BRPI0903482A2 - máquina de estrutura linear variável para a formação de tubos - Google Patents

Abstract

Máquina (1) para a formação de tubos (2) compreendendo ao menos, em série uma com a outra, estações de formação (3, 3') compreendendo pares (8, 8') de rolos livres ("loucos") os quais fazem movimentos roto - translacionais da mesma amplitude, mas em direções opostas, e ao menos uma estação de acabamento (5) compreendendo quatro rolos (91) livres que tem um perfil cóncavo com uma curvatura constante e capazes de executar movimentos roto - transíacionais da mesma amplitude e direção de acordo com eixos a 90 <198>. os rolos (8') inferiores de cada estação (3, 3') de formação têm um perfil eliptico com uma forma de curvatura decrescente da borda externa até a borda interna de dito rolo (8'); os rolos (8) superiores da primeira estação de formação (3) têm um perfil elíptico com uma forma de curvatura crescente da borda externa até a borda interna de dito rolo (8); os rolos (8") superiores das estações de formação (3') subsequentes à primeira (3) têm um perfil circular.

Description

Máquina de estrutura linear variável para a formação de tubos.

A presente invenção refere-se a uma máquina para aformação de tubos, chamada de - "de estrutura linear variável" - a qual compreende umapluralidade de estações de formação, postas em série uma com a outra, as quaisprogressivamente dobram uma tira de folha de metal para formar um tubo, seguidas porao menos uma estação de acabamento, a qual ainda põe juntas as bordas da tiradobrada de folha de metal à vista da soldagem final.

São bem conhecidas da arte as máquinas para a formaçãode tubos por meio de dobramento contínuo de folha de metal, e compreendem, em sérieuma com a outra, uma pluralidade de estações na qual a tira de folha de metal édeformada progressivamente por pares de rolos tendo perfis casados.

Estas máquinas da arte anterior têm a desvantagem defazer necessária a troca do par de rolos quando é desejado (ou necessário) trocar odiâmetro do tubo produzido, o que leva a tempos de máquina parada menos ou maislongos os quais reduzem a produtividade da fábrica.

Para superar esta séria desvantagem, foram propostasmáquinas, para a formação de tubos, por meio de dobramento contínuo de folha de metal(tal como, por exemplo, aquela descrita na Patente Européia 1 393 830, em nome dorequerente) na qual os dois pares de rolos com perfis casados pertencentes a umaestação podem fazer movimentos roto - translacionais da mesma amplitude mas emdireções opostas, tornando possível o uso dos mesmos pares de rolos para produzirtubos cujo diâmetro cai em uma faixa de valores menos ou mais abrangentes.

O objetivo da presente invenção é o de realizar umamáquina "de estrutura linear variável" para a formação de tubos, a qual melhore odesempenho das máquinas do tipo descrito, por exemplo, pela já mencionada PatenteEuropéia, uma vez que ela possibilita a faixa de valores do diâmetro dos tubos serexpandida sem ter que trocar os pares de rolos.

O objetivo é atingido por meio de uma máquina a qual temaspectos característicos indicados na reivindicação 1, independente.

Mais outras características vantajosas da invenção formamo assunto da matéria das reivindicações dependentes.

Uma máquina para a formação contínua de tubos realizadade acordo com a invenção compreende, em série uma com a outra, estações deformação as quais progressivamente dobram uma tira de folha de metal e ao menos umaestação de acabamento a qual ainda põe juntas as bordas da tira dobrada de folha demetal visando à solda final.

Cada estação de formação compreende dois pares de rolosformadores livres ("loucos") os quais fazem movimentos roto - translacionais da mesmaamplitude mas em direções opostas, e a ao menos uma estação de acabamentocompreende quatro rolos formadores livres capazes de fazer movimentos da mesmaamplitude e direção de acordo com eixos a 90°.

O perfil dos rolos inferiores de cada uma das estações deformação é elíptico com uma curvatura decrescente da borda externa até a borda internade dito rolo, e aquele dos rolos superiores da primeira estação de formação é elípticocom uma curvatura crescente da borda externa até a borda interna de dito rolo; o perfildos rolos superiores das estações de formação subseqüentes à primeira estação (daquiem diante chamados de "estações de formação secundárias") é circular, e aquele dosrolos formadores da ao menos uma estação de acabamento é côncavo com umacurvatura constante.

O raio do perfil circular dos rolos superiores de cada umadas estações de formação secundárias corresponde preferentemente ao raio mínimo decurvatura da tira dobrada de folha de metal em correspondência à dita segunda estaçãode formação, e a curvatura do perfil côncavo dos rolos formadores da ao menos umaestação de acabamento corresponde à curvatura máxima da tira dobrada de folha demetal em correspondência à dita estação de acabamento.

Uma máquina de acordo com a invenção é chamada "deestrutura linear variável" uma vez que (como indicado de modo bastante diagramáticonas Figuras 5 e 7) torna possível produzir tubos de diâmetros diferentes pela troca dasposições recíprocas dos dois pares de rolos e aqueles de cada um dos rolos de cada par.

A invenção será agora descrita com referência a suasconfigurações puramente de exemplo (e, por isso, não limitativas) mostradas nas figurasanexas, onde:

- a Figura 1 mostra de modo diagramático uma vista em perspectiva de uma maquinapara a formação de tubos realizada de acordo com a invenção;

- a Figura 2 mostra de modo diagramático uma vista lateral da maquina da fig. 1;

- a Figura 3 mostra de modo diagramático uma vista frontal e um detalhe (Figura 3 a)ampliado da primeira estação de formação da máquina da fig. 1;

- a Figura 4 mostra de modo diagramático, ampliado, um par de rolos formadorespertencente à primeira estação de formação da fig. 3;

- a Figura 5 mostra de modo diagramático, ampliada, a posição assumida pelos doispares de rolos formadores da primeira estação de formação da fig. 3 para produzir trêstubos de diferentes diâmetros;

- a Figura 6 mostra de modo diagramático uma vista frontal e um detalhe (Figura 6 a)ampliado de uma segunda estação de formação da máquina da fig. 1;

- a Figura 7 mostra de modo diagramático, ampliada, a posição assumida pelos doispares de rolos formadores da segunda estação de formação da fig. 6 para produzir ostrês tubos de diferentes diâmetros da fig. 5;

- a Figura 8 mostra de modo diagramático uma vista frontal e um detalhe (Figura 8 a)ampliado de uma das estações de contenção situada a jusante da primeira estação deformação e de cada uma das estações de formação secundárias;

- a Figura 9 mostra de modo diagramático uma vista frontal (Figura 9 a), uma vista lateral(Figura 9 b) secionada ao longo do plano F - F da fig. 9 a e um detalhe ampliado (Figura 9 c) de uma estação de acabamento pertencente à máquina da fig. 1.

Nas figuras anexas, elementos correspondentes serãoidentificados por meio dos mesmos numerais de referência.

A Figura 1 mostra de modo diagramático uma vista emperspectiva de uma maquina (1) de acordo com a invenção para a formação de tubos (2)a qual compreende, em série uma com a outra, meios (13) de tração para a tira (4) defolha de metal (a qual entra na máquina (1) na direção da seta I), uma primeira estaçãode formação (3), estações de formação (3') secundárias, estações de contenção (12) -cada uma das quais está situada a jusante de uma estação de formação, ao menos umaestação de acabamento (5) e ao menos uma estação de solda (de per si conhecida eomitida na fig. í e 2), da qual o tubo (2) sai na direção da seta U.

Na configuração mostrada nas fig. 1 e 2, a máquina (1)compreende cinco estações de formação (3') secundárias, seis estações (12) decontenção (visível na vista lateral da fig. 2) situadas a jusante das estações de formação(3, 3') e duas estações de acabamento (5), mas, sem fugir - se do escopo da invenção, onumero de estações de formação (3') secundárias (e, conseqüentemente, daquele dasestações (12) de contenção) e de estações de acabamento (5) pode variar parasatisfazer os requisitos particulares de uma máquina (1) específica.

Os meios (13) de tração não serão descritos porque elessão de per si conhecidos. A primeira estação de formação (3) será descrita comreferência nas fig. 3 - 5, uma segunda estação de formação (3') será descrita comreferência nas fig. 6 e 5, uma estação de contenção (12) será descrita com referência nafig. 8, e uma estação de acabamento (5) será descrita com referência na fig. 9.

A Figura 2 mostra de modo diagramático uma vista lateralda maquina da fig. 1, a qual torna possível ver mais claramente as estações (12) decontenção situadas a jusante de uma estação de formação (3, 3').

A Figura 3 mostra de modo diagramático uma vista frontalda primeira estação de formação (3) da máquina (1), simétrica em relação à linha mediai,a qual compreende dois pilares verticais (31) os quais suportam duas travessashorizontais (32), deslizando ao longo dos pilares (31); ao longo de cada travessa (32)deslizam duas sapatas (33), sobre cada uma das quais se apresenta um pivô (34), o qualatua como um fulcro de rotação de uma unidade (35) que conduz um dos rolos (8, 8') deformação.

Os pivôs (34) e as unidades (35), os quais podem sermelhor vistos na fig. 3 a, não foram designados com os correspondentes numerais dereferência da fig. 3, em benefício da clareza da representação gráfica.

Esta estrutura de suporte (32, 33, 34) possibilita que oseixos dos rolos (8, 8') de formação executem um movimento roto - translacional, no planovertical, dentro da estação de formação (3) que possibilita uma considerável liberdade noposicionamento e orientação dos rolos (8, 8') de cada par, enquanto sempre os mantémem contacto um com o outro, para adaptá-los ao diâmetro do tubo a ser produzido, comoindicado esquematicamente na fig. 5, a qual mostra a posição assumida pelos dois paresnos rolos (8, 8') para três diâmetros dos tubos (2) que vem junto com os tubos (2) quepodem ser produzidos sem troca dos rolos (8, 8') de formação.

Os movimentos de deslizamento das travessas horizontais(32) ao longo dos pilares (31) e das sapatas (33) ao longo das travessas (32), e a rotaçãodas unidade (35) ao redor dos correspondentes pivôs (34) e que são da mesmaamplitude e direção oposta, acontecem ao longo de guias indicadas esquematicamentecom linhas tracejadas na fig. 3, e são realizados por meio de meios de ativação nãodescritos aqui porque são de per si conhecidos e não são explicitamente indicados na fig.3 em nome da simplicidade da representação gráfica.

A Figura 3 a mostra de modo diagramático, ampliada, a áreada primeira estação de formação (3) compreendendo os dois pares de rolos (8, 8'),suportados pelas unidades (55), as quais deformam a área mais externa da tira (4) defolha de metal.

A Figura 4 mostra de modo diagramático, ampliado, um parde rolos (8, 8') de formação, realizado de acordo com a invenção, pertencente à primeiraestação de formação (3); da fig. 4 pode se ver que o perfil dos rolos (8') inferiores éelíptico com uma curvatura decrescente da borda externa para a borda interna do rolo(8'), enquanto o perfil dos rolos (8) superiores é elíptico com uma curvatura crescente daborda externa para a borda interna do rolo (8).

As elipses às quais os perfis dos rolos (8) e (8') pertencemforam indicadas com linhas tracejadas na fig. 4.

A Figura 5 mostra de modo diagramático, ampliada, aposição assumida pelos dois pares de rolos (8, 8') de formação da primeira estação deformação (3) para produzir três tubos (2) de diferentes diâmetros que vem junto com ostubos (2) que podem ser produzidos sem troca dos rolos (8, 8') de formação; os perfiselípticos dos rolos (8) e (8') possibilitam o raio de curvatura das áreas mais externas datira (4) de folha de metal ser modificado pela modificação somente da posição eorientação dos rolos (8, 8').A Figura 6 mostra de modo diagramático uma vista frontalde uma das estações de formação (3') secundárias da máquina (1), situada a jusante daprimeira estação de formação (3), da qual ela difere essencialmente pelo fato de que osrolos (8") superiores tem um perfil circular cujo raio corresponde ao raio mínimo decurvatura - dentro da faixa de tubos (2) que podem ser produzidos sem troca dos rolos (8)e (8') - da tira (4) dobrada de folha de metal em correspondência de dita segunda estaçãode formação (3'), e pelo fato de que os pares de rolos (8, 8') de formação pertencentes àsegunda estação de formação (3') deformam a parte interna da tira (4) de folha de metal.

Os pivôs (34) e as unidade (35), melhor vistos na fig. 6 a,não foram designados na fig. 6 com os correspondentes numerais de referência em nomeda clareza da representação gráfica.

A Figura 6 a mostra de modo diagramático, ampliado, umpar de rolos (8', 8") de formação realizado de acordo com a invenção, pertencendo a umasegunda estação de formação (3'); da fig. 6 a pode ser visto que o perfil dos rolos (8')inferiores é elíptico com uma curvatura decrescente da borda externa para a bordainterna do rolo (8'), enquanto o perfil dos rolos (8) superiores é circular.

A Figura 7 mostra de modo diagramático, ampliada, aposição assumida pelos dois pares de rolos (8', 8") de formação da segunda estação deformação (3') da fig. 6 para produzir os três tubos de diferentes diâmetros da fig. 5; operfil elíptico dos rolos (8') inferiores possibilita o raio de curvatura da parte interna da tira(4) de folha de metal ser modificado pela modificação somente da posição e orientaçãodos rolos (8') e (8") formadores.

A amplitude dos movimentos roto - translacionais permitidosaos rolos de formação (8, 8') pela estrutura de suporte (32, 33, 34) e os perfis particularesdos rolos de formação (8, 8', 8") possibilitam que a faixa de valores do diâmetro dostubos, os quais podem ser produzidos sem ter que trocar os rolos de formação (8, 8', 8"),possa ser aumentada com relação às máquinas da arte anterior.

Além disso, da descrição já feita acima, fica óbvio que, namáquina da presente invenção, a tira (4) de folha de metal não é deformada por pares derolos de formação (8, 8', 8") tendo perfis que se acasalam; isto representa um aspectoóbvio capaz de diferenciar a máquina da presente invenção das máquinas da arteanterior incluindo aquela descrita na Patente Européia E P 1 393 830.

A Figura 8 mostra de modo diagramático uma vista frontalde uma das estações de contenção (12) situada a jusante das estações (3, 3') deformação.

Esta estação (12), simétrica em relação à linha mediai,consiste de duas guias (81), fixas nos pilares (31), cada uma das quais possibilita atranslaçao ao longo de um eixo inclinado de uma sapata (82) a qual suporta um rolo (83)livre, tendo um perfil côncavo, o qual guia e suporta a tira (4) de folha de metal entre duasestações de formação (3, 3') adjacentes.

As estações de contenção (12) podem ser omitidas sem quese fuja do escopo da invenção.

A parte superior de cada um dos rolos (83) apresenta umelemento (84) como uma protuberância em forma de um disco (melhor visto na fig. 8 a, aqual mostra de modo diagramático um detalhe ampliado da estação (12) de contenção),que é protuberante com relação ao corpo do rolo (83) para conter a borda (6) da tira (4)de folha de metal.

A Figura 9 mostra, de modo diagramático, uma vista (Figura9 a) frontal, e, uma vista (Figura 9 b) lateral, secionada ao longo do plano F - F da fig. 9 bde uma estação de acabamento (5) pertencente à máquina (1), a qual difere dasestações de formação (3, 3') previamente descritas essencialmente pelo fato de que cadauma das unidades (35) conduz um rolo (91) de formação atuando sobre a superfícieexterna da tira (4) dobrada de folha de metal para formar o tubo (2), pelo fato de que elaainda compreende um rolo (92), a posição do qual, entre as bordas (6) da tira (4) de folhade metal que forma o tubo (2) é ajustável por meio de uma alavanca (93) operada de umamaneira de per si conhecida.

As unidades (35), e os rolos (91) e (92), que são melhorvistos na fig. 9 c, não foram designados com os correspondentes numerais de referênciana fig. 9 a, em benefício da clareza da representação gráfica.

Os rolos (91) de formação tem um perfil côncavo, com umacurvatura constante igual ao valor máximo da curvatura apresentada pela tira (4) dobradade folha de metal em correspondência à estação de acabamento (5) durante a produçãode um dos tubos (2) que pode ser produzido sem troca dos rolos de formação (8, 8', 8")das estações de formação (3, 3'); o rolo (92) tem um perfil convexo em formato de um V.

Na fig. 9 b podem ser vistos, a tira (4) de folha de metal, umdos rolos (91) de formação, o rolo (92) inserido na tira (4) de folha de metal e a alavanca(93), a qual ajusta a posição do rolo (92).

A fig. 9 c mostra de modo diagramático um detalhe ampliadoda estação de acabamento (5) da fig. 9 a, onde os rolos (91) de formação atuando sobrea superfície externa da tira (4) de folha de metal dobrada para formar o tubo (2), e o rolo(92) situado entre as bordas (6) da tira (4) de folha de metal podem ser vistos.

Sem fugir-se do escopo da invenção, uma pessoaexperiente na arte pode fazer na máquina com estrutura linear variável acima descritatodas as modificações e melhorias sugeridas pela experiência normal e/ou pela evoluçãonatural da arte.

Claims (10)

1. Máquina (1) para a formação contínua de tubos (2)incluindo, em série entre uma com a outra, estações de formação (3, 3') capazes deprogressivamente dobrarem uma tira (4) de folha de metal e ao menos uma estação deacabamento (5) capaz de ainda pôr juntas as bordas (6) da tira dobrada (4) de folha demetal em vista à solda final, cada uma das estações de formação (3, 3') incluindo doispares (8, 8', 8") de rolos de formação livres ("loucos") capazes de conduzir movimentosroto - translacionais da mesma extensão mas em direções opostas, caracterizada pelofato de:- o perfil dos rolos (8') inferiores de cada estação (3, 3') de formação ser elíptico com umacurvatura decrescente da borda externa até a borda interna de dito rolo (8');- o perfil dos rolos (8) superiores da primeira estação de formação (3) ser elíptico comuma curvatura crescente da borda externa até a borda interna de dito rolo (8);- o perfil dos rolos (8") superiores das estações de formação (3') subseqüentes à primeiraestação de formação (3) ser circular.

2. Máquina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato da ao menos uma estação de acabamento (5) incluir quatro rolos de formação(91) livres tendo um perfil côncavo com uma curvatura constante, capazes de executarmovimentos da mesma extensão e direção de acordo com eixos a 90°.

3. Máquina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato do raio do perfil circular dos rolos (8") superiores de cada uma das estações deformação (3') subseqüentes à primeira estação de formação (3) corresponder ao raio decurvatura mínimo da tira (4) dobrada de folha de metal em correspondência de ditaestação de formação (3') subseqüente à primeira estação de formação (3).

4. Máquina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de cada estação (3, 3') de formação e da ao menos uma estação deacabamento (5) incluírem dois pilares verticais (31) que suportam duas travessashorizontais (32) deslizando o longo dos pilares (31), e, ao longo de cada uma de ditastravessas (32), deslizarem duas sapatas (33), sobre cada uma das quais estandopresente um pivô (34) que atua como um fulcro para a rotação de uma unidade (35) queconduz um dos rolos de formação (8, 8', 8"; 91).

5. Máquina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato dos pares de rolos (8, 8') de formação pertencentes à primeira estação deformação (3) deformarem as áreas mais externas da tira (4) de folha de metal, e pelo fatodo par de rolos (8', 8") de formação pertencentes às estações de formação (3')subseqüentes à primeira estação de formação (3) deformarem a parte interna da tira (4)de folha de metal.

6. Máquina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de também incluir estações de contenção (12), cada uma das quais estandosituada após uma estação (3, 3') de formação.

7. Máquina, de acordo com a reivindicação 6, caracterizadapelo fato de cada estação de contenção (12) incluir duas guias (81), fixadas nos pilares(31), cada uma das quais possibilita a translação de acordo com um eixo inclinado deuma sapata (82) que conduz um rolo (83), tendo um perfil côncavo, capaz de guiar esuportar a tira (4) de folha de metal entre duas estações de formação (3, 3') adjacentes.

8. Máquina, de acordo com a reivindicação 7, caracterizadapelo fato da parte superior de cada rolo (83) apresentar um elemento (84) do tipo de umdisco, que é protuberante desde o corpo do rolo (83), capaz de conter a borda (6) da tira(4) de folha de metal.

9. Máquina, de acordo com a reivindicação 4, caracterizadapelo fato de cada uma das unidades (35) da ao menos uma estação de acabamento (5)conduzir um rolo (91) de formação atuando sobre a superfície externa da tira (4) de folhade metal dobrada para formar o tubo (2), e pelo fato de também incluir um rolo (92) e umaalavanca (93) capaz de ajustar a posição do rolo (92) entre as bordas (6) da tira (4) defolha de metal que está formando o tubo(2).

10. Máquina, de acordo com a reivindicação 9,caracterizada pelo fato dos rolos (91) de formação terem um perfil côncavo, com umacurvatura constante e igual ao valor máximo da curvatura apresentada pela tira (4)dobrada de folha de metal em correspondência à estação de acabamento (5) durante aprodução de um dos tubos (2) os quais são possíveis de serem produzidos sem a trocados rolos de formação (8, 8', 8") das estações de formação (3, 3'), e pelo fato do rolo (92)ter um perfil convexo em formato de um V.