IT201900008004A1 - Metodo per la produzione di un telaio di supporto per moduli passacavi e telaio di supporto così ottenuto. - Google Patents

Description

METODO PER LA PRODUZIONE DI UN TELAIO DI SUPPORTO PER MODULI

PASSACAVI E TELAIO DI SUPPORTO COSI’ OTTENUTO

DESCRIZIONE

Campo dell’invenzione

La presente invenzione si riferisce ad un metodo per la produzione di un telaio di supporto per moduli passacavi ed al telaio di supporto ottenuto con tale metodo.

Stato della tecnica

Un modulo passacavi è un dispositivo destinato a essere montato in una parete per consentire l'attraversamento della parete stessa da parte di cavi, ad esempio cavi elettrici.

Di solito, i moduli passacavi sono impiegati nella realizzazione di impianti elettrici o idraulici in navi, aerei o comunque in strutture sprovviste di tradizionali muri ove sia possibile integrare condotti per il passaggio dei cavi, in quanto la separazione degli ambienti è realizzata con pareti sottili che non consentono l’inclusione di cavi. Meno frequentemente, i moduli passacavi trovano applicazione anche in strutture provviste di tradizionali muri. I moduli passacavi, inoltre, devono assicurare un passaggio a tenuta di liquidi, di gas o di particelle sospese nell’aria, nonché di resistenza al fuoco. In sostanza, tutti i requisiti richiesti alla parete devono essere soddisfatti anche dopo l’installazione del modulo passacavi.

Generalmente, i moduli passacavi sono realizzati in materiale elastico comprimibile, e sono provvisti di un condotto interno che definisce un foro passante destinato ad essere attraversato da un cavo o un tubo. I moduli sono solitamente alloggiati in telai di supporto rigidi, tipicamente metallici, destinati a essere applicati stabilmente alla parete che deve essere attraversata dai cavi. La tenuta verso gas, liquidi o particelle è ottenuta comprimendo opportunamente i moduli impaccati nel telaio, al fine di eliminare gli interstizi tra di essi e tra il modulo e i cavi che lo attraversano. La Fig. 1 mostra una serie di moduli passacavi alloggiati in un telaio di supporto.

Un telaio di supporto può alloggiare uno o più moduli passacavi e può essere suddiviso in più parti. Il telaio è in sostanza una struttura di tipo quadrato, rettangolare o circolare. Nel caso di struttura di tipo quadrato o rettangolare i quattro lati sono costituititi da lamiere metalliche di opportuno spessore, saldate lungo i quattro spigoli (Fig. 2). Il telaio può essere provvisto di una flangia perimetrale per il fissaggio alla parete (Fig.3). Più telai possono essere assemblati a formare una struttura multipla, cioè del tipo multi-cavità, nella quale ogni cavità ospita uno o più moduli passacavi. La struttura multi-cavità può svilupparsi linearmente ed essere costituita da una serie di telai saldati fianco a fianco (Fig. 4), oppure può svilupparsi in due direzioni ortogonali, ed essere quindi costituita da una serie di telai saldati sia fianco a fianco che testa a testa (Fig. 5), oppure più telai possono essere assemblati per formare strutture multi-cavità più complesse.

Secondo la tecnica nota le saldature per realizzare un singolo telaio, o per realizzare strutture comprendenti una pluralità di telai, sono realizzate principalmente manualmente. Ciò richiede l’impiego di molta manodopera e di un tempo lungo per l’esecuzione della lavorazione, con conseguente impatto sui costi. Se la lavorazione viene effettuata in aree geografiche ove il costo della manodopera è basso, si devono poi considerare i costi di trasporto nelle aree nelle quali avviene la commercializzazione del prodotto. Tali costi non sono piccoli in quanto il telaio è relativamente pesante. Inoltre, il tipo di struttura – lineare, bidimensionale ortogonale o più complessa – è determinato dalla richiesta del cliente e varia in funzione di tale richiesta. Pertanto, risulta quasi impossibile – o comunque molto svantaggioso - standardizzare la produzione ed avere adeguate scorte di magazzino. La produzione realizzata caso per caso su richiesta in aree geografiche lontane da quelle di commercializzazione comporta tuttavia un allungamento dei tempi di consegna, quindi uno svantaggio economico.

Questi fattori rappresentano degli svantaggi della tecnica nota.

Si consideri inoltre che ogni telaio viene costruito in cinque fasi:

Fase 1: taglio di una lamiera metallica per formare i quattro lati del telaio.

Fase 2: disposizione dei quattro lati contro una dima posta al centro degli stessi, in contatto a due a due, nella configurazione adiacente atta a formare il telaio, senza sovrapporre totalmente gli spigoli, in modo da lasciare uno spazio esterno atto a contenere il materiale di apporto di saldatura (Fig. 6), in cui la dima è di misura corrispondente alla luce interna del telaio;

Fase 3: saldatura dei due lati adiacenti applicando il materiale di apporto e riempiendo ogni interstizio;

Fase 4: raffreddamento delle saldature e rimozione della dima posta all’interno del telaio; e Fase 5: finitura del pezzo con asportazione dell’eccesso di materiale di apporto, ad esempio con una lima, ottenendo una giunzione leggermente arrotondata (Fig.7).

Nell’esecuzione della Fase 2 si devono bloccare i quattro lati al fine di impedire che essi si spostino dalla disposizione di saldatura, quindi che uno o più lati possano muoversi o verso l’interno del telaio, o verso l’esterno, o possano scorrere lateralmente deviando dalla disposizione corretta.

La fissazione della disposizione corretta dei lati richiede pertanto l’impiego di mezzi di bloccaggio costituiti da: i) una dima posta dentro il telaio ed avente la dimensione dell’interno del telaio, atta a impedire lo spostamento dei lati verso l’interno; ii) morsetti o elementi spintori che agiscono dall’esterno verso l’interno, in modo da impedire lo spostamento dei lati verso l’esterno o lateralmente.

Nell’esecuzione della Fase 4 la dima viene estratta con forza, ad esempio percuotendola con un martello, in quanto il raffreddamento delle saldature provoca un leggero ritiro dimensionale del telaio, che è però sufficiente a bloccare la dima all’interno dello stesso. Si consideri anche che l’assemblaggio mediante saldatura di più telai singoli per formare strutture multi-cavità rende difficile mantenere la linearità e la planarità della struttura ottenuta.

La tecnica di costruzione brevemente descritta è dunque svantaggiosa sia per i motivi citati sopra che per altri motivi, quali:

a) essendo una tecnica manuale, è di bassa produttività;

b) essendo una tecnica manuale, è imprecisa e può causare difetti costruttivi del prodotto e mancato rispetto delle tolleranze;

c) l’eventuale automazione del processo di saldatura è complessa e costosa in quanto richiederebbe la predisposizione di dime per ogni struttura di telaio; inoltre tali dime devono essere montate su tavole rotanti per consentire il posizionamento dei punti da saldare nel campo operativo di robot di saldatura: ciò aumenta i costi;

d) la costruzione di telai multi-cavità a partire da singoli telai individuali comporta uno spreco di materiale, ed un aumento dei costi, in quanto non consente di utilizzare la stessa lastra per la costruzione di due telai adiacenti. Infatti, l’utilizzazione di singoli telai interamente preformati, quindi ciascuno provvisto di quattro lati, richiede poi l’assemblaggio degli stessi mediante unione dei lati adiacenti. Ciò porta ad realizzare dei telai multi-cavità con pareti divisorie interne doppie, il che configura una caratteristica non necessaria ed uno spreco di materiale.

Sarebbe pertanto desiderabile disporre di un metodo per la produzione di un telaio di supporto per moduli passacavi che eliminasse o riducesse gli svantaggi dei metodi noti.

Più in particolare, sarebbe desiderabile che il metodo fosse sostanzialmente automatizzabile, in modo da migliorare l’efficienza complessiva del processo produttivo ed eliminare o ridurre i difetti di fabbricazione.

Uno scopo della presente invenzione è pertanto quello di fornire un metodo per la produzione di un telaio di supporto per moduli passacavi che sia sostanzialmente automatizzato, così da minimizzare sia l’entità della manodopera necessaria che la possibilità di incorrere in difetti di fabbricazione.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di ottenere un telaio di supporto per moduli passacavi perfezionato, che sia meno soggetto a presentare difetti di fabbricazione e, nel caso di struttura multi-cavità, sia più leggero di un telaio di pari struttura secondo realizzato secondo la tecnica nota.

Riassunto dell’invenzione

I suddetti ed altri scopi e vantaggi dell’invenzione, quali risulteranno dal seguito della descrizione, sono raggiunti con un metodo per la costruzione di un telaio di supporto per moduli passacavi, di forma quadrata o rettangolare, comprendente le seguenti fasi:

A) Ricavare i quattro lati del telaio tagliando una lamiera metallica rigida, di opportuno spessore (T);

B) Disporre i quattro lati ad angolo retto tra di loro, nella configurazione formante il telaio;

C) Saldare i lati adiacenti applicando materiale di apporto lungo l’altezza in corrispondenza degli spigoli esterni del telaio;

D) Rifinire il telaio con eventuale asportazione del materiale di apporto in eccesso; caratterizzato dal fatto che:

i. nella fase A) due lati opposti del telaio sono tagliati in modo da formare almeno una sporgenza alle estremità opposte definenti la profondità (H) del telaio, e gli altri due lati opposti del telaio sono tagliati in modo da formare almeno una rientranza alle estremità opposte definenti la profondità (H) del telaio, dette sporgenze e dette rientranze essendo di forma complementare atta a permetterne l’accoppiamento ad incastro, dette sporgenze essendo di lunghezza (P) inferiore allo spessore (T) di detti lati e dette rientranze essendo di profondità (R) inferiore allo spessore T di detti lati; ii. nella fase B) dette sporgenze di ciascuno di detti lati sono inserite in dette rientranze di ciascun lato contiguo disposto ad angolo retto, tale per cui nella disposizione ad incastro ciascuna sporgenza non riempie la rispettiva rientranza alla quale è accoppiata e fuoriesce lateralmente dalla rispettiva rientranza alla quale è accoppiata, detto accoppiamento ad incastro definendo delle cavità esterne tra detti lati, atte a ricevere un materiale di apporto di saldatura; e

iii. nella fase C) detta saldatura viene realizzata riempiendo dette cavità esterne con detto materiale di apporto, in modo da realizzare il collegamento permanente tra detti lati e formare detto telaio.

Un altro aspetto dell’invenzione riguarda il telaio di supporto per moduli passacavi ottenuto con il metodo definito sopra, di forma quadrata o rettangolare, comprendente quattro lati realizzati in materiale metallico, caratterizzato dal fatto che due lati opposti sono formati con almeno una sporgenza alle estremità opposte definenti l’altezza (H) e gli altri due lati opposti sono formati con almeno una rientranza alle estremità opposte definenti l’altezza (H), dette sporgenze e dette rientranze essendo di forma complementare ed essendo accoppiate ad incastro, dette sporgenze essendo di lunghezza (P) inferiore allo spessore (T) di detti lati e dette rientranze essendo di profondità (R) inferiore allo spessore T di detti lati, detto telaio comprendendo un materiale di apporto di saldatura applicato agli spigoli esterni di detti lati. Secondo un altro aspetto dell’invenzione detto collegamento a incastro è formato tra sporgenze a forma di cubo o di parallelepipedo rettangolo e corrispondenti rientranze a forma di cubo o di parallelepipedo rettangolo.

Secondo un altro aspetto dell’invenzione detto collegamento a incastro è formato tra sporgenze a forma di tronco di piramide a basi trapezie e corrispondenti rientranze aventi forma di tronco di piramide a basi trapezie.

Descrizione delle figure

L’invenzione viene descritta nel seguito con riferimento alle figure allegate, date a titolo esemplificativo e non limitativo, nelle quali:

- La Fig.1 è una vista schematica di una serie di moduli passacavi alloggiati in un telaio di supporto;

- La Fig.2 è una vista prospettica di un telaio di supporto per un modulo passacavi; - La Fig. 3 è una vista prospettica di un telaio di supporto per un modulo passacavi provvisto di flangia;

- Le Figg.4 e 5 sono viste schematiche di strutture formate da più telai di supporto per moduli passacavi;

- Le Figg.6 e 7 sono viste schematiche in pianta di fasi della costruzione di un telaio di supporto per moduli passacavi secondo la tecnica nota;

- La Fig.8 è una vista prospettica in esploso di una fase della costruzione di un telaio di supporto per moduli passacavi secondo una prima forma di attuazione dell’invenzione; - Le Figg. 8A e 8B sono viste rispettivamente in elevazione laterale ed in pianta di una parte del telaio di supporto per moduli passacavi della Fig.8;

- La Fig.9 è una vista prospettica in esploso di una fase della costruzione di un telaio di supporto per moduli passacavi secondo una seconda forma di attuazione dell’invenzione;

- Le Figg. 9A e 9B sono viste rispettivamente in elevazione laterale rispettivamente secondo le frecce A e B di una parte del telaio di supporto per moduli passacavi della Fig. 9;

- La Fig. 9C è una vista in pianta dall’alto di una parte del telaio di supporto della Fig. 9;

- La Fig. 10 è una vista prospettica di un particolare del telaio di supporto per moduli passacavi della forma di attuazione della Fig.9;

- La Fig. 11 è una vista della costruzione di un telaio di supporto per moduli passacavi secondo un’ulteriore forma di attuazione dell’invenzione;

- Le Figg. 12, 13 e 14 sono viste schematiche di parti del telaio di supporto per moduli passacavi secondo un’ulteriore forma di attuazione dell’invenzione;

- La Fig.15 è una vista schematica di un telaio multi-cavità secondo un’ulteriore forma di attuazione dell’invenzione; e

- La Fig. 16 è una vista schematica di una parte del telaio di supporto per moduli passacavi secondo la linea A-A di Fig.15.

Descrizione dettagliata

Con riferimento alla Fig. 1, un modulo passacavi noto 10 è realizzato in materiale elastico comprimibile ed è provvisto di un condotto interno che definisce un foro passante 11, destinato ad essere attraversato da un cavo o un tubo.

In Fig.1 sono illustrati più moduli 10, 10a, 10b, 10c, alloggiati in un telaio di supporto rigido 12, suddiviso in più parti o righe atte ad alloggiare moduli di diversa dimensione. I moduli 10, 10a, 10b, 10c sono provvisti di fori passanti 11, 11a, 11b, 11c.

Il telaio 12 è tipicamente realizzato in metallo, ad esempio acciaio o alluminio, ed è destinato ad essere fissato ad una parete che deve essere attraversata dai cavi. All’interno del telaio 12 è inserito anche un dispositivo di compressione 14 che può essere espanso agendo sulle viti 16 per comprimere i moduli 10, 10a, 10b, 10c impaccati nel telaio, al fine di eliminare gli interstizi ed assicurare la perfetta sigillatura dei punti dei cavi e tubi nei fori 11, 11a, 11b, 11c. Con riferimento alla Fig. 2, il telaio 12 è una struttura di tipo quadrato o rettangolare, i cui quattro lati 20, 21, 22, 23 sono costituititi da lastre metalliche di opportuno spessore T, ad esempio 10 mm, saldate lungo i quattro spigoli esterni.

Ciascun lato 20, 21, 22, 23 è quindi costituito da un parallelepipedo di altezza H e spessore T, in cui l’altezza H dei lati definisce la profondità del telaio 12.

Nella presente descrizione con il termine “spigolo” del telaio 12 si intende la linea di contatto e giunzione di due lati adiacenti, quindi un primo spigolo è definito dalla giunzione del lato 20 con il lato 21, un secondo spigolo è definito dalla giunzione del lato 21 con il lato 22, un terzo spigolo è definito dalla giunzione del lato 22 con il lato 23, ed un quarto spigolo è definito dalla giunzione del lato 23 con il lato 20.

Come mostrato in Fig. 3, il telaio 12 può essere provvisto di una flangia perimetrale 18 per il fissaggio alla parete, eventualmente provvista di fori.

Più telai possono essere assemblati a formare una struttura multipla, cioè del tipo multi-cavità, nella quale ogni cavità ospita uno o più moduli passacavi.

Come mostrato nelle Figg. 4 e 5, la struttura multi-cavità può svilupparsi linearmente ed essere costituita da una serie di telai 12 saldati fianco a fianco, ad esempio tre telai come mostrato in Fig. 4, oppure può svilupparsi in due direzioni ortogonali, ed essere quindi costituita da una serie di telai 12 saldati sia fianco a fianco che testa a testa, come mostrato in Fig. 5, oppure più telai possono essere assemblati per formare strutture multi-cavità più complesse.

Secondo la tecnica nota, come si è detto in precedenza, la costruzione di un singolo telaio 12 a partire dai lati 20, 21, 22 e 23 è realizzata mediante saldatura lungo gli spigoli del telaio, e la costruzione delle strutture multi-cavità è realizzata mediante saldatura di singoli telai 12 precedentemente formati, disposti fianco a fianco o testa a testa.

Con riferimento alle Figg.6 e 7, che illustrano la costruzione di un telaio con il metodo noto, i lati 20, 21, 22 e 23, precedentemente tagliati da una lastra metallica (Fase 1), sono disposti con gli spigoli in contatto a due a due, nella configurazione adiacente atta a formare il telaio (Fase 2). I lati sono disposti senza sovrapporre totalmente gli spigoli, in modo da lasciare uno spallamento a squadra 26, atto a contenere il materiale di apporto di saldatura (si noti che le dimensioni dei lati e del telaio in Fig.6 non sono in scala).

Per la realizzazione della saldatura (Fase 3) è necessario che i lati mantengano la disposizione del telaio da formare, senza spostamenti. Viene pertanto posta una dima 25 all’interno dei quattro lati 20, 21, 22 e 23, di dimensione corrispondente alla luce interna del telaio 12, per evitare lo spostamento dei lati verso l’interno. Per evitare lo spostamento dei lati verso l’esterno vengono invece usati morsetti o elementi spintori (non illustrati) che agiscono dall’esterno verso l’interno, premendo i lati contro la dima 25.

Con il blocco della disposizione dei lati viene realizzata la saldatura lungo i quattro spigoli riempiendo gli spallamenti 26 con il materiale di apporto di saldatura 28.

La costruzione si completa con il raffreddamento delle saldature e la rimozione della dima posta all’interno del telaio (Fase 4). Da ultimo si effettua la finitura del pezzo con asportazione dell’eccesso di materiale di apporto (Fase 5).

Come si è detto, tale metodo noto presenta i numerosi svantaggi, già evidenziati in precedenza.

Le Figg. 8 e 9 illustrano due forme di attuazione del metodo secondo l’invenzione, e dei telai per moduli passacavi così ottenuti.

La Fig. 8 mostra in parziale esploso la struttura di un telaio 12 per moduli passacavi secondo una prima forma di attuazione dell’invenzione.

Il telaio 12 è costituito da lati 20, 21, 22 e 23 di spessore T, forniti di sporgenze e rientranze di forma corrispondente, in particolare di forma parallelepipeda, atte a consentire l’accoppiamento di ciascun lato con il lato adiacente.

Più particolarmente, come mostrato anche nelle Figg.8A e 8B, i lati 20 e 22 sono provvisti di sporgenze 30, 32, aventi lunghezza P, ed i lati 21 e 23 sono provvisti di corrispondenti rientranze 31 e 33, aventi profondità R.

Per la costruzione del telaio i lati 20, 21, 22 e 23 vengono ricavati tagliando con alta precisione una lastra metallica rigida di spessore T, ad esempio utilizzando una macchina per taglio laser (Fase A). Ciascun lato 20, 21, 22 e 23 ha pertanto spessore T.

I quattro lati 20, 21, 22 e 23 vengono poi disposti ad angolo retto tra di loro, nella configurazione formante il telaio (Fase B), avendo cura di inserire le sporgenze 30, 32 nelle corrispondenti rientranze 31, 33.

Più particolarmente, con riferimento alle Figg. 8, 8A e 8B, si è mostrato l’inserimento della sporgenza 30 del lato 20 nella rientranza 33 del lato adiacente 23.

Secondo una caratteristica della presente invenzione, lo spessore T dei lati è maggiore della lunghezza P delle sporgenze, tale per cui ciascuna sporgenza non riempie completamente la rispettiva rientranza alla quale è accoppiata.

Pertanto, l’inserimento della sporgenza 30 del lato 20 per tutta la sua lunghezza P nella rientranza 33 del lato 23 lascia una parte della rientranza 33 vuota (Fig. 8), quindi atta ad essere riempita con il materiale di apporto di saldatura.

Secondo una caratteristica della presente invenzione, la lunghezza P della sporgenza 30 è compresa tra il 90% di T ed il 10% di T, più preferibilmente tra l’80% ed il 20% di T, ancora più preferibilmente tra il 60% ed il 40% di T. Le relazioni tra lo spessore T dei lati e la lunghezza P delle sporgenze sono pertanto le seguenti:

0,1T ≤ P ≤ 0,9T, preferibilmente 0,2T ≤ P ≤ 0,8T, più preferibilmente 0,4T ≤ P ≤ 0,6T. Nella realizzazione di Fig. 8 la lunghezza P della sporgenza 30 è il 50% dello spessore T del lato 23, cioè P = 0,5T. In tal caso lo spazio libero 33 si estende per un tratto T/2 (Fig.8A). Secondo un’altra caratteristica della presente invenzione, lo spessore T dei lati è maggiore della profondità R delle rientranze, tale per cui ciascuna sporgenza fuoriesce lateralmente dalla rispettiva rientranza alla quale è accoppiata, formando uno spigolo tra i lati adiacenti che definisce uno spazio atto ad essere riempito con il materiale di apporto della saldatura.

Pertanto, quando la sporgenza 30 è inserita nella rientranza 33, essa sporge parzialmente verso l’esterno, formando uno spigolo tra i lati 20 e 23 che definisce uno spazio 38 (Fig.8), atto ad essere riempito con il materiale di apporto della saldatura.

Analogamente a quanto descritto in relazione ai rapporti tra la lunghezza P della sporgenza 30 e lo spessore T del lato 23, anche la profondità R della rientranza 33 è compresa tra il 90% di T ed il 10% di T, più preferibilmente tra il’80% ed il 20% di T, ancora più preferibilmente tra il 60% ed il 40% di T.

Le relazioni tra lo spessore T dei lati e la profondità R delle rientranze sono pertanto le seguenti:

0,1T ≤ R ≤ 0,9T, preferibilmente 0,2T ≤ R ≤ 0,8T, più preferibilmente 0,4T ≤ R ≤ 0,6T. Nella realizzazione di Fig.8 la profondità R della rientranza 33 è il 50% dello spessore T del lato 20, cioè R = 0,5T. In tal caso lo spazio libero 33 si estende per un tratto T/2 (Fig.8A). Il tipo di incastro della Fig.8 è una variante dell’incastro a denti diritti.

Le stesse considerazioni e gli stessi rapporti dimensionali (P) e (R) tra sporgenze, rientranze e spessori dei lati (T) si applicano all’incastro dei lati 20 con 21, dei lati 21 con 22 e dei lati 22 con 23.

Le connessioni realizzate nelle modalità suddette portano ad ottenere un telaio 12 i cui spigoli interni, formati agli angoli di connessione, sono realizzati perfettamente a 90° e sono sostanzialmente inaccessibili al materiale di apporto della saldatura, mentre agli spigoli esterni sono definiti uno spazio 38 e parte delle rientranze 33, che sono atti a ricevere il materiale di saldatura.

Il metodo dell’invenzione prevede quindi che la fase di saldatura (Fase C) sia realizzata applicando materiale di apporto lungo gli spigoli del telaio e per tutta l’altezza H dello stesso, in modo da riempire gli spazi 33, 38 con il materiale di apporto.

Nella fase finale del metodo (Fase D) il telaio viene rifinito con eventuale asportazione del materiale di apporto in eccesso.

La realizzazione dei lati 20, 21, 22 e 23 con le sporgenze 30 e le rientranze 33 fa sì che la disposizione degli stessi per formare il telaio prima della saldatura sia più stabile e non necessiti di una dima interna, come nel metodo noto.

Si consideri, ad esempio, la disposizione dei lati 20, 21, 22 e 23 nella struttura montata del telaio, ottenuta unendo tutti e quattro i lati (si noti che le Figg. 8 e 8B mostrano l’assemblaggio parziale del telaio, con accoppiamento dei soli lati 20 e 23).

Con riferimento alla Fig. 8, si sono mostrati i teorici movimenti di traslazione sia verso l’interno e l’esterno dei lati del telaio da formare, che in direzione laterale, visualizzati da frecce con indicazione delle traslazioni possibili (Y = yes) e di quelle non possibili (N = No). Per ciascun lato risultano pertanto possibili soltanto i movimenti traslatori verso l’esterno, e nessuno verso l’interno. Ciò rende non più necessario l’impiego di una dima, come invece richiesto nel metodo della tecnica nota, e risolve i problemi associati all’uso di una dima, evidenziati nella parte introduttiva della descrizione.

La Fig.9 mostra in parziale esploso la struttura di un telaio 12’ per moduli passacavi secondo una seconda forma di attuazione dell’invenzione.

Il telaio 12’ è costituito da lati 40, 41, 42 e 43 di spessore T, forniti di sporgenze e rientranze di forma corrispondente, in particolare a forma di tronco di piramide con basi trapezie, atte a consentire la connessione di ciascun lato con il lato adiacente mediante incastro.

Più particolarmente, come mostrato nelle Figg.9, 9A, 9B e 9C, i lati 40 e 42 sono provvisti di sporgenze 50, 52, aventi lunghezza P, ed i lati 41 e 43 sono provvisti di corrispondenti rientranze 51 e 53, aventi profondità R.

Con riferimento alla Fig. 10, si è mostrata la forma di tronco di piramide con basi trapezie della sporgenza 50, che è uguale alla forma della sporgenza 52. L’altezza del tronco di piramide definisce la lunghezza P della sporgenza 50. La perpendicolare al lato maggiore della base è lo spessore T del lato nel quale la sporgenza 50 è ricavata.

Per la costruzione del telaio i lati 40, 41, 42 e 43 vengono ricavati tagliando con alta precisione una lastra metallica rigida di spessore T, ad esempio utilizzando una macchina per taglio laser (Fase A). Ciascun lato 40, 41, 42 e 43 ha pertanto spessore T.

I quattro lati 40, 41, 42 e 43 vengono poi disposti ad angolo retto tra di loro, nella configurazione formante il telaio (Fase B), avendo cura di inserire le sporgenze 50, 52 nelle corrispondenti rientranze 51, 53.

Più particolarmente, con riferimento alle Figg. 9, 9A, 9B e 9C, si è mostrato l’inserimento della sporgenza 50 del lato 40 nella rientranza 53 del lato adiacente 43.

Secondo una caratteristica della presente invenzione, lo spessore T dei lati è maggiore della lunghezza P delle sporgenze, tale per cui ciascuna sporgenza non riempie completamente la rispettiva rientranza alla quale è accoppiata.

Pertanto, l’inserimento della sporgenza 50 del lato 40 per tutta la sua lunghezza P nella rientranza 53 del lato 43 lascia tuttavia una parte della rientranza 53 vuota (Fig.9), quindi atta ad essere riempita con il materiale di apporto della saldatura.

Secondo una caratteristica della presente invenzione, la lunghezza P della sporgenza 50 è compresa tra il 90% di T ed il 10% di T, più preferibilmente tra il’80% ed il 20% di T, ancora più preferibilmente tra il 60% ed il 40% di T.

Le relazioni tra lo spessore T dei lati e la lunghezza P delle sporgenze sono pertanto le stesse della forma di attuazione precedente, cioè:

0,1T ≤ P ≤ 0,9T, preferibilmente 0,2T ≤ P ≤ 0,8T, più preferibilmente 0,4T ≤ P ≤ 0,6T. Nella realizzazione di Fig. 9 la lunghezza P della sporgenza 50 è il 50% dello spessore T del lato 43. In tal caso lo spazio libero 43 si estende per un tratto T/2 (Fig.9A). Quindi P = 0,5T. Secondo un’altra caratteristica della presente invenzione, lo spessore T dei lati è maggiore della profondità R delle rientranze, tale per cui ciascuna sporgenza fuoriesce lateralmente dalla rispettiva rientranza alla quale è accoppiata, formando uno spigolo tra i lati adiacenti che definisce uno spazio atto ad essere riempito con il materiale di apporto della saldatura.

Pertanto, quando la sporgenza 50 è inserita nella rientranza 43, essa sporge parzialmente verso l’esterno, formando uno spigolo tra i lati 40 e 43 che definisce uno spazio 58 (Fig.9), atto ad essere riempito con il materiale di apporto della saldatura.

Analogamente a quanto descritto in relazione ai rapporti tra la lunghezza P della sporgenza 50 e lo spessore T del lato 53, anche la profondità R della rientranza 53 è compresa tra il 90% di T ed il 10% di T, più preferibilmente tra il’80% ed il 20% di T, ancora più preferibilmente tra il 60% ed il 40% di T.

Le relazioni tra lo spessore T dei lati e la profondità R delle rientranze sono pertanto le stesse della forma di attuazione precedente, cioè:

0,1T ≤ R ≤ 0,9T, preferibilmente 0,2T ≤ R ≤ 0,8T, più preferibilmente 0,4T ≤ R ≤ 0,6T. Nella realizzazione di Fig.9 la profondità R della rientranza 53 è il 50% dello spessore T del lato 40. In tal caso lo spazio libero 53 si estende per un tratto T/2 (Fig. 9A). Pertanto R = 0,5T.

Il tipo di incastro della Fig.9 è una variante dell’incastro a coda di rondine.

Le stesse considerazioni e gli stessi rapporti dimensionali (P) e (R) tra sporgenze, rientranze e spessori dei lati (T) si applicano all’incastro dei lati 40 con 41, dei lati 41 con 42 e dei lati 42 con 43.

Le connessioni realizzate nelle modalità suddette portano ad ottenere un telaio 12’ i cui spigoli interni, formati agli angoli di connessione, sono realizzati netti e sostanzialmente inaccessibili al materiale di apporto della saldatura, mentre agli spigoli esterni sono definiti uno spazio 58 e parte delle rientranze 53, che sono atti a ricevere il materiale di saldatura. Il metodo dell’invenzione prevede quindi che la fase di saldatura (Fase C) sia realizzata applicando materiale di apporto lungo gli spigoli del telaio e per tutta l’altezza H dello stesso, in modo da riempire gli spazi 53, 58 con il materiale di apporto.

Nella fase finale del metodo (Fase D) il telaio viene rifinito con eventuale asportazione del materiale di apporto in eccesso.

La realizzazione dei lati 40, 41, 42 e 43 con le sporgenze 50 e le rientranze 53 fa sì che la disposizione degli stessi per formazione del telaio prima della saldatura sia più stabile e non necessiti di una dima interna, come nel metodo noto.

Si consideri, ad esempio, la disposizione dei lati 40, 41, 42 e 43 nella struttura montata del telaio, ottenuta unendo tutti e quattro i lati (si noti che le Figg. 9, 9B e 9C mostrano l’assemblaggio parziale del telaio, con accoppiamento dei soli lati 40 e 43).

Con riferimento allla Fig. 9, si sono mostrati i teorici movimenti di traslazione sia verso l’interno e l’esterno che in direzione laterale dei lati del telaio da formare, , visualizzati da frecce con indicazione delle traslazioni possibili (Y = yes) e di quelle non possibili (N = No). Per la coppia di lati 40,42 risulta pertanto possibile soltanto un movimento traslatorio verso l’esterno, e nessuno verso l’interno o in direzione laterale, mentre per la coppia di lati 41, 43 non risulta possibile alcun movimento in alcuna direzione. Ciò non solo rende non necessario l’impiego di una dima, come invece richiesto nel metodo della tecnica nota, ma assicura una stabilità ancora maggiore rispetto alla prima forma di attuazione mostrata nelle Figg. 8, 8A e 8B.

La Fig. 11 mostra una terza forma di attuazione dell’invenzione, nella quale quattro lati 20, 21’, 22 e 23’ sono ricavati tagliando la parte interna di una lastra metallica 60, in modo che la cornice 18 possa essere utilizzata come flangia per la realizzazione di un telaio flangiato, come mostrato in Fig.2.

I lati 21’ e 23’ sono provvisti di asole passanti 62 e sono atti a formare, ad esempio, le pareti esterne di un telaio a due cavità (non illustrato). Per la realizzazione del telaio completo è ovviamente richiesto un altro lato 20, atto a realizzare il divisorio centrale mediante inserimento delle sporgenze 30 nelle asole 62.

Secondo una variante preferita, mostrata nelle Figg. 12 e 13, la sporgenza 30 del lato 20 è realizzata con uno smusso 63, atto ad essere riempito dal materiale di saldatura 65, che viene applicato anche nella parte dell’asola 62 non riempita dalla sporgenza 30. In tale modo viene maggiormente garantita la tenuta.

In questo modo si costruisce un telaio a due cavità usando una sola parete interna come divisorio. Con la tecnica nota, che richiedeva di realizzare ogni singolo telaio separatamente, si otteneva un divisorio interno costituito da due lati affiancati, con spreco di materiale ed inutile appesantimento del prodotto finale.

Con riferimento alle Figg. 14, 15 e 16, si è mostrata un’ulteriore forma di attuazione dell’invenzione.

La Fig. 14 mostra una parete divisoria interna 70 provvista di due asole passanti 72, atta alla realizzazione di un telaio multi-cavità mostrato in Fig.15.

La Fig.15 mostra un telaio multi-cavità in cui un’unica parete divisoria interna 70, che divide orizzontalmente il telaio in due parti. Due ulteriori pareti divisorie 20, realizzate ciascuna con una sporgenza 30 alle estremità opposte, formata con smussi come mostrato in Fig. 13, si inseriscono nella stessa sola passante della parete 70, come mostrato in Fig. 16, che è una vista lungo la linea A-A di Fig. 15. Il materiale di saldatura 65 assicura la tenuta del collegamento.

Anche in questo modo si costruisce un telaio multi-cavità usando una sola parete interna come divisorio in senso orizzontale (Fig.5A). Con la tecnica nota, che richiedeva di realizzare ogni singolo telaio separatamente, si otteneva un doppio divisorio interno, con spreco di materiale ed inutile appesantimento del prodotto finale.

Altre forme di realizzazione prevedono ulteriori divisori orizzontali per formare telai con un maggiore numero di cavità.

Si sono descritte alcune forme di attuazione preferenziale dell’invenzione, che è tuttavia suscettibile di ulteriori modifiche e varianti nell’ambito dell’idea inventiva definita nelle rivendicazioni allegate.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per la costruzione di un telaio (12) di supporto per moduli passacavi, di forma quadrata o rettangolare, comprendente le seguenti fasi: A) Ricavare i quattro lati (20, 21, 22, 23) del telaio tagliando una lastra metallica rigida, di opportuno spessore (T); B) Disporre i quattro lati ad angolo retto tra di loro, nella configurazione formante il telaio; C) Saldare i lati adiacenti applicando materiale di apporto lungo l’altezza in corrispondenza degli spigoli esterni del telaio; D) Rifinire il telaio con eventuale asportazione del materiale di apporto in eccesso; caratterizzato dal fatto che: i. nella fase A) due lati opposti del telaio sono tagliati in modo da formare almeno una sporgenza (30,32) alle estremità opposte definenti la profondità (H) del telaio, e gli altri due lati opposti del telaio sono tagliati in modo da formare almeno una rientranza (31,33) alle estremità opposte definenti la profondità (H) del telaio, dette sporgenze (30,32) e dette rientranze (31,33) essendo di forma complementare atta a permetterne l’accoppiamento ad incastro, dette sporgenze essendo di lunghezza (P) inferiore allo spessore (T) di detti lati e dette rientranze essendo di profondità (R) inferiore allo spessore T di detti lati; ii. nella fase B) dette sporgenze di ciascuno di detti lati sono inserite in dette rientranze di ciascun lato contiguo disposto ad angolo retto, tale per cui nella disposizione ad incastro ciascuna sporgenza non riempie la rispettiva rientranza alla quale è accoppiata e fuoriesce lateralmente dalla rispettiva rientranza alla quale è accoppiata, detto accoppiamento ad incastro definendo delle cavità esterne tra detti lati, atte a ricevere un materiale di apporto di saldatura; e iii. nella fase C) detta saldatura viene realizzata riempiendo dette cavità esterne con detto materiale di apporto, in modo da realizzare il collegamento permanente tra detti lati e formare detto telaio.
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto collegamento a incastro è formato tra sporgenze a forma di cubo o di parallelepipedo rettangolo (30,32) e corrispondenti rientranze (31,33) a forma di cubo o di parallelepipedo rettangolo.
3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto collegamento ad incastro è formato tra sporgenze a forma di tronco di piramide a basi trapezie (50,52) e corrispondenti rientranze aventi forma di tronco di piramide a basi trapezie (51,53).
4. 4. Metodo secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto che la lunghezza (P) di ciascuna di dette sporgenze (30, 32; 50,52) è compresa tra il 90% e il 10% dello spessore (T) di detti lati, preferibilmente tra l’80% ed il 20%, più preferibilmente tra il 60% ed il 40%.
5. 5. Metodo secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto che la profondità (R) di ciascuna di dette rientranze (31, 33; 51,53) è compresa tra il 90% e il 10% dello spessore (T) di detti lati, preferibilmente tra l’80% ed il 20%, più preferibilmente tra il 60% ed il 40%.
6. 6. Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che in detta fase B) detti lati (20, 21, 22, 23) sono mantenuti nella disposizione di costruzione del telaio mediante l’azione soltanto di mezzi spintori nella direzione dell’interno del telaio.
7. 7. Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, applicato alla costruzione di un telaio multi-cavità comprendente quattro lati esterni, caratterizzato dal fatto di essere realizzato con divisori interni comprendenti almeno un primo divisorio provvisto di sporgenze alle estremità opposte, dette sporgenze essendo inserite in corrispondenti asole passanti previste in due di detti quattro lati esterni.
8. 8. Telaio (12) di supporto per moduli passacavi, di forma quadrata o rettangolare, comprendente quattro lati (20,21,22,23) realizzati in materiale metallico, caratterizzato dal fatto che due lati opposti sono formati con almeno una sporgenza (30,32) alle estremità opposte definenti l’altezza (H) e gli altri due lati opposti sono formati con almeno una rientranza (31,33) alle estremità opposte definenti l’altezza (H), dette sporgenze (30,32) e dette rientranze (31,33) essendo di forma complementare ed essendo accoppiate ad incastro, dette sporgenze (30,32) essendo di lunghezza (P) inferiore allo spessore (T) di detti lati e dette rientranze (31,33) essendo di profondità (R) inferiore allo spessore T di detti lati, detto telaio comprendendo un materiale di apporto di saldatura applicato agli spigoli esterni di detti lati (20,21,22,23).
9. 9. Telaio (12) secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detto accoppiamento a incastro è formato tra sporgenze a forma di cubo o di parallelepipedo rettangolo (30,32) e corrispondenti rientranze (31,33) a forma di cubo o di parallelepipedo rettangolo.
10. 10. Telaio secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detto accoppiamento ad incastro è formato tra sporgenze a forma di tronco di piramide a basi trapezie (50,52) e corrispondenti rientranze aventi forma di tronco di piramide a basi trapezie (51,53).