WO2012032195A2 - Equipo y procedimiento de fabricación de embocaduras de tubos de plástico biaxialmente orientados con junta de estanqueidad integrada - Google Patents
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Abstract
El equipo comprende un primer sector (5) por el que se introduce el tubo biaxialmente orientado (1) y la junta (12), un segundo sector (14), de diámetro superior al primer sector (5), y un tercer sector (15), concéntrico al segundo sector (14). El primer sector (5) está formado por al menos tres segmentos (6, 7, 8) separados por arandelas aislantes (9, 10, 11), de modo que al menos dos de dichos segmentos (10, 11) del primer sector (5), el segundo sector (14) y el tercer sector (15) se encuentran conectados a medios de calentamiento (21) y/o a medios de refrigeración (22) regulados por una unidad de control (20) que permite la variación selectiva e independiente de la temperatura de dichos segmentos (10, 11) y sectores (14, 15) y por tanto del tubo para favorecer el modelado de la embocadura con la junta (12) integrada evitando la desorientación del tubo.
Description
EQUIPO Y PROCEDIMIENTO DE FABRICACIÓN DE EMBOCADURAS DE TUBOS DE PLÁSTICO BIAXIALMENTE ORIENTADOS CON JUNTA DE ESTANQUEIDAD INTEGRADA D E S C R I P C I Ó N
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La invención queda englobada dentro del campo de los procesos de fabricación de perfiles molecularmente orientados, en particular dentro de los sistemas "in-batch".
La presente invención se refiere a un equipo para conformar la embocadura de un tubo biaxialmente orientado con integración de la junta de estanqueidad elastomérica, mediante el cual se consiguen mantener intactos los grados de orientación y espesores aportados en las zonas críticas del tubo.
Asimismo otro objeto de la invención se refiere al procedimiento para conformar la embocadura del tubo de material plástico molecularmente orientado con integración de la junta, dentro del proceso de producción del tubo en un sistema discontinuo o "in-batch".
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
La orientación molecular es un proceso por el cual, aplicando una deformación mecánica a un tubo o proforma previamente extrusionado, en unas condiciones adecuadas de temperatura, presión, velocidad de deformación y radio de deformación principalmente, se produce una
modificación sustancial de sus propiedades mecánicas, principalmente la sigma del material, la resistencia al impacto, mejora de termo fluencia, resistencia a la propagación de grietas, mejora del módulo de Young, etc. Con dicho proceso de orientación molecular se consigue un tubo ultra resistente, con menos materia prima y con unas prestaciones iguales o superiores, gracias a la mayor resistencia del material.
Existen diversos métodos o sistemas para la fabricación de perfiles tubulares, los cuales pueden agruparse en dos grandes categorías: sistemas continuos o en línea y sistemas discontinuos o "in-batch".
Principalmente, los sistemas discontinuos o "in-batch" se basan en producir la orientación molecular "elemento a elemento", lo cual se consigue mediante una expansión de la proforma dentro de un molde que aporta la forma definitiva del perfil tubular.
Los procesos en línea son radicalmente distintos y la orientación se produce de forma continua y simultáneamente a la de extrusión propiamente dicha, no produciéndose ninguna interrupción en el proceso, ni stock intermedios, etc.
Los tubos orientados deben unirse uno con otro para formar la línea de conducción y pueden hacerlo de dos formas: mediante manguitos, que son piezas independientes de interconexión que lo hacen sobre tubos de sección constante y circular, o mediante la formación de una embocadura en cada tubo que permite introducir un extremo con un tubo dentro de otro, teniendo cada tubo sus dos extremos distintos, uno de forma lisa y otro de forma con embocadura, y de esta forma se
constituye la línea, de manera que en esta embocadura existe espacio suficiente para alojar una junta de estanqueidad de material flexible, que asegura un cierre hermético de la red.
Los procesos continuos o en línea, por su naturaleza, requieren que el proceso de embocadura sea un proceso aparte del de la orientación, por lo cual se requieren máquinas especiales que en una fase posterior a la de orientación realizan la embocadura.
Los procesos discontinuos o "in-batch" permiten que la embocadura se realice de forma integral, es decir, se conforme en el mismo instante en el que se conforma el tubo, o bien sea realizada de forma similar a la anteriormente descrita, como un proceso externo al de orientación del propio tubo.
Pueden citarse numerosos documentos de patentes para realización de embocaduras no integrales, como un proceso extra, siendo representativos los siguientes: El documento WO200209926 desarrolla un sistema de calentamiento del tubo orientado por agua, limitando la zona de calentamiento con dos tapones para que una vez calentado y por presión se conforme el tubo contra una estampa que aporta la forma. Posteriormente se enfría la proforma y se extrae el agua. El sistema descrito en este documento permite una buena regularidad de temperatura, pero es muy lento y adolece de un control de espesores.
Igualmente puede citarse el documento EP0930148 en el que el calentamiento se produce mediante una máquina que calienta la zona a
conformar del tubo, a una temperatura similar a la de la orientación. Posteriormente se introduce interiormente un elemento expansor apuntado, que provoca que el material calentado y en estado plástico se conforme contra la silueta de este elemento expansor, para ser refrigerado entonces por debajo de la temperatura de transición del plástico-sólido. Una vez enfriado, se escamotean las partes que conforman el alojamiento de la junta de goma, hasta tener el elemento expansor una sección constante, y este elemento sale del interior del tubo ya conformado.
Dentro de los sistemas para la realización de embocaduras integrales, se pueden citar los documentos US4340344, W09856567 y WO 90/15949. En todos los casos el sistema consiste en que, en uno de los extremos del molde, se realiza una cavidad donde al expandir el tubo, se expande una parte del tubo sobre esta sección, dando lugar a la embocadura, siendo posteriormente enfriada ésta por contacto del metal del tubo sobre el molde.
En estos documentos citados, en todos los casos la junta de estanqueidad es un elemento que se coloca de forma posterior a la conformación final de la embocadura.
Existen documentos de patente para tubos orientadas que recogen sistema para alojar juntas en las embocaduras de forma integral, como son WO97/10942 y US 5,653,935.
En el documento US 5,653,935 se describe un sistema y método de conformación de la embocadura mediante el cual, y a partir de una embocadura semiconformada, se introduce un mandril metálico portando una junta elastomérica. Este conjunto mandril-embocadura-junta se
introduce en una cámara climática a temperatura elevada, y gracias a las propiedades del plástico orientado, éste se encoge y adopta la forma del mandril y junta elástica. El principal problema que presenta este sistema es que en el calentamiento global de la embocadura, ésta se encoge no solo radialmente sino también axialmente, dando lugar a una pérdida de la orientación axial afectando a las propiedades mecánicas de la embocadura. Por otra parte, al dejar que el plástico se conforme de forma libre, merced al calentamiento por aire, éste puede adoptar formas imperfectas debido a las diferentes tensiones dentro del plástico así como por el calentamiento imperfecto que una cámara como la descrita puede proporcionar, siendo más eficiente el calentamiento en unas partes que en otras y por ello el encogimiento se produce de forma descontrolada. Este efecto es particularmente notable en el extremo del labio de la embocadura donde en vez de una sección recta presenta generalmente una superficie alabeada. Igualmente el perfecto contacto con el eje interior no esta garantizado.
En el caso del documento WO97/10942, las diferencias son aún más notables, ya que éste es un sistema concebido para los sistemas In- line en lugar de ln-batch, como la presente invención recoge. Aquí se describe un proceso que consta de varios pasos y mandriles distintos para realizar la embocadura. Además, tal y como se reconoce en la invención WO97/10942, en este proceso no solo se deja libertad al plástico en su encogimiento para que pierda su orientación axial, sino que en las distintas fases del proceso se produce compresión axial que provocan no solo una pérdida de orientación sino justo el efecto contrario, una compresión que contribuye a fragilizar la embocadura del tubo. De forma genérica se puede afirmar que ambos documentos recogen formas de hacer embocaduras y posicionar juntas, pero sin tener en cuenta el factor principal de los tubos biorientados y sus embocaduras: el índice de
orientación (directamente proporcional al estiramiento). En ambas soluciones se puede conseguir una embocadura por procedimientos más o menos eficientes, pero en ambos casos perdiendo los estiramientos proporcionados durante la orientación y provocando una embocadura con propiedades mecánicas inferiores al tubo inicial.
Otro documento que recoge sistemas para fabricar embocaduras en tubos biorientadas u orientadas es el US 6,383,435. En este caso, de nuevo encontramos que el proceso para realizar las embocaduras pasa por un empuje axial, de forma que mientras avanza el mandril por el interior el extremo del tubo se conforma con la geometría determinada. Aquí se da el mismo problema de obviar los problemas de pérdida de orientación e incremento de espesores, donde además se aprecia cómo se parte de una geometría recta del tubo, propia de los procesos in-line, y además se observa como el proceso se divide hasta en tres fases sucesivas con distintos mandriles o equipos, dos de calentamiento y otra de conformado.
DESCRIPCION DE LA INVENCION
La presente invención propone un equipo y un procedimiento de fabricación de embocaduras con integración de junta elastomérica en tubos orientadas a partir de una preforma obtenida por un proceso de fabricación de tubo biorientado ln-batch de perfil y propiedades mecánicas determinadas. Es decir, se parte de una geometría determinada y con unas propiedades de orientación tanto axial como circunferenciales totalmente definidas y que a lo largo del proceso se mantendrán inalteradas en las partes sometidas a los mayores esfuerzos, y se modificará la geometría en partes menos sensibles.
De acuerdo con este equipo la conformación de la embocadura se produce de forma localizada, impidiendo la desorientación en las zonas no deseadas y permitiendo un acabado mejorado de la embocadura. El equipo que se propone permite que el perfil de inicio de la preforma, o en adelante perfil extremo del tubo molecularmente biorientado, mantenga sus zonas ya orientadas completamente protegidas de calentamientos que pudiesen afectar a su orientación. De acuerdo con esta invención el perfil extremo incorporará la junta de estanqueidad antes de conformar la embocadura, a diferencia de otros sistemas que introducen la junta de estanqueidad tras la conformación final de la embocadura. El equipo según la invención comprende un único mandril que tiene diferentes sectores y mediante el cual, y con solo desplazamientos axiales, se consigue introducir la junta, calentar, soportar, homogeneizar y dar un acabado a la embocadura del tubo. Esta es una diferencia importante con otros sistemas que emplean distintos mandriles y varios pasos para realizar la embocadura.
Este mandril dispone preferentemente de diversos orificios en sus secciones que permiten crear flujos de aire localizados en las zonas a calentar, o que permiten la aplicación de vacío, contribuyendo al perfecto modelado del labio de la embocadura. El mandril puede calentar o enfriar por contacto las distintas zonas de la embocadura dependiendo de su posición en el eje axial y la sección de éste que esté en contacto con la embocadura. El procedimiento para la conformación del labio de la embocadura
se realiza en 3 pasos para conseguir una geometría y propiedades perfectas. Estos pasos son homogeneización, conformación y retacado. El enfriamiento final del labio de la embocadura se realiza por contacto en su superficie interna.
El calentamiento, conformado de labio y enfriamiento se hace por tanto únicamente con este mandril que es un útil monobloque que actúa con desplazamientos axiales y sin mecanismos internos. De esta forma mediante el equipo de la presente invención se consigue obtener la embocadura final con la junta integrada de forma sencilla y en un tiempo reducido en comparación con otros sistemas que emplean distintos mandriles en diferentes fases.
El mandril es de configuración cilindrica y está dividido en varios sectores y uno de dichos sectores en varios segmentos preferentemente metálicos, separados por arandelas de material aislante, preferentemente de plástico, que modo que dichos segmentos y sectores puedan encontrarse a distinta temperatura. Se ha previsto con carácter general que los segmentos y los sectores se encuentren conectados a medios de calentamiento y/o a medios de refrigeración regulados por una unidad de control que permite la variación selectiva e independiente de la temperatura de dichos segmentos y sectores para favorecer el modelado de la embocadura evitando la desorientación del tubo. Estos segmentos y sectores pueden disponer de orificios para su conexión a medios de generación de vacío controlados por una unidad de control, y estos orificios u otros pueden estar conectados asimismo a los citados medios de calentamiento y/o a los medios de refrigeración. Si bien en la realización preferente se usa aire, otros fluidos podrían ser utilizados como fluidos de calentamiento y/o refrigeración.
El mandril comprende por tanto un primer sector que está formado por un conjunto de al menos tres segmentos y tres arandelas de diámetro exterior preferentemente coincidente, que es igual o mayor al del diámetro exterior o nominal del tubo biorientado (DN).
El primer segmento de dicho primer sector muestra una configuración apuntada que facilita la entrada del mandril en el perfil extremo del tubo biorientado, así como facilita la entrada de la junta elástica.
El segundo segmento tiene orificios conectados a diferentes equipos por donde se puede, bien aplicar vacío absorbiendo aire del entorno o bien expulsar aire. Una particularidad de este segundo segmento es que está refrigerado de forma preferente y servirá como elemento refrigerador del labio de la embocadura en la fase final de conformado de ésta.
El tercer segmento facilita el posicionamiento de la junta e igualmente puede tener orificios por donde aplicar vacío o presión de aire. En este caso el tercer segmento preferentemente estará calefactado para conseguir temperaturas próximas a la temperatura Vicat de cada plástico.
El mandril comprende adicionalmente, separado por una de las arandelas, un segundo sector cilindrico, de diámetro superior al primer sector. El diámetro exterior de este segundo sector es de un diámetro ligeramente superior al del diámetro del tubo biorientado (DN) de forma que cuando el proceso de ejecución de la embocadura finalice, la apertura resultante en la embocadura del tubo permita la introducción del tubo contiguo que acoplará en dicha embocadura.
Este segundo sector también tiene orificios conectables tanto a vacío
como a presión de aire, por lo que se pueden lograr distintos flujos de aire.
Por otro lado se ha previsto que la extremidad del segundo sector, colindante con el primer sector, pueda estar redondeada para evitar roces del plástico en el desarrollo del proceso descrito.
Este segundo sector también estará preferentemente calefactado a temperatura próxima a la Vicat del plástico.
Adicionalmente el mandril dispone de un tercer sector, concéntrico y exterior al segundo sector, dotado de orificios, que forma una cámara abierta con el segundo sector por uno de sus extremos. Precisamente por este extremo entrará el perfil extremo del tubo para posterior conformado de su embocadura. En esta cámara podrá crearse un flujo de aire entrando por una serie de orificios y saliendo por otros, de forma que en la circulación de ese aire la zona del labio pueda ser calentada de forma precisa.
Adicionalmente el mandril puede incorporar una arandela de material elástico que está situada entre el tercer sector y el segundo sector, que permite el paso del labio del perfil extremo cuando se acopla el mandril al tubo, pero que impide la salida del aire caliente de la cámara a la zona del perfil que alberga la junta de estanqueidad, de forma que no se caliente en ningún caso y por ende no pierda la orientación.
Para aumentar la protección y diferenciar claramente las zonas a calentar y las que deben permanecer frías, el tercer sector puede incorporar en su extremo anterior un proyector bien de aire, agua o de cualquier otro fluido de forma que produzca un enfriamiento localizado.
Otro objeto de la presente invención lo constituye el procedimiento para la fabricación de embocaduras del tubo de plástico biaxialmente orientado con junta de estanqueidad integrada, que parte de una embocadura en el perfil extremo del tubo de plástico biaxialmente orientado configurada por:
una zona de inserción contigua al tramo de diámetro nominal del tubo, de mayor diámetro a dicho diámetro nominal,
una zona de alojamiento de junta contigua a la zona de inserción, de diámetro variable superior al de la zona de inserción, y una zona de labio contigua a la zona de alojamiento dotada de inclinación ascendente, preferentemente inferior a 60°,
El procedimiento transcurre de acuerdo con los siguientes pasos: a) introducción de una junta por el primer sector del mandril hasta alcanzar el segundo sector que servirá de tope, quedando alojada rodeando al tercer segmento,
b) introducción del mandril junto con la junta dentro del perfil extremo a embocar,
c) calentamiento de la zona del labio por encima de la temperatura Vicat, de modo que el labio vaya perdiendo diámetro hasta apoyarse en el segundo sector que sirve de soporte para garantizar un encogimiento regular,
d) retirada axial del mandril para permitir que el labio se contraiga y alcance el tercer segmento adaptándose el labio al diámetro exterior de éste,
e) retirada axial del mandril para que el labio alcance el segundo segmento y en contacto con éste se enfríe,
f) extracción completa del mandril para obtención de la embocadura.
Adicionalmente, se contempla de modo preferente que el procedimiento incorpore una fase de retacado del labio previa a la extracción completa, consistente en avanzar el mandril hacia el perfil para tocar con su segundo sector contra el labio, enfriándose éste a continuación para obtener una forma más regular. Complementariamente se contempla la posibilidad de que el enfriamiento del labio se vea forzado por la proyección de aire u otro refrigerante desde el mencionado proyector sobre el labio para reducir el tiempo de enfriamiento. Por otro lado hay que señalar que el diámetro del tercer segmento puede ser ligeramente inferior al diámetro del segundo segmento, facilitando de esta forma que, tras la retirada parcial del mandril que determina el paso del labio del tercer al segundo segmento de acuerdo con lo descrito en la fase e), el labio se adapte perfectamente al segundo segmento para su enfriamiento final.
Se ha previsto de modo preferente que la embocadura del perfil extremo del tubo biorientado sobre el que se aplica este procedimiento, presente la zona de alojamiento de la junta dividida en dos tramos, un primer tramo de inclinación ascendente situado a continuación de la zona de inserción y un segundo tramo de configuración interiormente cóncava que se prolonga a continuación del primer tramo y finaliza en la zona del labio, conformándose este segundo tramo con la mayor orientación axial de toda la embocadura debido a que deberá soportar un mayor esfuerzo axial.
Durante la fase de calentamiento se ha previsto que la temperatura T1 del primer segmento sea la temperatura ambiente, la temperatura T2 del segundo segmento esté por debajo de la temperatura ambiente y las temperaturas: T3 del tercer segmento, T4 de la segunda sección y T5 de la tercera sección estén próximas a la temperatura Vicat del plástico.
DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
Figura 1a.- Muestra una primera posible configuración del perfil extremo del tubo biorientado. Figura 1 b.- Muestra una segunda posible configuración del perfil extremo del tubo biorientado.
Figura 2.- Muestra una vista de la mitad superior del perfil extremo de un tubo biorientado en la situación en la que se encuentra la junta ya integrada en la embocadura y el mandril introducido en la embocadura previamente al conformado del labio.
Figura 3.- Muestra las distintas fases de conformado de la embocadura mediante el equipo de la presente invención.
Figura 4.- Muestra una vista esquemática del equipo donde se observa la relación del mandril con los medios de calentamiento, refrigeración y vacío.
REALIZACION PREFERENTE DE LA INVENCION
A la vista de las figuras se describe seguidamente un modo de realización preferente del equipo y del procedimiento de fabricación de embocaduras de tubos de plástico biaxialmente orientados con junta de estanqueidad (12) integrada que constituyen el objeto de esta invención.
El procedimiento consiste en una primera fase en la obtención de un tubo (1 ) biaxialmente orientado de embocadura semielaborada como la reflejada en la figura 1a, si bien se puede partir de la conformación de un tubo biaxialmente orientado con la geometría representada en la figura 1 b.
Tal y como se aprecia en la figura 1a, el perfil extremo del tubo dispone de una zona de diámetro nominal (2), a continuación de la cual se encuentra una zona de inserción (3), que está plenamente formada (zona comprendida entre los puntos 10.0, 10.1 y 10.2), y que a continuación se encuentran una zona de alojamiento (4) de la junta elástica que está parcialmente conformada (zona comprendida entre los puntos 10.2, 10.3, 10.4 y 10.5).
El tramo comprendido entre los puntos (10.3 y 10.5) es la parte de la embocadura que está sometida a mayor esfuerzo axial, por lo que en este tramo se encuentra el mayor grado de orientación axial de todo el tubo, precisamente para soportar este esfuerzo. A continuación se observa lo que será el labio de la embocadura, que inicialmente es distinto a la forma final que se conseguirá mediante el procedimiento objeto de esta invención, y que puede estar comprendido entre los puntos (10.3 y 10.6), o bien puede arrancar desde la cúspide del perfil a partir del punto (10.4), o bien puede arrancar desde un poco más abajo desde el punto (10.5).
El equipo empleado para llevar a acabo el conformado de la embocadura según la invención, se encuentra representado en la figura 2 y comprende un mandril cilindrico formado por un primer sector (5) subdividido en varios segmentos (6, 7, 8). Esta división se realiza mediante arandelas (9, 10, 11 ) aislantes de igual diámetro exterior.
Tal y como se observa en la figura 2 este primer sector (5) dispone de un diámetro mayor al diámetro exterior de la zona del tubo de diámetro nominal (2). El primer segmento (6) tiene forma apuntada y simplemente sirve para facilitar la entrada del mandril en el perfil, así como para facilitar la entrada y posicionamiento anterior de la junta (12) que quedará situada en torno al tercer segmento (8). El segundo segmento (7) dispone de orificios (13.1 ) conectados a diferentes equipos por donde se puede, bien aplicar vacío absorbiendo aire del entorno o bien expulsar aire. Una particularidad de este segundo segmento (7) es que está refrigerado de forma preferente y servirá como elemento refrigerador del labio de la embocadura.
El tercer segmento (8) igualmente puede tener orificios (13.2) por donde aplicar vacío o presión de aire. Este tercer segmento (8) se encuentra calefactado para conseguir temperaturas próximas a la temperatura Vicat de cada plástico.
Posteriormente y separado por la arandela (11 ), se encuentra el segundo sector (14) del mandril, con diámetro superior al primer sector (5). El diámetro de este segundo sector (14) es ligeramente superior al del diámetro de la zona de diámetro nominal (2).
Este segundo sector (14) también tiene orificios (13.3) conectables tanto a vacío como a presión de aire, por lo que se pueden lograr distintos flujos de aire, así como está calefactada a temperatura próxima a la Vicat del
plástico.
Concéntrico al segundo sector (14) se encuentra el tercer sector (15) del mandril, que también dispone de orificios (13.4), definiéndose entre el segundo sector (14) y el tercer sector (15) una cámara (16) abierta por uno de los extremos por el que se introduce el perfil de plástico. En esta cámara (16), podrá crearse un flujo de aire que entra por los orificios (13.3) del segundo sector (14) y que salen por los orificios (13.4) del tercer sector (15) o viceversa, de forma que en la circulación de ese aire la zona del labio pueda ser calentada de forma precisa.
En la figura 2 se observa una arandela elástica (17) que parte del tercer sector (15), que permite la entrada del labio del perfil previo a su conformación, pero que impide la salida del aire caliente a la zona del perfil comprendida entre los puntos (10.3 y 10.5), de forma que no se calienten en ningún caso y por ende no pierdan la orientación.
Para aumentar la protección y diferenciar claramente las zonas a calentar y las que deben permanecer frías, el tercer sector (15) incorpora un proyector (18) orientado hacia el primer sector (5), bien de aire, agua o de cualquier otro fluido que permite realizar un enfriamiento localizado.
En la figura 4 se puede observar el mandril conectado a los medios de calentamiento (21 ), a los medios de refrigeración (22) y a la unidad de generación de vacío (23), con intermediación de una unidad de control (20) que controla la regulación selectiva de la temperatura y la generación de vacío en los distintos segmentos (6, 7, 8) y sectores (14, 15) del mandril.
En la figura 3 se observan los pasos del procedimiento de fabricación 1 a 6, el proceso comienza por la introducción de la junta (12)
en el primer sector (5) del mandril. La junta (12) es introducida hasta alcanzar el segundo sector (14), donde por ser de mayor tamaño sirve de tope. La junta (12) queda alojada rodeando el tercer segmento (8) tal y como muestra el paso 1 de la figura 3.
En el paso 2, el mandril objeto de la invención junto con la junta (12), se desplaza axialmente y se introduce dentro del perfil plástico (1 ) a embocar, de nuevo hasta que la pared del perfil (lado entre el punto 10.2 y 10.4) hace tope con la junta (12). Obviamente el movimiento axial podría producirse igualmente de forma opuesta siendo el perfil (1 ) el que avanzase hasta rodear al mandril.
En este momento, las temperaturas de las distintas secciones son distintas gracias a sus sistemas de calentamiento o refrigeración, siendo T1 la temperatura del primer segmento (6) la temperatura ambiente, T2 la temperatura del segundo segmento (7) por debajo de la ambiente y T3 la temperatura del tercer segmento (8), T4 la temperatura del segundo sector (14) y T5 la temperatura del tercer sector (15), todas ellas T3, T4 y T5 próximas a la temperatura Vicat del plástico. Una vez que el perfil (1 ) está introducido con la junta de estanqueidad (12) integrada, se produce un calentamiento de la zona del labio, (comprendida entre puntos 10.5 y 10.6), en parte por encontrarse el segundo sector (14) y el tercer sector (15) calientes, y en parte porque se produce un flujo de aire caliente saliendo por los orificios (13.4), y entrando por los orificios (13.3). Para ello, los orificios (13.4) se habrán conectado a una fuente presurizada de aire caliente y los orificios (13.3) a un sistema de vacío.
La presencia de la arandela elástica (17) sirve para confinar el aire y que el calentamiento sea más preciso y eficiente, y el flujo mejor
conducido.
A continuación, en el paso 3, una vez que el labio se calienta por encima de la temperatura Vicat, merced a la memoria que el material conserva de la orientación, el labio va perdiendo diámetro hasta apoyarse en el segundo sector (14), que servirá de soporte para garantizar un encogimiento regular. Es este paso, el labio podría ver reducida su longitud y aumentado su espesor si la orientación previa proporcionada fuese no solo tangencial sino axial. Los orificios (13.3) haciendo el vacío pueden contribuir a que se produzca un apoyo más eficiente del labio en este segundo sector (14).
En el paso 4, el mandril se retira axialmente y se permite que el labio se contraiga y alcance el tercer segmento (8), con un diámetro final en el que debe permanecer al finalizar el proceso.
Para mejorar la estética final, en el paso 5 se observa como avanza el mandril un poco hacia el perfil (1 ) para tocar con la pared del segundo sector (14), retacar el labio y dejar una forma más regular en el borde del tubo (1 ).
Finalmente en el paso 6, el mandril se mueve hacia la derecha de nuevo hasta que el segundo segmento (7) coincide con el labio apoyado y caliente. Debido a que la temperatura T2 de este segundo segmento (7) es inferior a la Vicat del tubo, el labio se enfriará y por ello su forma se mantendrá estable después de cierto tiempo. Se puede aumentar este enfriamiento mediante la proyección de aire u otro fluido refrigerante sobre el labio con el proyector (18) para reducir el tiempo de enfriamiento. Finalmente se extrae completamente el mandril y queda la
embocadura del tubo finalizada.
Claims
1.- Equipo de fabricación de embocaduras de tubos de plástico biaxialmente orientados con junta de estanqueidad integrada, que comprende medios de calentamiento (21 ), medios de refrigeración (22), y un mandril de configuración cilindrica que comprende:
un primer sector (5), de diámetro exterior igual o mayor al del diámetro exterior del tubo biaxialmente orientado (1 ), destinado a recibir el perfil extremo de dicho tubo y de diámetro exterior adecuado para introducir la junta (12) de estanqueidad,
un segundo sector (14) cilindrico, de diámetro superior al primer sector (5), que se constituye en tope de la junta de estanqueidad (12), y
un tercer sector (15), concéntrico y exterior al segundo sector (14), caracterizado porque el primer sector (5) está formado por al menos tres segmentos (6, 7, 8) separados por arandelas aislantes (9, 10, 11 ), encontrándose asimismo separado el segundo sector (14) del primer sector (5) por una de dichas arandelas aislantes (11 ), así como entre el segundo sector (14) y el tercer sector (15) se define una cámara (16) abierta con el segundo sector (14) por uno de sus extremos, en la que se encuentra una arandela aislante (17) que permite la entrada del perfil extremo y aisla la cámara (16) del exterior,
así como porque al menos dos de dichos segmentos (10, 11 ) del primer sector (5), el segundo sector (14) y el tercer sector (15) se encuentran conectados a los medios de calentamiento (21 ) y/o a los medios de refrigeración (22) regulados por una unidad de control (20) que permite la variación selectiva e independiente de la temperatura de dichos segmentos (10, 11 ) y sectores (14, 15) y por tanto del tubo para favorecer el modelado de la embocadura evitando la desorientación del tubo. 2.- Equipo de fabricación de embocaduras de tubos de plástico biaxialmente orientados con junta de estanqueidad integrada de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque comprende un medio de generación de vacío (23) conectado a unos orificios (13.1 , 13.
2, 13.3, 13.4) definidos en cada uno de los sectores (5, 14, 15) con regulación independiente del vacío a generar en dichos sectores (5, 14, 15) mediante la unidad de control (20).
3.- Equipo de fabricación de embocaduras de tubos de plástico biaxialmente orientados con junta de estanqueidad integrada de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque comprende unos orificios (13.1 , 13.2, 13.3, 13.4) en cada uno de los sectores (5, 14, 15) conectados a los medios de calentamiento y/o refrigeración para circulación de un fluido de calentamiento y/o enfriamiento. 4.- Equipo de fabricación de embocaduras de tubos de plástico biaxialmente orientados con junta de estanqueidad integrada de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque los orificios (13.1 , 13.2, 13.3, 13.
4) están conectados a su vez a los medios de calentamiento (21 ) y/o refrigeración (22) para circulación de fluido de calentamiento y/o enfriamiento, y el fluido es aire.
5. - Equipo de fabricación de embocaduras de tubos de plástico biaxialmente orientados con junta de estanqueidad integrada de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4 caracterizado porque los orificios (13.1 , 13.2) del primer sector (5) se encuentran definidos respectivamente en el segundo segmento (7) y en el tercer segmento (8).
6. - Equipo de fabricación de embocaduras de tubos de plástico biaxialmente orientados con junta de estanqueidad integrada de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque los orificios (13.3) del segundo sector (14) están conectados a la unidad generadora de vacío cuando los orificios (13.4) del tercer sector (15) se encuentran conectados a los medios de calentamiento (21 ) o viceversa. 7.- Equipo de fabricación de embocaduras de tubos de plástico biaxialmente orientados con junta de estanqueidad integrada de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque los medios de calentamiento (21 ) están adaptados para calentar hasta una temperatura tal que permite que los segmentos (6,
7, 8) y los sectores (5, 14, 15) alcancen la temperatura de Vicat del plástico.
8. - Equipo de fabricación de embocaduras de tubos de plástico biaxialmente orientados con junta de estanqueidad integrada de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque el tercer sector (15) incorpora en su extremo anterior un proyector (18) de fluido refrigerante orientado hacia el primer sector (5) que permite realizar un enfriamiento localizado.
9. - Equipo de fabricación de embocaduras de tubos de plástico biaxialmente orientados con junta de estanqueidad integrada de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque el tercer segmento (8) presenta un diámetro ligeramente inferior al segundo segmento (7).
10. - Procedimiento para la fabricación de embocaduras del tubo de plástico biaxialmente orientado con junta de estanqueidad integrada, que hace uso del equipo descrito en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores y que parte de una embocadura definida en el perfil extremo del tubo (1 ) de plástico biaxialmente orientado configurada por:
una zona de inserción (3) contigua al tramo de diámetro nominal (2) del tubo, de mayor diámetro a dicho diámetro nominal, una zona de alojamiento de junta (4) contigua a la zona de inserción (3), de diámetro variable superior al de la zona de inserción (3), y
una zona de labio contigua a la zona de alojamiento (4) dotada de inclinación ascendente, preferentemente inferior a 60°,
caracterizado porque comprende las siguientes fases:
a) introducción de una junta (12) por el primer sector (5) del mandril hasta alcanzar el segundo sector (14) que servirá de tope, quedando alojada rodeando al tercer segmento (8),
b) introducción del mandril junto con la junta (12) dentro del perfil extremo a embocar,
c) calentamiento de la zona del labio de modo que el labio vaya perdiendo diámetro hasta apoyarse en el segundo sector (14) que sirve de soporte para garantizar un encogimiento regular,
d) retirada axial del mandril para permitir que el labio se contraiga y alcance el tercer segmento (8) adaptándose el labio al diámetro exterior de éste,
e) retirada axial del mandril para que el labio alcance el segundo segmento y en contacto con éste se enfríe,
f) extracción completa del mandril para obtención de la embocadura.
11.- Procedimiento para la fabricación de embocaduras del tubo de plástico biaxialmente orientado con junta de estanqueidad integrada de acuerdo con la reivindicación 10 caracterizado porque la zona de alojamiento de junta (4) dispone de dos tramos, un primer tramo (10.2,10.3) de inclinación ascendente situado a continuación de la zona de inserción (3) y un segundo tramo (10.3, 10.4, 10.5) de configuración interiormente cóncava que se prolonga a continuación del primer tramo (10.2, 10.3) y finaliza en la zona del labio, conformándose este segundo tramo (10.3, 10.4, 10.5) con la mayor orientación axial de toda la embocadura.
12. - Procedimiento para la fabricación de embocaduras del tubo de plástico biaxialmente orientado con junta de estanqueidad integrada de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 10 o 11 caracterizado porque durante la fase de calentamiento la temperatura T1 del primer segmento (6) es la temperatura ambiente, la temperatura T2 del segundo segmento (7) está por debajo de la temperatura ambiente y, las temperaturas: T3 del tercer segmento (8), T4 del segundo sector (14) y T5 del tercer sector (15), están próximas a la temperatura Vicat del plástico.
13. - Procedimiento para la fabricación de embocaduras del tubo de plástico biaxialmente orientado con junta de estanqueidad integrada de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 10 o 11 caracterizado porque comprende una fase adicional de retacado del labio previa a la retirada axial descrita en la fase e), consistente en avanzar el mandril hacia el perfil para tocar con su segundo sector (14) contra el labio, enfriándose éste a continuación por el fluido refrigerante que sale del segundo segmento (7).
14. - Procedimiento para la fabricación de embocaduras del tubo de plástico biaxialmente orientado con junta de estanqueidad integrada de acuerdo con la reivindicación 13 caracterizado porque el enfriamiento del labio se fuerza adicionalmente por la proyección de refrigerante desde el proyector (18) sobre el labio.
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