ITMI970392A1 - Apparecchiatura per l'introduzione con moto rototraslatorio di tubi o corpi astiformi in macchine destinate alla loro lavorazione - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

L'invenzione concerne una apparecchiatura per l’introduzione, con moto rototraslatorio rispetto al loro asse, di tubi o corpi astiformi in macchine destinate alla loro lavorazione.

Le apparecchiature qui considerate sono ben note nella tecnologia di lavorazione dei tubio dialtri prodotti dell’industria siderurgica qualibarre,vergelle e similari,come risulterà meglio nel prosieguo di questa descrizione; tali apparecchiature vengono utilizzate per introdurre i prodotti semilavorati in macchine dove sono sottoposti alla azione di rulli di lavoro che conferiscono loro un movimento combinato:diavanzamento lungo una direzione o asse di lavorazione e di rotazione intorno a tale asse.

Esempi di macchine di questo tipo sono le cosiddette raddrizzatubi oppure le macchine per la laminazione elicoidale conosciute anche come laminatoi trasversali o obliqui.

In sostanza,nelle macchine per il raddrizzamento dei tubi, o più brevemente raddrizzatubi, vengono conferite le tolleranze dimensionali finali ad un tubo semilavorato sottoponendolo alla azione d1 rullidi lavoro che per questo scopo hanno una particolare disposizione sghemba o inclinata che dir si voglia, rispetto all’asse di lavorazione: infatti, in virtù di questa particolare disposizione il tubo subisce una rototrasl azione rispetto al proprio asse longitudinale e viene contemporaneamente deformato dai rulli con cui entra man mano in contatto, cosi da assumere la sua conformazione finale; per ulteriori ragguagli sull’argomento delle macchine di lavorazione quali le raddrizzatubi o i laminatoi obliqui ed altre ancora, nelle quali tubi o corpi astiformi in genere vengono lavorati nelle particolari condizioni qui solo brevemente descritte, si rinvia ai manuali ed alla letteratura tecnica relativa all 'argomento.

Alla luce di quanto finora premesso, in questa descrizione e nelle successive rivendicazioni laddove per brevità si farà riferimento unicamente al tubi e/o alle macchine per il loro raddrizzamento, gl 1 argomenti esposti saranno comunque da intendersi validi anche relativamente a corpi astiformi o allungati in genere ed alle macchine per la loro lavorazione.

Un aspetto tecnologico importante che riguarda queste macchine è connesso con la introduzione dei tubi o corpi al loro interno: infatti , in conseguenza del particolare movimento combinato di traslazione e rotazione impresso dai rulli di lavoro, assume notevole importanza la condizione con cui avviene l ’introduzione al fine di evitare sollecitazioni gravose sui prodotti da lavorare o urti di questi contro la superficie dei rulli della macchina che si trovano all ’imboccatura di essa.

Attualmente al fine di evitare gli aspetti negativi appena evidenziati , è noto utilizzare a monte delle macchine per il raddrizzamento dei tubi delle stazioni di introduzione essenzialmente costituite da uria coppia di rulli contrapposti rispetto alla direzione di avanzamento dei tubi , aventi assi sghembi similmente a quelli della raddrizzatubi medesima: queste stazioni operano quindi un avviamento del moto rototraslatorio di un tubo da lavorare il quale, quando giunge all ’imboccatura della macchina per il suo raddrizzamento, è già in condizioni tali da assecondare il moto che gli verrà impresso dai rulli di lavoro. Queste stazioni sono anche note alle persone esperte del ramo con la denominazione anglosassone "pinch roll". Un inconveniente importante dei "pinch roll" risiede nel fatto che solitamente non è possibile effettuare la registrazione dell ’angolo di inclinazione dei rulli rispetto a quello di avanzamento dei tubi ; gli effetti negativi connessi con questo particolare verranno compresi meglio successivamente.

In definitiva si può ritenere che l ’unica regolazione efficace di cui queste stazioni di introduzione sono capaci , consiste nel poter variare la velocità dei rulli i quali sono azionati con motori elettrici o idraulici di per sé noti .

In alternativa a questa soluzione, per l ’introduzione dei tubi nelle macchine destinate al loro raddrizzamento vengono anche utilizzate delle normali vie a rulli motorizzati , aventi assi disposti in modo inclinato rispetto al la di rezlone di avanzamento dei tubi . Anche in questo caso l ’unica regolazione possibile è quella della velocità di rotazione dei rulli il cui /langolo di inclinazione rispetto alla direzione di avanzamento dei tubi non è registrabile, mentre pure la variazione del moto rototraslatorio impresso dai rulli ad un tubo da introdurre non è sempre efficace, poiché tale tubo non viene "afferrato" bene come dai rulli contrapposti dei "pinch roll", ma bensì avanza rimanendo semplicemente appoggiato sulla via a rulli .

In altri termini , si può dire che nello stato dell ’arte le apparecchiature per l ’introduzione di tubi o corpi astiformi in genere non sono flessibili da un punto di vista funzionale e non sono in grado di adeguare in modo soddisfacente le due componenti della velocità che esse devono trasmettere, cioè la componente di traslazione e quella di rotazione del movimento rototraslatorio Impresso ai tubi o corpi per la loro lavorazione, in funzione delle svariate condizioni richieste dalla produzione.

E’ pertanto lo scopo della presente invenzione quello di porre rimedio a questa situazione, fornendo un’apparecchiatura per l ’introduzione di tubi o altri corpi di cui si è già detto, la quale abbia caratteristiche di struttura e funzionamento tali da superare i limiti riscontrati nell’ambito dello stato dell ’arte esaminato più sopra.

Tale scopo è ottenuto da una apparecchiatura le cui caratteristiche sono esposte nelle rivendicazioni annesse a questa descrizione.

Per meglio comprendere l ’invenzione nel complesso, con le sue caratteristiche ed i vantaggi che da queste derivano, e viene di seguito riportata la descrizione relativamente ad una sua forma preferita e non esclusiva di realizzazione, illustrata nei disegni al legati in cui :

- la figura 1 mostra una vista in prospettiva di una apparecchiatura per l ’ introduzione di tubi associata ad una macchina per il loro raddrizzamento, in accordo con la presente invenzione;

- la figura 2 mostra una vista in pianta dell ’apparecchiatura di figura 1 ;

- le figure 3 e 4 mostrano rispettive sezioni trasversali della apparecchiatura di figura 1.

In tali disegni , con 1 è complessivamente indicata una apparecchiatura per l ’introduzione di tubi in accordo con l ’invenzione, situata a monte di una macchina per il raddrizzamento di tubi la quale è stata solo parzialmente rappresentata nelle figure 1 e 2; l ’apparecchiatura 1 si compone di due parti disposte 1n successione rispetto ad una direzione L di riferimento lungo la quale vengono fatti avanzare i tubi da introdurre: la prima di esse consiste in un canale 2 di guida del tubi sulla continuazione del quale si trova la seconda, cioè un dispositivo di avanzamento 3 dei tubi .

Nelle figure la direzione L coincide con l’asse di un tubo T caricato sull ’apparecchiatura; è opportuno osservare però che la posizione dell ’asse dei tubi può variare in altezza rispetto alle parti fisse del l 'apparecchiatura, in funzione dei diverbi diametri del tubi da introdurre di volta in volta: ciò tuttavia non influisce ai fini della comprensione della descrizione dell’invenzione qui riportata.

Il canale di guida 2 consiste in una serie di<’ >tratti 2a allineati a breve distanza l 'uno dall ’altro lungo una direzione di avanzamento L dei tubi , tra i quali sono interposti dei bilancieri 4 basculanti ; questi ultimi sono configurati sostanzialmente a "C" e sono destinati al caricamento dei tubi dentro il canale 2 come si vedrà meglio nel seguito. Lateralmente il canale d1 guida 2 è anche dotato di un piano inclinato 7 sul quale vengono fatti rotolare i tubi all ’atto del loro caricamento.

I bilancieri 4 sono comandati simultaneamente mediante un albero 5 disposto parallelamente al canale 2, per compiere delle rotazioni tra una prima condizione operativa nella quale sono protesi verso l ’alto del canale cosi da poter ricevere un tubo T lateralmente rispetto all’apparecchiatura 1 (vedi la sagoma tratteggiata in figura 3), e una seconda condizione operativa nella quale i bilancieri sono rivolti verso il fondo del canale 2 anzidetto.

II dispositivo di avanzamento 3, che si trova a valle del canale di guida 2 e precede la macchina di raddrizzamento lungo la direzione L nel verso di avanzamento dei tubi indicato dalla freccia nelle figure, è provvista di una terna di rulli 10, 11 e 12 disposti in modo sfalsato lungo la direzione L già richiamata e con rispettivi assi di rotazione paralleli ad essa; in ostanza, i rulli 10, 11 e 12 sono montati , con un’assetto variabile che verrà meglio precisato in seguito, su una slitta 13 scorrevole a va e vieni lungo la direzione L.

In particolare, l ’assetto variabile del rullo 12 viene ottenuto a seguito delle oscillazioni di un braccio 14 imperniato sulla slitta 13 e comandato da un’attuatore idraulico 15 di per sè noto; il braccio 14 può oscillare da una prima condizione operativa in cui è allontanato dalla direzione di avanzamento di un tubo T da introdurre nonché dai rulli 10 ed 11 , ad una seconda condizione operativa nella quale il rullo 12 entra .in contatto con il tubo T anzidetto.

I rulli 10 ed 11 sono invece montati in modo girevole su un supporto mobile 16 costituito essenzialmente da una piattaforma la quale può venire alzata ed abbassata da un braccio idraulico 17 ad asse verticale; il braccio idraulico ed il supporto mobile sono installati sulla slitta 13. Similmente al braccio 14 visto prima, anche il supporto 16 è mobile tra una prima condizione operativa in cui è allontanato dalla direzione L di avanzamento di un tubo ed una seconda condizione operativa, nella quale è avvicinato a tale direzione.

II rullo 12 è motorizzato con un motore elettrico o idraulico non raffigurato nei disegni , in modo regolabile di per sè noto che ne consente la sua messa in rotazione con velocità variabile con continuità, mentre i rulli 10 ed 11 sono folli . Anche la velocità di traslazione della slitta 13 è regolabile secondo una caratteristica di funzionamento variabile con continuità nel tempo, per i motivi che verranno meglio chiariti successivamente; in questo contesto è solo da aggiungere che la slitta 13 dell ’esempio qui considerato è comandata da uno spintore idraulico 18 visibile in figura 1.

Il funzionamento dell 'apparecchiatura descritta avviene secondo quanto segue.

Il tubo T da lavorare viene caricato sui bilancieri 4 quando questi si trovano rivolti verso l ’alto del canale 2 nella loro prima condizione operativa di cui sopra, facendolo rotolare sul piano inclinato 7; successivamente 1 bilancieri vengono quindi fatti ruotare per portarli nella seconda condizione operativa, al seguito della quale depositano il tubo T caricato su di essi nel canale di guida 2 e si posizionano in modo da non interferire con esso, come mostrato in figura 3.

In questa fase di funzionamento dell ’apparecchiatura, il braccio oscillante 14 del dispositivo di avanzamento 3 è in posizione allontanata dai rulli 10 ed 11 , permettendo così il caricamento del tubo da parte dei bilancieri 4 con l 'estremità di testa di esso appoggiata in corrispondenza dei rulli 10 ed 11 (vedi figura 1); a tal fine il supporto mobile 16 si trova nella sua condizione ravvicinata alla direzione di avanzamento del tubo: esso è cioè sollevato dal braccio Idraulico 17 in una posizione tale da portare i rulli 10 ed 11 con la loro parte superiore ad una quota sostanzialmente eguale a quella del fondo del canale di guida 2, come il lustrato in figura 4.

Successivamente al caricamento del tubo, i l braccio 14 ruota nel la sua seconda condizione operativa portando così i l rullo 12 in contatto con i l tubo T appena caricato e contestualmente, il rullo 12 viene avviato in rotazione dal relativo motore.

E’ da osservare che in questa fase di caricamento del tubo la sl itta 13 si trova in prossimità del la estremità di uscita del canale di guida 2, cioè distanziata dalla macchina di raddrizzamento dei tubi adiacente all ’apparecchiatura dell ’ invenzione.

Dal la condizione di funzionamento appena descritta, la sl itta 13 con i l tubo stretto tra i rulli 10, 11 e 12 traslano solidalmente verso l ’ ingresso del la macchina raddrizzatubi e così facendo il tubo T sostenuto nel la circostanza dal canale di guida 2 e dal dispositivo di avanzamento 3, assume un moto rototrasl storio derivante dal lo spostamento in avanti dei rull i 10, 11 e 12 insieme al la sl itta 13, in combinazione con la rotazione impressa ad esso dal rullo 12 motorizzato.

L’ introduzione del tubo nel la macchina per il raddrizzamento può quindi avere luogo a questo punto in maniera ottimale; è solo da segnalare che 1n questa fase, non appena i rulli della raddrizzatubi fanno presa sul tubo in essa introdotto, i rull i 10, 11 e 12 del dispositivo 3 vengono al lontanati simultaneamente dal tubo medesimo il quale risulta quindi sorretto in questa fase solo dal canale di guida ('2.

Infatti , l ’apparecchiatura dell ’ invenzione permette di realizzare un sincronismo ottimale tra il movimento rototraslatorio di un tubo caricato su d1 essa e le condizioni di movimento con le quali il tubo viene successivamente lavorato nella macchina per il suo raddrizzamento; in questo modo si perviene alla eliminazione di moti relativi , in fase di imbocco, tra il tubo da introdurre ed i rulli di lavoro della macchina raddrizzatubi , ottenendo così importanti vantaggi tra i quali : l ’el iminazione o la riduzione dei danneggiamenti alle parti di estremità dei tubi da introdurre; la riduzione delle usure sui rulli di lavoro delle macchine per il raddrizzamento dei tubi dove usualmente avvengono i primi contatti con i tubi introdotti ; la riduzione della probabilità di incaglio o slittamento di un tubo durante la fase di Imbocco nella macchina per la sua lavorazione.

E’ facilmente comprensibile che per conseguire questi importanti vantaggi risulta sufficiente regolare la velocità di rotazione del rullo 12 nonché quella di avanzamento della slitta 13, variando così a piacimento le componenti del moto rototraslatorio conferito al tubo caricato sull ’apparecchiatura dell ’invenzione e sincronizzando tale moto con qualsiasi condizione di funzionamento della macchina per il raddrizzamento dei tubi in cui 11 tubo T deve essere introdotto.

Ciò dipende dal fatto che nell ’apparecchiatura secondo il trovato, la velocità di rotazione del rullo 12 del dispositivo 3 serve per comandare quella del tubo da introdurre, mentre la velocità di traslazione della slitta 13 imprime un analogo moto assiale al tubo anzidetto.

In altri termini , nel l ’apparecchiatura di questa invenzione 11 movimento rototraslatorio conferito ad un tubo da introdurre, non viene ottenuto per effetto della inclinazione dell ’asse di rotazione dei rulli rispetto a quello di avanzamento di un tubo, ma per effetto del movimento combinato di avanzamento e di traslazione degli stessi .

Poiché la regolazione della velocità di rotazione del rullo 12 motorizzato così come quella della velocità di traslazione della slitta 13 su cui sono montati i rulli 10, 11 e 12, possono essere fatte con continuità, ad esempio utilizzando dei motori elettrici o idraulici con caratteristica di velocità variabile in modo lineare nel tempo e/o adottando opportuni meccanismi di riduzione nonché di trasformazione del moto, da quanto esposto risulta quindi come l ’apparecchiatura 1n accordo con il presente trovato raggiunga lo scopo prefissato inizialmente.

Cioè, grazie al braccio 14 oscillante ed a quello idraulico 17 Γ apparecchiatura dell ’invenzione è in grado di adattarsi a diversi diametri da lavorare con la massima semplicità e rapidità; ma soprattutto è da porre in evidenza che il controllo del movimento rototraslatorio di un tubo da introdurre in una successiva macchina di lavorazione, avviene in modo completo grazie alla possibilità variare indipendentemente tra loro le componenti di velocità, cioè quella rotatoria e quella traslatoria, impresse ad esso. A questo riguardo si osservy. che nelle apparecchiature della tecnica nota, non essendo prevista in esse la possibilità di registrare l ’angolazione degli assi di rotazione dei rulli rispetto alla direzione di avanzamento di un tubo, l ’unica regolazione eseguibile è quella relativa alla variazione di velocità di rotazione dei rulli medesimi ; ciò significa che nelle apparecchiature note non si può variare il passo della traiettoria elicoidale percorsa da un punto qualsiasi di un tubo durante il suo moto rototraslatorio, poiché non è possibile registrare l ’angolazione anzidetta dei rulli dalla quale dipende appunto l ’ampiezza di tale passo.

Nel l ’apparecchiatura di questa invenzione invece, poiché sono. distinte le modalità con cui vengono trasmesse la rotazione e la traslazione ad un tubo da lavorare (in quanto esse non dipendono dalla inclinazione dei rulli), è possibile avere il controllo totale sul passo della traiettoria elicoidale di cui sopra, consentendo quindi una introduzione del tubo nella successiva macchina di lavorazione secondo una qualunque condizione operativa della stessa.

Bisogna poi osservare come nell ’apparecchiatura dell ’invenzione, un tubo viene "afferrato" dai rulli 10, 11 e 12, cioè questi esercitano sul tubo una azione di presa che favorisce ulteriormente il controllo del suo movimento, similmente a quanto accennato più sopra per i "pinch roll" e diversamente dalle vie a rulli .

E’ da sottolineare altresì come tutti gli effetti tecnici appena evidenziati vengono raggiunti con una apparecchiatura strutturalmente e funzionalmente semplice da realizzare e quindi con costi contenuti . Il dispositivo di avanzamento 3 non presenta infatti particolari difficoltà di progettazione e realizzazione meccanica in quanto ottenibile con componenti (motori , cilindri idraulici , variatori di velocità etc. ) di tipo tradizionale.

Naturalmente non sono comunque da escludere varianti dell’invenzione rispetto all'esempio riportato 1n precedenza.

A titolo indicativo si segnala infatti che la disposizione sfalsata dei rulli 10, 11 e 12, nonché il posizionamento dei rulli 10 ed 11 con 1 rispettivi assi di rotazione aventi una distanza minore del loro diametro (vedi figura 4), sono specificamente adatti per tubi o corpi astiformi aventi piccoli diametri ; ovviamente però i rulli anzidetti potrebbero venire montati affiancati tra loro e/o con interasse superiore ai loro diametri . E’ poi solo il caso di precisare che nel dispositivo di avanzamento 3 si potrà avere un numero di rulli superiori alle tre unità od eventualmente anche inferiore (non è infatti da escludere che in taluni casi possano venire impiegati solo due rulli); è altresì evidente che non è strettamente necessario che tutti i rulli siano montati su un braccio oscillante o su un supporto mobile così da poter venire allontanati od avvicinati rispetto agli altri ma più in generale sono Ipotizzabili svariate configurazioni, in cui uno o più rulli sono dotati di questa possibilità di assetto variabile tra una condizione ravvicinata ad un asse o direzione di riferimento ed una allontanata, mentre gli altri sono Invece fissi . E’ inoltre appena da rilevare che anche i mezzi per ottenere un simile assetto variabile potranno essere i più disparati e non solamente del tipo costituito da un braccio oscillante o idraulico come riportato nell ’esempio precedente.

E’ poi del tutto evidente che il numero dei rulli motorizzati è una questione di scelta di progettazione; esso potrà quindi risultare diverso da caso a caso, secondo le applicazioni .

Allo stesso modo non è difficile immaginare che anche il canale di guida 2 possa venire sostituito da mezzi equivalenti, i quali siano cioè in grado di sostenere i tubi da introdurre nella macchina di lavorazione situata a valle dell ’apparecchiatura secondo l ’invenzione, o almeno una porzione longitudinale d1 essi. Non è neppure da escludere che si possa realizzare una apparecchiatura secondo il trovato in cui sia mancante del tutto il canale di guida anzidetto: si immagini infatti il caso in cui la lunghezza dei rulli del dispositivo di avanzamento sia tale da poter sostenere un tubo da introdurre nella successiva macchina, senza cioè bisogno del supporto fornito dal canale di guida dell’esempio più sopra descritto; ciò sarebbe presumibilmente di utilità limitata alle lavorazioni di tubi o corpi aventi estensione longitudinale ridotta.

Come ulteriore variante, nel caso in cui sia presente il canale o altri mezzi di guida, s1 potrebbe anche prevedere una diversa posizione del dispositivo di avanzamento dei tujpi rispetto all 'esempio precedente; non sarebbe cioè da escludere l ’eventualità di avere una apparecchiatura in accordo con l ’invenzione, nella quale il dispositivo di avanzamento dei tubi si trovi a monte del canale o dei mezzi di guida, anziché a valle come più sopra considerato. Sebbene una simile variante appaia meno preferibile rispetto alla forma di realizzazione che è stata qui descritta, poiché potrebbero insorgere problemi nel 1 ’ introdurre l ’estremità di testa di un tubo nella successiva macchina per la sua lavorazione, essa non è comunque da ritenersi irreal izzabile.

Queste ed eventuali ulteriori varianti rientrano comunque nell ’ambito definito dalle seguenti rivendicazioni.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura per l’introduzione, con moto rototraslatorio rispetto al loro asse, di tubi o corpi astiformi in una macchina per la loro lavorazione, caratterizzata dal fatto di comprendere un dispositivo di avanzamento (3) dotato di mezzi (10, 11 , 12) attivi su un tubo o corpo da introdurre per metterlo in rotazione intorno al proprio asse ed atti a traslare con esso cosi da introdurlo con moto rototraslatorio nella macchina per la lavorazione.
2. 2. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1 , caratterizzata dal fatto di comprendere inoltre mezzi (2) per supportare assialmente un tubo o corpo da introdurre.
3. 3. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui i mezzi del dispositivo di avanzamento (3) attivi sul tubo o corpo da introdurre comprendono una pluralità di rulli (10, 11 , 12), girevoli intorno a rispettivi assi disposti sostanzialmente paralleli a quello del tubo o corpo, mobili a va e vieni lungo tale asse insieme al tubo o corpo ed in contatto con la superficie esterna di esso.
4. 4. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 3, in cui il dispositivo di avanzamento (3) con i rulli (10, 11 , 12) è situato a valle dei mezzi (2) per supportare assialmente un tubo o corpo, con riferimento al verso di avanzamento di esso per la sua introduzione.
5. 5. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 4, in cui i mezzi per supportare un tubo o corpo da introdurre comprendono un canale di guida (2).
6. 6. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 5, in cui 11 canale di guida (2) comprende una pluralità di tratti intermedi (2a) allineati lungo l ’asse di un tubo o corpo da introdurre, tra i quali sono attivi mezzi (4) per depositare un tubo o corpo nel canale di guida (2) medesimo.
7. 7. Apparecchiatura secondo le rivendicazioni 3, 4, o 5 e 6 quando dipendono dalle rivendicazioni 3 o 4, 1n cui almeno uno di detti rulli (10, 11, 12 ) è mobile tra una prima condizione operativa nella quale è allontanato dall ’asse di un tubo o corpo da introdurre, ed una seconda condizione operativa nella quale è ravvicinato a tale asse.
8. 8. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 7, in cui almeno un rullo mobile (12) è supportato da un braccio (14) oscillante.
9. 9. Apparecchiatura secondo le rivendicazioni 7 o 8, in cui almeno un rullo (10, 11) è girevolmente montato su un supporto mobile (16), per il suo spostamento rettilineo alternato tra le dette condizioni operative.
10. 10. Apparecchiatura secondo una delle rivendicazioni 3, 4, e da 5 a 9 quando dipendono dalle rivendicazioni 3 o 4, in cui i rulli (10, 11, 12) del dispositivo di avanzamento (3) sono montati su una slitta (13) scorrevole a va e vieni lungo l ’asse di un tubo o corpo da introdurre.
11. 11. Apparecchiatura secondo le rivendicaz ioni 3, 4, e da 5 a a 10 quando dipendono dalle rivendicazioni 3 ò 4, in cui i rulli (10, 11 , 12) del dispositivo di avanzamento (3) sono disposti in modo sfalsato lungo l ’asse di un tubo o corpo da introdurre.