ITTO20130747A1 - Guarnizione di tenuta, particolarmente per autoveicoli e procedimento per la sua fabbricazione - Google Patents

Guarnizione di tenuta, particolarmente per autoveicoli e procedimento per la sua fabbricazione

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ITTO20130747A1
ITTO20130747A1 IT000747A ITTO20130747A ITTO20130747A1 IT TO20130747 A1 ITTO20130747 A1 IT TO20130747A1 IT 000747 A IT000747 A IT 000747A IT TO20130747 A ITTO20130747 A IT TO20130747A IT TO20130747 A1 ITTO20130747 A1 IT TO20130747A1
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Roberto Azzola
Camillo Gerboni
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Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Guarnizione di tenuta, particolarmente per autoveicoli, e procedimento per la sua fabbricazione"
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce in generale a guarnizioni di tenuta, particolarmente per autoveicoli, quali guarnizioni per porte o varchi in genere.
Più specificamente l'invenzione ha per oggetto una guarnizione di tenuta comprendente un profilato di ancoraggio a cui è connesso un profilato di tenuta includente un profilato realizzato in gommaspugna.
Guarnizioni di tale tipo sono note ad esempio dai documenti brevettuali US 4 531 326-A, US 4 576 773-A ed EP 0407 364 A1.
In tali guarnizioni il profilato di ancoraggio contiene talvolta un inserto metallico, incorporato in tale profilato nel corso dell'estrusione. Il profilato di tenuta è invece per lo più realizzato in gomma-spugna a celle chiuse, e può presentare una forma essenzialmente tubolare od una conformazione ad aletta di tenuta, a seconda delle condizioni di utilizzo. L'utilizzo della gomma-spugna a celle chiuse per la realizzazione del profilato di tenuta risulta conveniente in quanto tale materiale è caratterizzato da una bassa deformabilità permanente, cosicché il profilato garantisce nel tempo una sostanziale costanza dell'azione di tenuta e delle caratteristiche estetiche della propria superficie esterna.
Gli impianti, i procedimenti ed i materiali sinora utilizzati per la realizzazione di siffatte guarnizioni presentano invero alcuni limiti e criticità, nonostante i miglioramenti via via apportati nel corso degli anni:
- gli impianti per l'estrusione e la successiva vulcanizzazione di tali guarnizioni presentano notevoli dimensioni, sono piuttosto complessi e costosi e richiedono dunque investimenti considerevoli;
- i procedimenti utilizzati, in particolare per la vulcanizzazione delle guarnizioni realizzate in continuo mediante estrusione, comportano elevati consumi energetici e sono di gestione delicata e complessa, richiedono controlli qualitativi frequenti e, spesso, operazioni di finitura; la capacità produttiva risulta inoltre limitata elevatissima se si vuole garantire una buona reticolazione degli elastomeri utilizzati; e
- la qualità delle mescole utilizzate gioca un ruolo decisivo per la qualità finale del prodotto; tali mescole richiedono costosi processi di realizzazione, in particolare per la miscelazione, la filtratura, l'omogeneizzazione, la stagionatura, e poi per i controlli di qualità.
In vista delle criticità di cui sopra, in un recente passato è stato tentato di realizzare siffatte guarnizioni di tenuta utilizzando, in luogo di materiali elastomerici, materiali termoplastici. Questi ultimi non necessitano di impianti di mescolazione delle materie prime, né dei complessi impianti di estrusione e vulcanizzazione necessari nel caso dei materiali elastomerici.
I materiali termoplastici parevano dunque interessanti, in quanto suscettibili di consentire l'utilizzo di processi produttivi meno complessi e caratterizzati da migliore efficienza. Inoltre, grazie alla loro notevole omogeneità di struttura, i materiali termoplastici avrebbero potuto consentire di risolvere in modo definitivo i problemi estetici relativi all'aspetto delle superfici visibili delle guarnizioni in questione.
I tentativi di realizzare le guarnizioni qui di interesse utilizzando materiali termoplastici non hanno tuttavia avuto successo, in quanto tali materiali presentano deformazioni permanenti importanti, che non consentono di rispettare i requisiti imposti dalle industrie utilizzatrici, in particolare dall'industria automobilistica. In effetti, la deformabilità permanente dei materiali termoplastici non consente di garantire a lungo termine la funzionalità, in particolare del profilato di tenuta.
In alcuni casi sono stati utilizzati materiali termoplastici co-estrusi con i profilati di ancoraggio e di tenuta realizzati in gomma, con processi di tipo tradizionale. Peraltro, questa variante tecnologica ha avuto successo esclusivamente per il miglioramento dell'aspetto estetico del profilato di ancoraggio.
Uno scopo della presente invenzione è dunque di proporre una guarnizione di tenuta, nonché un procedimento per la sua realizzazione, che consentano di superare i limiti e le problematiche delle soluzioni secondo la tecnica anteriore.
Questo ed altri scopi vengono realizzati secondo l'invenzione con una guarnizione di tenuta del tipo inizialmente definito, caratterizzata dal fatto che
il profilato di ancoraggio è realizzato con un materiale termoplastico estruso, e
il profilato di tenuta presenta un rivestimento periferico di materiale termoplastico co-estruso con il profilato di ancoraggio su detto profilato in gomma-spugna.
Il suddetto scopo viene altresì realizzato con un procedimento di realizzazione comprendente le operazioni di:
- realizzare e vulcanizzare preliminarmente il suddetto profilato di tenuta in gomma-spugna;
- provvedere una testa di estrusione presentante * un orifizio di estrusione includente una prima parte di conformazione corrispondente alla sezione trasversale del profilato di ancoraggio ed una seconda parte corrispondente alla sezione trasversale del profilato di tenuta, dette prima e seconda parte essendo adiacenti fra loro;
* un primo ingresso per l'alimentazione di detto materiale termoplastico, comunicante con dette prima e seconda parte dell'orifizio di estrusione; e
* un secondo ingresso, comunicante con detta seconda parte dell'orifizio di estrusione, per l'introduzione ed il transito passante di detto profilato in gomma-spugna vulcanizzata; e
- estrudere, mediante detta testa di estrusione, un flusso di detto materiale termoplastico attraverso la prima parte dell'orifizio di estrusione, in modo tale da formare il profilato di ancoraggio, ed attraverso la seconda parte dell'orifizio di estrusione, in modo tale da formare un rivestimento sulla periferia del profilato in gomma-spugna vulcanizzata transitante attraverso la testa di estrusione.
In sintesi l'invenzione prevede la realizzazione preliminare, mediante estrusione e vulcanizzazione, del profilato in gomma-spugna facente parte del profilato di tenuta, mediante un impianto di estrusione/vulcanizzazione estremamente semplice, poco costoso e di alta produttività. Tale profilato di gomma-spugna viene quindi incorporato in una testa di estrusione per materiali termoplastici, in trinsecamente più semplice di quelle per elastomeri, ove viene realizzato con il materiale termoplastico il profilato di ancoraggio, con o senza armatura di rinforzo, e allo stesso tempo viene realizzato mediante sovraestrusione un sottile strato o film di materiale termoplastico sulla periferia del profilato in gomma-spugna vulcanizzata, fatto transitare attraverso tale testa di estrusione. Tale strato o film superficiale di materiale termoplastico è preferibilmente integrale, ovvero in un sol pezzo, con il profilato di ancoraggio.
Nella guarnizione così realizzata, il profilato di tenuta presenta le caratteristiche di bassa deformabilità permanente dei tradizionali profilati di tenuta in gomma-spugna, ma il suo aspetto estetico è quello, decisamente migliore e dunque preferito, dei profilati in materiale termoplastico.
Il profilato in gomma-spugna vulcanizzata che viene incorporato nella guarnizione di tenuta può essere eventualmente realizzato con gomma-spugna a celle aperte, che presenta ottime caratteristiche di bassa deformabilità permanente, una portanza inferiore e un costo più contenuto, in quanto lo strato o film di materiale termoplastico con cui viene rivestita la sua periferia ne evita la visione dall'esterno, evitando i noti problemi estetici e di assorbimento di acqua comportati dall'utilizzo della gomma-spugna a celle aperte.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione appariranno dalla descrizione dettagliata che segue, effettuata a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:
la figura 1 è una vista in sezione trasversale di una guarnizione di tenuta in materiale elastomerico secondo la tecnica anteriore;
la figura 2 è una vista in sezione trasversale di una guarnizione di tenuta realizzata secondo la presente invenzione;
la figura 3 è una vista prospettica di una testa di estrusione utilizzabile per la realizzazione di una guarnizione di tenuta secondo l'invenzione;
la figura 4 mostra la testa di estrusione della figura 3 nel corso dell'estrusione di una guarnizione di tenuta; e
la figura 5 è una vista in sezione trasversale di un'altra guarnizione di tenuta secondo la presente invenzione.
Nella figura 1 con 1 è complessivamente indicata una guarnizione di tenuta secondo la tecnica anteriore. Tale guarnizione comprende un profilato di ancoraggio 2 sostanzialmente a forma di U, realizzato mediante estrusione con gomma dura. In tale profilato è incorporata, durante l'estrusione, un'armatura di rinforzo 3 ad esempio di materiale metallico. Internamente al profilato di tenuta 2, dai suoi rami affacciati si estendono alette di ritegno 2a, destinate a migliorare l'aggrappaggio del profilato 2 ad una struttura portante, quale una flangia di una porta o di un varco-porta di un autoveicolo.
La guarnizione di tenuta 1 secondo la tecnica anteriore mostrata nella figura 1 comprende inoltre un profilato di tenuta 4, che nella realizzazione esemplificativamente illustrata è di forma essenzialmente tubolare. Tale profilato di tenuta secondo la tecnica anteriore è realizzato integralmente in gomma-spugna, mediante co-estrusione con il profilato di ancoraggio 2.
In varianti di realizzazione non illustrate il profilato di tenuta ha una configurazione non tubolare, ed è costituito ad esempio da uno o più labbri flessibili, parimenti realizzati in gommaspugna.
Nella figura 2 è illustrata una guarnizione di tenuta 1 secondo la presente invenzione, la cui sezione trasversale corrispondente sostanzialmente a quella della guarnizione secondo la tecnica anteriore mostrata nella figura 1.
Nella guarnizione secondo la figura 2 il profilato di ancoraggio 2 è realizzato con un materiale termoplastico estruso, ed il profilato di tenuta 4 comprende un profilato interno 4' pre-realizzato in gomma-spugna vulcanizzata, la cui periferia o superficie esterna è provvista di un rivestimento 5 di materiale termoplastico estruso, integrale con il profilato di ancoraggio 2.
Nella figura 3 con 10 è complessivamente indicata una testa di estrusione che consente la realizzazione di una guarnizione secondo la figura 2.
Nella realizzazione esemplificativamente illustrata la testa di estrusione 10 presenta una matrice 11 nella quale è realizzato un orifizio di estrusione complessivamente indicato con 12. Tale orifizio 12 include una prima parte 12a la cui conformazione corrisponde essenzialmente alla sezione trasversale del profilato di ancoraggio 2, ed una seconda parte 12b corrispondente alla sezione trasversale del profilato di tenuta 4.
Le due parti 12a e 12b dell'orifizio di estrusione 12 comunicano fra loro in corrispondenza della zona in cui si realizzerà la connessione fra il profilato di ancoraggio 2 ed il profilato di tenuta 4.
La testa di estrusione 10 comprende inoltre un primo ingresso 13 per l'alimentazione di un materiale termoplastico destinato a formare il profilato di ancoraggio 2 ed il rivestimento periferico 5 del profilato di tenuta 4. L'ingresso 13 comunica con entrambe le parti 12a e 12b dell'orifizio di estrusione 12, tramite condotti interni alla testa di estrusione 10, realizzati in modo per sé noto e non illustrati.
La testa di estrusione presenta inoltre un secondo ingresso, illustrato a tratteggio ed indicato con 14 nella figura 3, comunicante con la parte 12b, che è essenzialmente anulare, dell'orifizio di estrusione 12. L'ingresso 14 consente l'introduzione ed il transito passante nella testa di estrusione 10 del profilato in gomma-spugna prevulcanizzato 4'.
Nella realizzazione esemplificativamente illustrata la testa di estrusione 10 presenta inoltre un ulteriore ingresso, indicato con 15 ed illustrato a tratteggio nella figura 3. Tale ulteriore ingresso comunica con la prima parte 12a dell'orifizio di estrusione 12 per l'introduzione ed il transito passante dell'armatura di rinforzo 3 destinata ad essere incorporata, nell'estrusione nel profilato di ancoraggio 2.
Nell'utilizzo, mediante la testa di estrusione 10 un influsso del materiale termoplastico alimentato all'ingresso 13 viene estruso attraverso la prima parte 12a dell'orifizio di estrusione 12 in modo tale da formare il profilato di ancoraggio, in cui viene contestualmente annegata l'armatura di rinforzo 3, nonché attraverso la seconda parte 12b di detto orifizio di estrusione in modo tale da formare il rivestimento integrale 5 intorno al profilato gomma-spugna pre-vulcanizzato 4' transitante attraverso la testa di estrusione.
La figura 4 illustra la testa di estrusione 10 nel corso dell'estrusione del materiale termoplastico.
La guarnizione 1 secondo l'invenzione così ottenuta presenta la bassa deformabilità permanente tipica dei profilati di tenuta in gomma-spugna, e l'aspetto estetico migliore dei profilati in materiale termoplastico.
Nella figura 5 è mostrata un'altra guarnizione secondo la presente invenzione, realizzabile con il metodo sopra descritto, ovviamente utilizzando una testa di estrusione provvista di un orifizio di forma corrispondente a quella della guarnizione.
Nella variante secondo la figura 5 il profilato di ancoraggio 2 è essenzialmente in forma di piattina, e viene realizzato mediante estrusione del materiale termoplastico selezionato, mentre al contempo un rivestimento 5 viene sovra-estruso sulla periferia di un profilato in gomma-spugna prevulcanizzato 4', per realizzare nel complesso il profilato di tenuta 4. Il rivestimento 5 in materiale termoplastico è integrale con il profilato di ancoraggio 2. Quest'ultimo può presentare o meno un'armatura di rinforzo.
Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, le forme di attuazione ed i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto è stato descritto ed illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione come definito nelle annesse rivendicazioni.

Claims (7)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Guarnizione di tenuta (1), particolarmente per autoveicoli, comprendente un profilato di ancoraggio (2) a cui è connesso un associato profilato di tenuta (4) includente un profilato realizzato in gomma-spugna (4'), la guarnizione (1) essendo caratterizzata dal fatto che il profilato di ancoraggio (2) è realizzato con un materiale termoplastico estruso, e il profilato di tenuta (4) presenta un rivestimento periferico (5) di materiale termoplastico, co-estruso con il profilato di ancoraggio (2), su detto profilato in gomma-spugna (4') che è prevulcanizzato.
  2. 2. Guarnizione di tenuta secondo la rivendicazione 1, in cui nel profilato di ancoraggio (2) è incorporata un'armatura di rinforzo (3), preferibilmente di materiale metallico.
  3. 3. Guarnizione di tenuta secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto profilato di gomma-spugna (4') è realizzato con gomma a celle aperte.
  4. 4. Procedimento per la realizzazione di una guarnizione (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente le operazioni di: - realizzare e vulcanizzare preliminarmente det to profilato in gomma-spugna (4'); - provvedere una testa di estrusione (10) presentante * un orifizio di estrusione (12) includente una prima parte (12a) di conformazione corrispondente alla sezione trasversale del profilato di ancoraggio (2) ed una seconda parte (12b) corrispondente alla sezione trasversale del profilato di tenuta (4), dette prima e seconda parte (12a, 12b) essendo adiacenti fra loro; * un primo ingresso (13) per l'alimentazione di detto materiale termoplastico, comunicante con dette prima e seconda parte (12a, 12b) dell'orifizio di estrusione (12); e * un secondo ingresso (14), comunicante con detta seconda parte (12b) dell'orifizio di estrusione (12), per l'introduzione ed il transito passante di detto profilato in gomma-spugna vulcanizzata (4'); e - estrudere, mediante detta testa di estrusione (10), un flusso di detto materiale termoplastico, attraverso detta prima parte (12a) dell'orifizio di estrusione (12), in modo tale da formare il profilato di ancoraggio (2), ed attraverso la seconda parte (12B) dell'orifizio di estrusione (12), in modo tale da formare un rivestimento (5) sulla periferia di detto profilato in gomma-spugna vulcanizzata (4') transitante attraverso la testa di estrusione (10).
  5. 5. Procedimento secondo la rivendicazione 4, in cui la testa di estrusione presenta un'ulteriore ingresso (15) comunicante con detta prima parte (12a) dell'orifizio di estrusione (12) per l'introduzione ed il transito passante di un'armatura di rinforzo (3) incorporata, nell'estrusione nel profilato di ancoraggio (2).
  6. 6. Testa di estrusione per l'attuazione del procedimento secondo la rivendicazione 4 o 5, presentante un orifizio di estrusione (12) includente una prima parte (12a) di conformazione corrispondente alla sezione trasversale del profilato di ancoraggio (2) ed una seconda parte (12b) corrispondente alla sezione trasversale del profilato di tenuta (4), dette prima e seconda parte (12a, 12b) essendo adiacenti fra loro; un primo ingresso (13) per l'alimentazione di detto materiale termoplastico, comunicante con dette prima e seconda parte (12a, 12b) dell'orifizio di estrusione (12); e un secondo ingresso (14), comunicante con detta seconda parte (12b) dell'orifizio di estrusione (12), per l'introduzione ed il transito passante di detto profilato in gomma-spugna vulcanizzata (4') attraverso la testa di estrusione (1).
  7. 7. Testa di estrusione secondo la rivendicazione 4, presentante un ulteriore ingresso (15) comunicante con detta prima parte (12a) dell'orifizio di estrusione (12) per l'introduzione ed il transito passante di un'armatura di rinforzo (3) incorporata, nell'estrusione nel profilato di ancoraggio (2).
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