BRPI0712986A2

BRPI0712986A2 - mandril dobador

Info

Publication number: BRPI0712986A2
Application number: BRPI0712986-6A
Authority: BR
Inventors: Matthias Kipping; Ali Bona; Thomas Holzhauer; Juergen Mernz; Michael Braukmann
Original assignee: Sms Demag Ag
Priority date: 2006-06-22
Filing date: 2007-06-12
Publication date: 2012-04-17
Also published as: AU2007263339B2; KR101174704B1; ZA200900007B; DE102006048087A1; EP2035160B1; JP2009541055A; US8127583B2; MY168243A; KR20090023420A; CA2656076C; US20100236312A1; AR061613A1; WO2007147502A1; CN101516541A; JP5391064B2; RU2009101904A; MX2009000194A; TW200819219A; EG25375A; TWI369256B

Abstract

MANDRIL DOBADOR. A presente invenção se refere a um mandril dobador (1) para enrolar chapas, especialmente de tiras laminadas a quente, tendo um corpo de mandril (2), uma barra de expansão (3) que se desloca na direção axial (a) em relação ao corpo de mandril (2) e uma série de segmentos que são radialmente ajustáveis em relação ao corpo de mandril (2) através do deslocamento axial da barra de expansão (3), sendo disposta, entre a barra de expansão (3) e os segmentos (4), uma série de talas (5) montadas de modo articulado na barra de expansão (3) e nos segmentos (4) Para tornar um tal mandril dobador eficiente para enrolar materiais de grande dureza e de dureza extrema, a presente invenção prevê que pelo menos uma série de talas (5) passe, no estado montado do mandril dobador (1), através de reentrâncias (6) praticadas no corpo do mandril (2), sendo estas reentrâncias de tal modo praticadas no corpo do mandril, que este seja desprovido de reentrâncias (6) pelo menos em uma das suas extremidades axiais (7).

Description

MANDRIL DOBADOR

A presente invenção se refere a um mandril dobador para enrolar chapas, especialmente para enrolar uma tira laminada a quente, tendo o mandril um corpo de mandril projetado, de preferência, em forma de um cilindro oco, uma barra de expansão ajustável na direção axial em relação ao corpo de mandril e uma série de segmentos, que são radialmente ajustáveis por movimento axial da barra de expansão em relação ao corpo de mandril, sendo disposta entre a barra de expansão e os segmentos uma série de talas montadas de modo articulado na barra de expansão e nos segmentos.

Mandris dobadores deste tipo são empregados para enrolar em uma espiral especialmente tiras metálicas depois da sua fabricação ou beneficiamento.

Conhece-se de EP 0413 985 Bl uma dobadora de tiras para enrolar e desenrolar tiras metálicas, especialmente para o enrolamento de tiras laminadas a quente, tendo um mandril dobador acionado montado de modo rotativo e que consiste essencialmente em um corpo de mandril, segmentos e barra de expansão, podendo os segmentos ser expandidos na direção radial por um acionamento que gira juntamente com o mandril dobador por meio da interposição da barra de expansão que se desloca axialmente no interior do corpo de mandril e de um acoplamento que se desloca juntamente com a barra de expansão. O acoplamento é disposto, com folga correspondente à dilatação do mandril dobador, entre um dispositivo de expansão de emergência e a carcaça do acionamento hidráulico, sendo o dispositivo de expansão de emergência e a carcaça do acionamento hidráulico imóveis na direção axial em relação ao corpo do mandril, e sendo o movimento do acoplamento no sentido da redução do diâmetro do mandril dobador limitado pelo dispositivo de expansão de emergência, permitindo o dispositivo de expansão de emergência uma liberação adicional de um determinado trajeto da mobilidade axial da barra de expansão ligada ao acoplamento. Uma tal dobadora de tiras é satisfatória para o enrolamento de tiras laminadas a quente.

DE 103 47 262 B3 publica um sistema de distribuição de lubrificante para um mandril dobador, sendo a distribuição de lubrificante disposta dentro de um anel de distribuição de lubrificante, que é flangeado do lado dianteiro no eixo do mandril e é dotado com canais que são ligados com furos axiais dispostos no eixo do mandril, levando os furos diretamente e/ou através de furos transversais aos pontos de lubrificação. 0 dobador que nesse documento é indicado como mandril dobador padrão consiste, além disso, em um corpo de mandril e em uma barra de expansão com talas para prender os segmentos. No corpo do mandril é aparafusado, do lado dianteiro, um eixo, sobre o qual é aplicado um mancai de rolamento com sua carcaça. Esta unidade é então sustentada por um cabo articulado. Este cabo articulável (também denominado suporte de mandril) engata dos dois lados ao redor do mancai de rolamento com a sua carcaça e o sustenta durante o processo de enrolamento. Durante o desenrolamento da bobina no suporte de mandril, o suporte de mandril gira afastando-se do mancai de rolamento e de sua carcaça, e libera deste modo o caminho para se desenrolar a bobina.

Para se poder montar a barra de expansão com as talas e as placas de compressão para os segmentos no interior do corpo de mandril, o corpo de mandril é projetado abrindo-se na frente.

Com este tipo de construção, a barra de expansão, as talas e as placas de compressão podem ser facilmente montadas. A rigidez desta construção é suficiente para uma carga habitual.

Devido a uma tendência crescente no sentido de se laminar aços com uma dureza cada vez maior e de se enrolar estes aços, aumentam muito as exigências no tocante ao mandril dobador de um trem laminador a quente. Em comparação com um mandril dobador padrão, a carga pode facilmente atingir um valor de duas a três vezes maior.

Um exemplo para tais aços extremamente duros são as categorias de tubos de acordo com a norma americana API com o grau B e as categorias X42 a X80. Atualmente as categorias de tubos X100 a X120 se encontram em desenvolvimento e em principio de utilização. Estes materiais apresentam um desenvolvimento totalmente inédito. Eles devem satisfazer a exigência de uma resistência maior, uma melhor resistência a corrosão e um aumento na resistência a deformação (para emprego no mar).

O objetivo da presente invenção consiste, portanto, em aumentar a rigidez de um mandril dobador do tipo citado no inicio e deste modo propor um mandril dobador para o enrolamento de aços de grande dureza e de dureza extrema.

Este objetivo é atingido fazendo-se com que pelo menos uma série de talas do mandril dobador atravessem, no seu estado montado, reentrâncias no corpo de mandril, reentrâncias que são de tal modo praticadas no corpo do mandril que este pelo menos em uma de suas extremidades axiais esteja livre de reentrâncias.

É preferível que todas as talas atravessem as reentrâncias no corpo do mandril, e que estas sejam de tal modo praticadas no corpo de mandril que este na suas extremidades axiais esteja desprovido de reentrâncias.

Com a configuração do corpo de mandril de acordo com a presente invenção em que é previsto que este seja fechado do lado dianteiro e desprovido de reentrâncias, resulta -conforme poderá ainda se ver em detalhes - uma construção essencialmente mais rígida do dobador.

Pelo menos uma parte das reentrâncias podem ser projetada no corpo de mandril em forma de passagens de seção retangular.

O corpo de mandril tem em geral um contorno externo essencialmente cilíndrico. É preferível que pelo menos uma extremidade axial do corpo de mandril, de preferência as duas extremidades axiais do corpo de mandril estejam livres de reentrâncias, e, aliás, ainda mais de preferência, que uma extensão axial esteja livre de reentrâncias. Mais exatamente foi provado ser vantajoso quando se prevê que esta extensão axial tenha pelo menos 10%, de preferência pelo menos 15%, do diâmetro externo do corpo de mandril. São de preferência, dispostas quatro reentrâncias para a passagem de talas uniformemente distribuídas pela periferia do corpo de mandril.

O conceito vantajoso da presente invenção pode ser especialmente utilizado quando são atingidas medidas especiais para a montagem do mandril dobador. De acordo com elas é previsto com vantagem que pelo menos uma tala seja montada em um ponto de articulação na barra de expansão de modo articulável, sendo o eixo do ponto de articulação disposto transversalmente à direção axial da barra de expansão e sendo a extremidade da tala disposta em um entalhe praticado na periferia exterior da barra de expansão. O entalhe é, de preferência, disposto em uma extremidade axial da barra de expansão. Além disso, produz- se a possibilidade de uma montagem especialmente simples, quando se prevê ainda que o entalhe em seção radial seja de tal modo projetado que a tangente em uma das suas extremidades axiais se estende na direção axial da barra de expansão.

De acordo com a presente invenção, portanto, por meio de alterações construtivas adequadas na barra de expansão, nas talas, no corpo de mandril, assim como por meio de uma alteração do curso de montagem para permitir uma capacidade maior de carga, o corpo de mandril é projetado fechado na sua extremidade dianteira.

Com estas alterações se produzem as seguintes vantagens:

O corpo de mandril se torna como um todo mais rígido; não ocorre nenhum perfil aberto.

A ligação do prolongamento do mandril é melhorada, uma vez que se tornam possíveis seções transversais circulares parciais para o aparafusamento de sobreposição e realmente uma maior parte sobreposta aparafusada.

Pode se conseguir uma melhor centralização do prolongamento do mandril, isto é:

a) Uma superfície de centralização fechada.

b) Uma centralização com um diâmetro maior. c) Através das medidas acima, a superfície se torna maior e a construção se torna mais rígida. Deste modo pode ser reduzida a carga.

As superfícies dianteiras do corpo de mandril e do prolongamento do mandril são projetadas com uma rigidez maior (corpo de mandril uma rigidez aproximadamente 80% maior e o prolongamento de mandril aproximadamente 5% maior). Deste modo é melhorada a eficácia da sobreposição por aparafusamento.

As placas de desgaste dos segmentos do mandril se apoiam agora contra o corpo de mandril fechado e não mais através do prolongamento do mandril. Deste modo é deslocada a carga da parte sobreposta aparafusada.

Ao todo, se produz um arranjo dobador essencialmente mais estável, que é adequado para o enrolamento tanto de tiras de grande dureza como de tiras de dureza extrema.

No desenho são ilustrados exemplos de modalidades consoante a técnica anterior e consoante a presente invenção.

Nele:

A Figura 1 mostra a seção radial através de uma parte de um mandril dobador consoante a técnica anterior,

a Figura 2 mostra uma das extremidades axiais do corpo de mandril do mandril dobador consoante a Figura 1,

a Figura 3 mostra a vista B do mandril dobador consoante a Figura 2,

a Figura 4 mostra uma representação análogo à da Figura 2, do mandril dobador consoante a presente invenção,

a Figura 5 mostra a vista C do mandril dobador consoante a figura 4,

a Figura 6 mostra a seção axial de extremidade do corpo de mandril, da barra de expansão e de um segmento de um mandril dobador em seção radial consoante a técnica anterior e

a Figura 7 mostra a representação, análoga à da Figura 6, de um mandril dobador consoante a presente invenção.

Nas Figuras 1 a 3 é ilustrada uma solução já conhecida. O mandril dobador 1 ilustrado apresenta um corpo de mandril 2 projetado em forma essencialmente de um cilindro oco, no qual é disposta de modo a se deslocar na direção axial A em relação ao corpo de mandril 2 uma barra de expansão 3. Uma multiplicidade de segmentos 4 é disposta ao redor do corpo de mandril 2, de modo que eles se desloquem na direção radial, isto é de modo a se expandirem. Com o deslocamento axial da barra de expansão 3 em relação ao corpo de mandril 2, superfícies de deslizamento na barra de expansão, não ilustradas e projetadas em forma de cunha, asseguram que os segmentos 4 não sejam comprimidos radialmente para fora. Para detalhes consulte-se EP 0 413 985 BI, em que é descrita com mais detalhes esta modalidade conhecida. A retração radial dos segmentos durante o deslocamento axial da barra de expansão 3 na direção contraria é assegurada por talas 5, que são dispostas de modo articulado na barra de expansão 3 e nos segmentos 4. Esta disposição também é descrita e ilustrada em detalhes em EP 0 413 985 Bl já citada.

No corpo de mandril 2 na parte dianteira é aparafusado um eixo 14 sobre o qual é aplicado um mancai de rolamento com a sua carcaça. Na Figura 1, a superfície de aparafusamento 15 do eixo 14 (também denominado prolongamento do mandril) é indicada no corpo de mandril 2. O acolhimento para o mancai de rolamento é indicado com 16.

O eixo 14 entra em contato do lado dianteiro com os segmentos 4 através das placas de compressão 17.

A unidade como um todo é sustentada por um cabo articulado (também denominado suporte de mandril) que engata dos dois lados ao redor do mancai de rolamento com a sua carcaça (não ilustrada) e o sustenta durante o processo de enrolamento. Durante o desenrolamento da bobina enrolada o suporte de mandril gira afastando-se do mancai de rolamento com a sua carcaça e libera assim o caminho para o desenrolamento das bobinas.

Conforme se pode ver nas Figuras 2 e 3, o corpo de mandril 2 é projetado para ser aberto na frente, isto é, do lado frontal, para se poder montar a barra de expansão 3 com as talas nela fixadas 5 dentro do corpo de mandril 2. A montagem simples, portanto, é garantida por meio das reentrâncias 6 que são praticadas na extremidade axial 7 do corpo de mandril 2.

Deste modo se produz de modo inconveniente um enfraquecimento relativamente grande da extremidade axial do corpo de mandril 2, de modo que o mandril dobador tem limitada a sua rigidez. Deste modo, com um tal mandril dobador, somente é possível o enrolamento de materiais em tiras de dureza extrema em determinadas condições.

A presente invenção prevê, para contornar este inconvenientes, a solução esboçada nas Figuras 4 e 5. A extremidade axial 7 do corpo de mandril 2 neste caso é desprovida de reentrâncias 6. Estas são de preferência, previstas somente depois de uma extensão axial χ - medida na direção axial A - e são previstas em forma de perfurações que atravessam a parede de cilindro oco do corpo de mandril 2. A extensão axial χ neste caso se estende de pelo menos 10% do diâmetro externo D do corpo de mandril 2. As reentrâncias 6 têm, conforme se pode ver na Figura 4, um contorno essencialmente de formato retangular.

Para permitir uma montagem simples do mandril dobador, é prevista a seguinte configuração:

Na técnica anterior (veja Figura 6) as talas individuais 5 com uma das suas extremidades 10 são posicionadas em um ponto de articulação 8 com o eixo 9 da articulação dentro de um entalhe 11. 0 entalhe 11 tem uma seção radial com um contorno em forma de tina. As talas 5 durante a montagem afastam-se para cima, de modo que a barra de expansão 3, com as talas 5 nela fixadas, pode ser empurrada para dentro do corpo de mandril 2. A modalidade do corpo de mandril 2 aberta do lado frontal permite este movimento.

Por outro lado, uma tal montagem não é possível com a solução de acordo com a presente invenção, uma vez que o corpo de mandril 2 é fechado do lado frontal. Por este motivo o entalhe 11 para o ponto de articulação 8 da tala 5 - conforme se pode ver na figura 7 - é de tal modo praticado, que ele é disposto em uma extremidade axial 12 da barra de expansão 3. Além disso, é previsto projetar-se de tal modo o entalhe 11, observando-se em seção radial, que a tangente em uma das suas extremidades axiais 13 se estende na direção axial A da barra de expansão 3. Neste caso é possível, durante a montagem, se posicionar as talas 5 dispostas na barra de expansão 3, do modo indicado na Figura 7 com o número de referência 5' . Nesta posição a barra de expansão 3 juntamente com as talas 5 pode ser empurrada para dentro do corpo de mandril 2.

O modo de atuação da tala 5 é determinado pelos afastamentos a (veja Figura 6) e b (veja a figura 7) , respectivamente. 0 afastamento b é calculada tecnicamente de modo tal, que durante a montagem não se produzam problemas de colisão com outros componentes e que as talas 5, depois da inserção da barra de expansão 3 no corpo de mandril 2 possam ser comprimidas da posição 5' para a posição que é indicada com 5. Os componentes contíguos (especialmente no tocante ao formato e às dimensões das reentrâncias 6) são projetados eventualmente de modo correspondente.

A vantagem da modalidade proposta é, portanto, que a barra de expansão 3 juntamente com as talas 5 nela fixadas pode agora também ser facilmente montada.

O mandril dobador 1 proposto se presta de modo excelente para o enrolamento de materiais de grande dureza e de dureza extrema. Lista de números de referências:

1 Mandril dobador

2 Corpo de mandril

3 Barra de expansão

4 Segmento

5 Tala

5' Tala na posição montada

6 Reentrância 7 Extremidade axial do corpo de mandril

8 Ponto de articulação

9 Eixo do ponto de articulação

10 Extremidade da tala

11 Entalhe

12 Extremidade axial da barra de expansão

13 Extremidade axial do entalhe

14 Eixo (prolongamento do mandril)

15 Superfície de aparafusamento

16 Acolhimento para um mancai de rolamento

17 Placa de compressão

A Direção axial

χ Extensão axial

D Diâmetro externo do corpo do mandril

T Tangente

A Afastamento

b Afastamento

Claims

1. Mandril dobador (1) para enrolamento de chapas, especialmente de tiras laminadas a quente, tendo um corpo de mandril (2) projetado de preferência como um cilindro oco, uma barra de expansão (3) que pode ser ajustada em relação corpo de mandril (2) na direção axial (A) e tendo uma série de segmentos (4) que são ajustáveis radialmente em relação ao corpo de mandril (2) pelo movimento axial da barra de expansão (3), sendo entre a barra de expansão (3) e os segmentos (4) disposta uma série de talas (5) montadas de modo articulado na barra de expansão (3) e nos segmentos (4), CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos uma série de talas (5) passa, no estado montado do mandril dobador (1), através de reentrâncias (6) no corpo de mandril (2), sendo as reentrâncias (6) de tal modo praticadas no corpo de mandril (2) que este está livre de reentrâncias (6) pelo menos nas suas extremidades axiais (7) , estendendo-se um trecho dos segmentos (4) radialmente para dentro das reentrâncias (6).

2. Mandril dobador, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que todas as talas (5) passam através das reentrâncias (6) no corpo de mandril (2), sendo as reentrâncias de tal modo praticadas no corpo de mandril (2), que este é desprovido de reentrâncias (6) nas suas extremidades axiais (7).

3. Mandril dobador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos uma parte das reentrâncias (6) é projetada em forma de passagens retangulares em uma vista plana no corpo de mandril (2).

4. Mandril dobador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2 ou 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o corpo de mandril (2) apresenta um contorno externo essencialmente cilíndrico.

5. Mandril dobador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3 ou 4, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos uma extremidade axial (7) do corpo de mandril (2) , de preferência as duas extremidades axiais (7) do corpo de mandril (2) , está desprovida de reentrâncias (6) em uma extensão axial (x).

6. Mandril dobador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 ou 5, CARACTERIZADO pelo fato de que a extensão axial (x) corresponde a pelo menos 10%, de preferência a pelo menos 15% da seção transversal eterna (D) do corpo de mandril (2).

7. Mandril dobador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, CARACTERIZADO pelo fato de que as quatro reentrâncias (6) para a passagem de talas (5) são uniformemente distribuídas ao redor do corpo de mandril (2).

8. Mandril dobador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos uma tala (5) é montada de modo articulado em um ponto de articulação (8) na barra de expansão (3) , sendo o eixo (9) do ponto de articulação (8) disposto transversalmente à direção axial (A) da barra de expansão (3) e sendo a extremidade (10) da tala (5) disposta em um entalhe (11) praticado na periferia externa da barra de expansão (3).

9. Mandril dobador, de acordo com a reivindicação -8, CARACTERIZADO pelo fato de que o entalhe (11) é disposto em uma extremidade axial (12) da barra de expansão (3).

10.

Mandril dobador, de acordo com a reivindicação -9, CARACTERIZADO pelo fato de que o entalhe (11) é projetado de tal modo na seção radial, qüe a tangente (T) à sua extremidade axial (13) aponta na direção axial (A) da barra de expansão (3).