadura, o mandril (23) funciona como uma bigorna, ficando o tubo (27) apertado entre a roda (32) e o mandril durante a operaçao de soldadura. A roda de soldadura (32) e accionada independentemente, por exemplo por um motor eléctrico (nao representado), com uma velocidade periférica

adaptada à velocidade a que o tubo cora sobreposição (27) passa entre a periferia da roda (32) e p mandril (23).

^u Quer o casquilho de modelaçao (24), quer a manga de posicionamento (30) estão localizados no interior de uma caixa (33) que é transportada no mandril (23). A caixa (33) tem um furo de travessia (34) e vários elementos calefactores (35) que mantêm a temperatura da caixa (33) e portanto a temperatura em torno do mandril (23).

Como melhor pode ver a partir da fig. 7, o mandril (23) compreende uma parede cilíndrica exterior (36) e um núcleo (37), definindo o intervalo entre o núcleo (37) e a parede (36) uma passagem anular (38) que termina num orifício anular (39) junto da extremidade ou ponta (40) do mandril. A passagem anular (38) está ligada a, e é alimentada por duas condutas (41) e (42) separadas, que comunicam, através do braço de suporte (28) com a conduta de distribuição (29). 0 material plástico para o revestimento da superfície interior do tubo soldado (27) é fornecido a partir da conduta distribuidora (29) para a conduta (41) e o material plástico adesivo (43) para a superfície interior do tubo de alumínio é fornecido a partir do mandril (29) através da conduta (42).

braço (28) está provido de vários elementos de aquecimento (45) para manter o material plástico e o material adesivo plástico sob a forma fundida, quente e fluente, de modo que corram facilmente através das condutas (41) e (42) e ao longo da passagem anular (38) no madril (23). 0 material plástico (43) pode convenientemente ser um polietilenoe o material adesivo (44) para a ligação do politileno à superfície interior do tubo de alumínio pode ser um polietileno de enxerto. Porem, pode utilizar-se qualquer plástico ou plástico adesivo apropriados para garantir uma ligação boa na superfície interior do tubo de alumínio.

Quando o tubo soldado (27) passa pelo orifício anular (39) adjacente à ponta (40) do mandril, o material adesivo (44) é extrudido sobre a superfície interior do tubo e o material plástico (43) é extrudido sobre a parte superior do plástico adesivo (44). Como pode ver—se a partir da fig. 7, uma conduta de ar (47) estende-se através do furo (37)

do mandril e injecta-se ar sob pressão para o interior do tubo a partir da extremidade do mandril, de modo a criar uma pressão permanente no interior do tubo que ajuda a colocação do material plástico sobre a superfície interior do tubo e serve também, de uma maneira que será descrita, paradetectar quaisquer falhas que possam ter ocorrido na soldadura da tira de alumínio.

casquilho de modelaçao (24) e a manga de posicionamento (30) são suportados pela caixa (33) que, juntamente com o casquilho (24) e a manga (30), é suportada no mandril (23) de modo a flutuar e deslocar-se com o. mandril. Como pode ver-se melhor a partir da fig. 3, a caixa (33) teu a forma de um L e tem uma porção inferior (48) na qual assente o casquilho de modelação e uma porção superior (49) com o furo (34) por cujo interior se estende o mandril (23).

Muito próximo da extremidade da caixa (33) há um casquilho de revestimento (50) que é ligado amovivelmente à conduta de distribuição (29) e que é formado com um furo (51) através do qual passa o tubo soldado (27) quando sai da caixa (33). 0 casquilho de revestimento (50) é formado com passagens anulares (52) e (53) que comunicam com as condutas (54) e (55), respectivamente, na conduta de distribuição (29). As passagens anulares (52) e (53) fundem-se num orifício anular (56) que se abre para o interior do tubo (51). Um material plástico, tal como polietileno, é fornecido da conduta de distribuição (29) através da passagem (54) e um material adesivo tal como um polietileno de enxerto é fornecido a partir da conduta de distribuição, através das passagens (55). Como pode ver-se na fig. 9, como a passagem anular (53) está colocada radialmente para fora da passagem anular (52), o material adesivo é colocado na superfície exterior do tubo de alumínio quando o tubo passa através do furo (51) depois de ter passado pelo orificio (56), sendo assim o material plástico colocado sobre o adesivo.

Quando o tubo sai do casquilho de revestimento (50), ele possui um revestimento interior de polietileno ligado à superfície interior do tubo por um polietileno de enxerto. A partir do casquilho de revestimento (50), o tubo revestido passa araves de um banho de água de arrefecimento

(60) e daí para o rolo de recepção, nao está representado.

Um dos problemas que tem de ser resolvi do no revestimento da superfície interior de um tubo com material plástico é o de manter a temperatura de material plástico de modo tal que ele possa fluir facilmente ao longo do mandril. Como o mandril tem de ter um diâmetro menor que o diâmetro interno do tubo, nao é possível proporcionar elementos de aquecimento no interior do mandril e das condutas para o material plástico. Aqui resolveu-se este problema, em primeiro lugar, fazendo o mandril relativamente curto e, em segundo lugar, aquecendo a caixa (33) da manga de modelaçao (24) e manga de posicionamento (30), de modo que a temperatura ambiente que envolve o mandril seja mantida num nível suficientemente elevado.

Além disso, para diminuir o comprimento do mandril, a tira de alumínio é transformada, de uma secção em U para um tubo com sobreposição pronto para a soldadura, numa distância curta. 0 tubo com sobreposição é depois soldado e o material plástico extrudido para sobre a superfície interior do tubo, simultaneamente. Estes objectivos sao conseguindos pelo facto de se proporcionar o casquilho de modelaçao com um furo afunilado que modela a tira de alumínio da forma em U para o tubo assimétrico com sobreposição, numa distância curta de aproximadamente duas vezes o diâmetro do tubo acabado. 0 tubo com sobreposição é depois soldado imediatamente após ter sido modelado e a superfície interior revestida com material plástico proveniente do mandril imediatamente a jusante do posto de soldadura.

Verificou-se também que, encurtando o mandril até ao mínimo absoluto, o movimento do mandril na sua ponta é reduzido, embora nao necessariamente eliminado. 0 movimento da ponta do mandril no ponto em que o material plástico é extrudido para sobre a superfície interior do tubo provoca variações da espessura do material plástico extrudido para a superfície interior do tubo, mas verificou-se que estas variações sao reduzidas pela montagem da caixa (33), do casquilho (24) e da manga (30) no mandril de modo que eles flutuem com o mandril.

casquilho de modelaçao (24), embora feito de um material relativamente duro está sujeito a desgaste. Mas pode spr substituído facilmente retirando o casquilho de revestimento (50) e fazendo deslizar a caixa (33) para fora do mandril. 0 casquilho (24) e a manga (30) podem então ser substituídos.

Por várias razoes, pode suceder que a soldadura do tubo com sobreposição tenha defeitos. As imperfeições na soldadura do tubo podem ser detectadas se se apertar e vedar inicialmente a extremidade do tubo quando ele passa através do aparelho, de modo que fique sujeito a uma pressão de ar através da conduta de ar (47). Quaisquer defeitos no tubo soldado provocarão a saída de ar do tubo quando passa através do banho de arrefecimento (60) e as bolhas de ar, facilmente visíveis, indicarão um defeito de soldadura. Em alternativa, pode proporcionar-se um mecanismo detector para detectar uma queda da pressão no interior do tubo em qualquer ponto a jusante do posto de soldadura. Como o plástico no interior e no exterior do tubo está ainda relativamente macio quando o tubo entra no banho de arrefecimento, a pressão de ar dentro do tubo soprará através do plástico mole em qualquer ponto onde haja defeito de soldadura. Em alternativa, pode proporcionar-se um mecanismo detector para detectar uma queda de pressão no interior do tubo em qualquer ponto a jusante do posto de soldadura.

A operaçao de soldadura é efectuada por uma roda de soldadura ultrassónica que se estende através da ranhura (31) na manga de posicionamento e faz pressão nos bordos sobrepostos do tubo contra o mandril (23), que actua assim como uma bigorna para a roda de soldadura durante a operaçao de soldadura. Ao contrário dos tipos conhecidos de roda de soldadura ultrassónica que dependem do movimento pela periferia da roda do material a soldar, a roda utilizada no aparelho segundo a presente invenção está ligada operativamente a um meio de accionamento separado, por exemplo um motor eléctrico, que roda a roda de soldadura com uma velocidade periférica correspondente à velocidade dos bordos sobrepostos do tubo sobre o mandril.

Claims

REIVINDICAÇÕES

- I^a Aparelho para a formaçao de um tubo metálico revestido de plástico que compreende meios para a formaçao de uma tira contínua de metal dando-lhe a forma de um U, uma manga de modelaçao para dobrar a tira para formar um tubo com sobreposição, um macho que se estende através da manga de modelaçao, uma manga de posicionamento para posicionar o tubo quando ele passa sobre o macho, meios de soldadura para soldar o tubo com sobreposição quando ele passa através da manga de posicionamento e meios para extrudir material plástico do macho para sobre a superfície interior do tubo quando ele passa sobre o macho, caracterizado por os meios de soldadura compreenderem uma roda de soldadura por ultrassons e meios para accionar a roda de soldadura, sendo os meios de accionamento susceptiveis de accionar a roda de soldadura com uma velocidade periférica igual à velocidade com que o tubo com revestimento é arrastado passando pela roda.

- 2^a Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os referidos meios de accionamento serem um motor eléctrico.

A requerente reivindica a prioridade do pedido na Gra-Bretanha apresentado em 3 de Agosto de 1988 sob o N°. 8818465.0.

Lisboa, 2 de Agosto de 1989

0 AGENTE OFICIAL DA PBOPBIEDADE 1ND0STJUAL

RESUMO

APARELHO PARA A FORMAÇAO DE UM TUBO REVESTIDO DE PLÃSTICO ultrassons e os meios de soldadura com velocidade a que pela roda.

A invenção refere-se a um aparelho para a formaçao de um tubo metático revestido com plástico que compreende meios para dar a uma tira contínua de metal a forma de um U e uma manga de modelaçao para dobrar a tira para formar um tubo com sobreposição. Proporciona-se também um macho que se estende através da manga de modelaçao e através de uma manga de posicionamento. A manga de posicionamento centraliza o tubo enquanto ele passa sobre o macho e proporcionam-se meios de soldadura para fazer a sobreposição no tubo quando o mesmo passa pela manga de posicionamento. Segundo a invenção, os meios de soldadura compreendem uma roda de soldadura por meios para accionar a roda de soldadura, sendo accionamento susceptíveis de uma velocidade de rotaçao accionar a roda de periférica igual a tubo com sobreposição é puxado passando