ES2215042T3 - Tubo de plastico provisto de una embocadura, y procedimiento para disponer una embocadura en un tubo de plastico. - Google Patents
Tubo de plastico provisto de una embocadura, y procedimiento para disponer una embocadura en un tubo de plastico.Info
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Abstract
Tubo de plástico (2) que presenta una embocadura (2e), comprendiendo el tubo (2) una parte de cuerpo (2d) y, presentando dicha embocadura (2e) en por lo menos uno de sus extremos, por lo menos dos capas, caracterizado porque la orientación del material de por lo menos una capa de la embocadura (2e) es distinta de la orientación del material de otra capa, y la orientación del material de por lo menos una capa de la embocadura (2e) es distinta de la orientación del material de la parte de cuerpo (2d).
Description
Tubo de plástico provisto de una embocadura, y
procedimiento para disponer una embocadura en un tubo de
plástico.
La presente invención se refiere a un tubo de
plástico provisto de una embocadura, comprendiendo el tubo una parte
de cuerpo y presentando dicha embocadura, en por lo menos uno de sus
extremos, por lo menos dos capas.
La presente invención se refiere además a un
procedimiento para disponer una embocadura en un tubo de plástico,
comprendiendo dicho procedimiento el calentamiento y abocardado de
por lo menos un extremo de una parte de cuerpo del tubo de plástico
para formar la embocadura.
El documento
US-A-3884269 da a conocer un tubo
constituido por unas capas que presentan unas orientaciones
diferentes.
Típicamente, la parte de embocadura es la parte
más débil de un tubo. Para reforzar la embocadura, la patente
finlandesa 94902 enseña una solución para conferir a la embocadura
una orientación distinta de la orientación del resto del tubo. Sin
embargo, un material orientado forzado de este modo no siempre
resulta apropiado para la superficie interior de una embocadura. En
unos materiales plásticos, por ejemplo, un adhesivo con base de
solvente puede ocasionar la fisuración mecanoquímica de la
superficie, imposibilitando la realización de una junta por medio de
adhesivo. La patente finlandesa 945107, a su vez, da a conocer una
embocadura que comprende un extremo de tubo abocardado y un manguito
dispuesto en el interior del mismo. Sin embargo, a menudo incluso
una solución de este tipo no mejora suficientemente las
características de la embocadura.
Un objetivo de la presente invención es
proporcionar un tubo de plástico y un procedimiento para evitar por
lo menos algunos de los inconvenientes señalados anteriormente.
El tubo de plástico según la invención está
caracterizado porque la orientación de por lo menos una capa de la
embocadura es distinta de la orientación de otra capa, y la
orientación de por lo menos una capa es distinta de la orientación
de la parte de cuerpo.
El procedimiento según la invención está
caracterizado porque el tubo de plástico comprende por lo menos dos
capas y porque el extremo del tubo de plástico está abocardado de
modo que se proporcione una embocadura al tubo de plástico, siendo
la orientación de por lo menos una capa de dicha embocadura distinta
de la orientación de otra capa y siendo la orientación de por lo
menos una capa distinta de la orientación de la parte de cuerpo.
Un concepto fundamental de la invención es que el
tubo comprenda una embocadura que presente por lo menos dos capas y
que la orientación de por lo menos una capa sea distinta de la
orientación de la parte de cuerpo del tubo. Otro concepto
fundamental es que la orientación de por lo menos una capa de la
embocadura sea distinta de la orientación de otra capa de la
embocadura. El concepto de una forma de realización preferida
consiste en que la embocadura esté formada por una parte del tubo
que está abocardada y por un manguito dispuesto en el interior de la
misma. Se abocarda el tubo, por ejemplo, a una temperatura que no
cambia sustancialmente su orientación, siendo la orientación de la
embocadura distinta de la orientación del tubo, o se abocarda el
tubo a una temperatura que cambia su orientación, siendo la
orientación de la embocadura distinta de la de la parte abocardada
del tubo. El concepto de otra forma de realización preferida
consiste en que la embocadura esté constituida por el extremo de un
tubo que presenta por lo menos dos capas, estando abocardado el
extremo de modo que se forme una embocadura en el mismo. Por
ejemplo las capas del tubo están realizadas en materiales distintos
y por consiguiente sus temperaturas de orientación son diferentes.
Antes de que se abocarde el extremo del tubo, se calienta dicho
extremo a una temperatura que ocasiona la orientación del material
de por lo menos una capa durante el abocardado pero que
sustancialmente no ocasiona la orientación durante dicho abocardado
del material de por lo menos una capa. Además, una orientación
distinta de las diversas capas puede conseguirse por ejemplo por
medio del calentamiento de solamente una superficie del tubo de
partida. La superficie que se calienta alcanza una temperatura
elevada tal que las tensiones ocasionadas por la embutición se
relajan de inmediato sin orientación de la superficie, pero la
superficie interior, más fría, sí que se orienta.
Se obtiene una realización preferida cuando se
orienta el material por medio de embutición, comprendiendo además
dicho material unas fibras cortadas. De modo ideal, la embocadura
comprende dos capas reforzadas por fibras en las que los sentidos
opuestos de las fibras se encuentran dispuestas en un ángulo de
aproximadamente 50 grados respecto al eje e imparten resistencia a
la presión. La tercera capa está provista de un refuerzo axial que
diferencia la orientación respecto a las otras capas. En un tubo
resistente a la tensión, dicha capa axial se requiere únicamente en
la parte de embocadura, no en el tubo. Finalmente, el conjunto
entero se recubre con una capa interior y una capa exterior de
termoplástico libre de fibras.
Una ventaja de la invención radica en que la
resistencia mecánica de la embocadura iguala o supera el resto del
tubo. Por medio de la orientación en sentidos diferentes de las
capas de la embocadura, por lo menos una capa, por ejemplo, está
provista de una orientación axial que imparte a la embocadura una
alta resistencia a la tensión, y por lo menos una capa está provista
de una orientación radial que imparte a la embocadura una alta
resistencia a la presión. Adicionalmente, por lo menos una capa
puede consistir en una capa orientada, mejorando de este modo las
características mecánicas así como, eventualmente, las
características aislantes de la embocadura, y por lo menos una capa
puede consistir en una capa sustancialmente no orientada,
presentando por consiguiente buenas características químicas.
La orientación del tubo y/o de la embocadura
puede conseguirse por varios procedimientos. Se trata de una
orientación molecular, por ejemplo, cuando la orientación se
consigue por medio de la embutición o deformación (por ejemplo por
medio de una herramienta provista de un mandril giratorio).
Diferentes calidades de orientación pueden obtenerse también por
medio de la utilización de un termoplástico reforzado con fibras
para realizar unas capas del tubo y/o de la embocadura. La presente
invención se refiere únicamente a los tubos termoplásticos
auto-reforzantes y/o a los tubos termoplásticos
reforzados con fibras cortadas. La presente invención no se refiere
a los tubos plásticos reforzados con fibras continuas puesto que las
características del tubo no permiten que se disponga una embocadura
por abocardado. Las fibras cortadas, sin embargo, pueden
reposicionarse en una matriz plástica y no constituyen un obstáculo
para el abocardado de la embocadura.
En la presente descripción, la expresión
"embocadura" se refiere a la parte del extremo de un tubo cuyo
diámetro está dispuesto con dimensiones mayores que el resto del
tubo gracias al abocardado del tubo o gracias a la disposición de un
manguito en el exterior del tubo. Además, la expresión "una
embocadura provista de por lo menos dos capas" implica que por lo
menos una capa de la embocadura es una parte integral de la pared
del resto del tubo y que el manguito puede constituir la segunda
capa, o que tanto el tubo como la embocadura pueden presentar por lo
menos dos capas de modo que las capas de la embocadura sean
integrales con las capas del tubo correspondientes. En este último
caso, la expresión se refiere por consiguiente a una embocadura
integral del tubo provista de por lo menos dos capas.
A continuación se describirá la invención con
mayor detalle, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los
que:
las figuras 1a, 1b y 1c, son vistas laterales en
sección, esquemáticas, de las etapas de un procedimiento según la
invención;
la figura 2, es una vista lateral en sección,
esquemática, de un segundo tubo de plástico provisto de una
embocadura según la invención;
la figura 3, es una vista lateral en sección
parcial, esquemática, de un tercer tubo de plástico provisto de una
embocadura según la invención.
La figura 1a muestra un molde 1, en cuyo interior
está dispuesto un tubo de plástico 2 de tres capas. Unos medios de
calentamiento 3 están dispuestos en un soporte de embocadura 1a en
el molde 1 para calentar el extremo del tubo de plástico 2. En el
interior del tubo de plástico 2 está dispuesto un mandril expansible
4. El mandril expansible 4 es un dispositivo con el que se puede
abocardar el tubo de plástico 2 mecánicamente. El mandril
expansible 4 puede ser de caucho, por ejemplo, ensanchándose al
bombear aire en su interior y abocardando simultáneamente el tubo de
plástico 2. El mandril expansible 4 se utiliza para abocardar la
parte del tubo de plástico 2 en la que se forma una embocadura 2e.
El mandril expansible 4 se utiliza para abocardar el tubo de
plástico 2 a fin de comprimirlo contra el soporte de embocadura 1a
del molde 1, tal como se muestra en la figura 1b.
Las capas 2a a 2c del tubo de plástico 2 están
realizadas en materiales diferentes a fin de ocasionar su
orientación a temperaturas diferentes. La capa interior 2a y la
capa exterior 2c pueden estar realizadas en polietileno PE, por
ejemplo, y la capa intermedia 2b puede estar realizada en
polietileno reticulado PEX. Se utilizan los medios de calentamiento
3 para calentar el extremo del tubo de plástico 2 hasta alcanzar una
temperatura por encima del punto de cristalización del polietileno
PE, es decir una temperatura de hasta 150ºC, por ejemplo. En este
caso, durante el abocardado, la capa interior 2a y la capa exterior
2c, realizadas en polietileno, no experimentan una orientación. No
obstante, la capa intermedia 2b sí que recibe una orientación
radial, puesto que a dicha temperatura el polietileno reticulado PEX
se orienta debido a que los enlaces múltiples producidos por la
reticulación impiden que el material se relaje.
Por consiguiente, se obtiene el tubo de plástico
2 representado en la figura 1c, cuya parte de cuerpo 2d presenta
tres capas y al que está unida una embocadura 2e integral y
constituida por tres capas, estando la capa interior 2a y la capa
exterior 2c de la misma no orientadas y estando la capa intermedia
2b orientada. La capa intermedia 2b orientada mejora la resistencia
mecánica de la embocadura 2e así como sus características aislantes.
Las características químicas de la capa interior 2a y de la capa
exterior 2c son extremadamente buenas. Dichas capas toleran por
ejemplo los adhesivos con base de solvente que se utilizan en las
juntas de tubos, sin que se contraiga la embocadura 2e y sin que su
superficie se agriete.
La capa interior 2a y la capa exterior 2c también
pueden estar realizadas en cloruro de polivinilo PVC modificado, por
ejemplo, y en este caso no se realiza la orientación de dichas
capas. En este caso, la capa intermedia 2b orientada puede estar
realizada en cloruro de polivinilo PVC, por ejemplo.
Cuando se dispone una embocadura en un tubo de
plástico en la manera representada en las figuras 1a a 1c, las
diversas capas pueden, según se desea, estar realizadas en
materiales que presentan características sustancialmente idénticas,
con lo cual solamente se calienta las superficies exteriores de los
tubos de partida, por ejemplo. En este caso se calienta la
superficie exterior a una temperatura elevada tal que las tensiones
ocasionadas por la embutición se relajan de inmediato sin
orientación de la capa exterior 2c, por ejemplo. Por lo tanto, la
temperatura de la(s) capa(s) interior(es) puede
ser suficientemente reducida como para permitir la orientación de
dicha(s) capa(s).
La figura 2 ilustra un segundo tubo de plástico 2
según la invención. En la forma de realización de la figura 2, la
embocadura 2e está provista de una capa que presenta un diámetro
mayor que la parte de cuerpo 2d del tubo 2 y por un manguito 5
dispuesto en el interior de la embocadura. La parte de embocadura
2e del tubo 2 puede ensancharse, por ejemplo calentando el material
del tubo hasta una temperatura que impide su orientación durante el
abocardado del mismo, y llevando a cabo el abocardado del tubo una
vez realizado dicho calentamiento. En este caso el manguito 5 está
orientado con una orientación distinta de la orientación de la parte
de cuerpo 2d del tubo y de la orientación de la pared de la parte
abocardada del tubo. En el manguito 5, el sentido de orientación
puede ser radial o axial, o la orientación puede realizarse en ambos
sentidos. Una orientación radial incrementa la resistencia a la
presión de la embocadura 2e y una orientación axial incrementa la
resistencia a la tracción de la embocadura 2e.
Otra manera de realizar la embocadura 2e consiste
en calentar el tubo de plástico a una temperatura a la que se
ocasiona la orientación de la pared del tubo de plástico durante el
abocardado y abocardar el tubo a dicha temperatura. Si se adopta
este procedimiento, la orientación en la pared del tubo de plástico
es distinta en la parte de cuerpo 2d y en la parte de embocadura 2e.
Se selecciona la orientación del manguito 5 de modo que dicha
orientación sea distinta de la orientación de la pared del tubo de
plástico que es una parte integral de la parte de cuerpo 2d de la
embocadura 2e. Eventualmente, el manguito 5 puede estar
completamente no orientado o bien la orientación del manguito 5
puede ser igual o distinta respecto a la orientación de la parte de
cuerpo 2d.
El manguito 5 también puede estar dispuesto en el
exterior del tubo 2. Por consiguiente, el manguito 5 puede
consistir en un manguito orientado separadamente o un manguito
convencional realizado por moldeo por inyección. El manguito 5
puede estar insertado en el interior del tubo 2 de modo que, durante
su inserción en dicho interior, dicho manguito 5 abocarde el extremo
del tubo 2. Por otra parte, es posible que el extremo del tubo 2 ya
presente un abocardado que se corresponda exactamente con las
dimensiones exteriores del manguito 5. Asimismo, se puede abocardar
el extremo del tubo 2 de modo que presente un diámetro mayor que el
del manguito 5, y a continuación permitir que dicho extremo del tubo
2 se contraiga en el manguito 5 o bien de manera que una eventual
orientación del tubo se relaje por lo menos parcialmente o bien de
manera que no se relaje. La relajación de la orientación puede
evitarse, por ejemplo, manteniendo el extremo del tubo estirado
axialmente en la etapa de contracción.
La figura 3 muestra un tercer tubo de plástico 2
según la invención. La superficie exterior del manguito 5 puede
estar provista de acanaladuras, resaltes, superficies inclinadas o
elementos similares, que mantienen el manguito 5 y el tubo 2
inmovilizados uno respecto del otro. El manguito 5 se realiza
preferentemente por medio de moldeo por inyección, que permite
prever con exactitud las dimensiones del manguito 5 y que también
facilita la realización de formas complejas. El manguito 5 puede
realizarse en un material rígido, por ejemplo un plástico reforzado
con fibra de vidrio, de modo que la contracción del tubo 2 en el
manguito 5 no cambie sustancialmente el tamaño y la forma de la
parte interior del manguito 5. Se coloca un segundo tubo 6 en el
interior del manguito 5. Un anillo de cuña 7 puede estar dispuesto
entre el manguito 5 y el segundo tubo 6. El anillo de cuña 7
comprende una superficie de cuña 7a, dispuesta contra una superficie
de cuña 5a del manguito 5. De esta manera, las superficies de cuña
5a y 7a contrarrestan un movimiento axial entre el segundo tubo 6 y
el manguito 5. Este movimiento axial se evita debido a que las
superficies de cuña 5a y 7a proporcionan una fuerte fuerza de
rozamiento radial en dichos puntos, de modo que el anillo de cuña 7
queda firmemente apretado fuertemente contra el segundo tubo 6.
El interior del manguito 5 puede estar provisto
de una acanaladura de estanqueidad 5b en la que puede estar
dispuesto un anillo de estanqueidad 8 para asegurar que la junta
entre el manguito 5 y el segundo tubo 6 esté estanca.
El manguito 5 comprende un extremo biselado 9 que
facilita la inserción del manguito 5 en el interior del tubo 2. Los
grados de orientación y/o sentidos de orientación de los materiales
del tubo 2 y del manguito 5 no tienen porque ser idénticos y pueden
modificarse a fin de adaptarse a cada aplicación particular. La
orientación puede ser tanto una orientación de molécula de polímero
como también una eventual orientación de refuerzo de fibra. Si las
fuerzas y tensiones aplicadas al manguito 5 son mayoritariamente
fuerzas y tensiones radiales, se realiza la orientación
particularmente en sentido periférico. Asimismo, si las fuerzas
aplicadas al manguito 5 son mayoritariamente fuerzas axiales, la
orientación principal del manguito 5 es axial. Por ejemplo, si se
ocasiona una tensión de tracción axial en el manguito 5 cuando el
anillo de cuña 7 se aprieta contra la superficie de cuña 5a del
manguito 5, es preferible que la orientación o refuerzo de fibra del
manguito 5 sea en sentido axial. El tubo 2 y el manguito 5 pueden
realizarse en el mismo polímero, pero sus agentes de relleno y/o de
refuerzo y sus contenidos pueden presentar diferencias. El extremo
del tubo 2 está provisto en la abertura del tubo 2 de un refuerzo
adicional embridado 10 que mejora en particular la resistencia
periférica de la abertura.
La orientación de las diversas capas de la
embocadura 2e puede ser distinta de tal modo que las diversas capas
presenten grados de orientación y/o sentidos de orientación
distintos. Además, la embocadura 2e puede comprender más de dos o
tres capas. El manguito 5 también puede estar dispuesto en el
interior de la embocadura 2e que comprende por lo menos dos capas y
que forma una parte integral de la parte de cuerpo 2d, es decir, el
manguito 5 puede estar dispuesto en el interior de la embocadura 2e
de la figura 1c, por ejemplo.
Claims (12)
1. Tubo de plástico (2) que presenta una
embocadura (2e), comprendiendo el tubo (2) una parte de cuerpo (2d)
y, presentando dicha embocadura (2e) en por lo menos uno de sus
extremos, por lo menos dos capas, caracterizado porque la
orientación del material de por lo menos una capa de la embocadura
(2e) es distinta de la orientación del material de otra capa, y la
orientación del material de por lo menos una capa de la embocadura
(2e) es distinta de la orientación del material de la parte de
cuerpo (2d).
2. Tubo de plástico según la reivindicación 1,
caracterizado porque al menos una capa de la embocadura (2e)
está constituida por un manguito (5).
3. Tubo de plástico según la reivindicación 2,
caracterizado porque se imparte una orientación al manguito
(5).
4. Tubo de plástico según la reivindicación 2 ó
3, caracterizado porque el manguito (5) está dispuesto en el
interior del tubo de plástico (2).
5. Tubo de plástico según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos
dos capas de la embocadura (2e) están constituidas por una capa (2a
a 2c) que forma parte integral de la parte de cuerpo (2d), siendo la
orientación de por lo menos una de las capas distinta de la
orientación de la otra capa.
6. Tubo de plástico según la reivindicación 5,
caracterizado porque la embocadura (2e) comprende por lo
menos tres capas (2a a 2c) que forman parte integral de la parte de
cuerpo (2d).
7. Tubo de plástico según la reivindicación 6,
caracterizado porque la capa interior (2a) y la capa exterior
(2c) están realizadas en polietileno (PE) sustancialmente no
orientado y por lo menos una capa intermedia está realizada en
polietileno reticulado (PEX) orientado.
8. Procedimiento para proporcionar un tubo de
plástico con una embocadura, en cuyo procedimiento por lo menos un
extremo de una parte de cuerpo (2d) del tubo de plástico (2) es
calentado y abocardado para formar la embocadura (2e),
caracterizado porque el tubo de plástico (2) comprende por lo
menos dos capas (2a a 2c) y porque el extremo del tubo de plástico
(2) está abocardado de modo que proporcione el tubo de plástico con
la embocadura (2e), siendo la orientación del material de por lo
menos una capa de la misma distinta de la orientación del material
de la otra capa y siendo la orientación del material de por lo menos
una capa distinta de la orientación del material de la parte de
cuerpo (2d).
9. Procedimiento según la reivindicación 8,
caracterizado porque las temperaturas de orientación son
diferentes en por lo menos dos capas (2a a 2c) distintas y se
calienta el extremo del tubo de plástico (2) hasta una temperatura a
la que el material de por lo menos una capa se orienta durante el
abocardado, mientras que el material de por lo menos una capa
sustancialmente no se orienta durante el abocardado, y se abocarda
el extremo del tubo de plástico (2) a dicha temperatura para
proporcionar el tubo de plástico con la embocadura (2e), siendo la
orientación de por lo menos una capa de la misma distinta de la
orientación de la otra capa y siendo la orientación de por lo menos
una capa distinta de la orientación de la parte de cuerpo (2d).
10. Procedimiento según la reivindicación 8,
caracterizado porque solamente una superficie del extremo del
tubo de plástico (2) se calienta de modo que dicha superficie
alcance una temperatura elevada tal que la capa (2a a 2c) en
contacto con dicha superficie sustancialmente no se orienta durante
el abocardado, mientras que se orienta la capa (2a a 2c) más alejada
de dicha superficie calentada.
11. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque por lo menos
una capa (2a a 2c) del tubo de plástico (2) está realizada en
polietileno (PE) y por lo menos una capa (2a a 2c) está realizada en
polietileno reticulado (PEX).
12. Procedimiento según la reivindicación 11,
caracterizado porque el tubo de plástico (2) comprende por lo
menos tres capas, de las cuales la capa interior (2a) y la capa
exterior (2c) están realizadas en polietileno (PE) y por lo menos
una capa intermedia (2b) está realizada en polietileno reticulado
(PEX).
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