CN114340810A - 在管状体的轧制工艺中引导芯棒的驱动条或引导芯棒的引导设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种设备(1)，用于在具有芯棒的轧机中引导可移动元件(6)，特别是引导芯棒的驱动条(5)或芯棒。根据本发明的设备包括用于可移动元件沿着行进方向行进的支撑结构。该设备包括第一滑动件(11)和第二滑动件(12)，它们由所述支撑结构(10A)承载，并且可沿与行进方向大体上垂直的横向方向(202)滑动，其中每个滑动件承载两个邻接表面(51‑52、53‑54)用于引导可移动元件，并且其中每个滑动件在至少第一操作位置和至少第二操作位置之间可沿所述横向方向(202)移动，在到达第一操作位置时，所述邻接表面易于与第一预定直径的可移动元件接触，在到达第二操作位置时，所述邻接表面易于与第二预定直径的可移动元件接触。根据本发明，该设备包括致动装置，该致动装置在操作位置之间沿着横向方向移动滑动件，并且当到达所述操作位置之一时锁定滑动件本身。

Description

在管状体的轧制工艺中引导芯棒的驱动条或引导芯棒的引导 设备

发明领域

本发明落入管状体(tubular bodies)的轧制设施的范围内。更准确地说，本发明涉及一种用于引导芯棒或引导芯棒的驱动条(driving bar)的设备，其可用于轧制管状体。本发明还涉及包括至少一个根据本发明的引导设备的引导单元。

背景技术

制造中空体(或管状体)如无缝管的工艺是已知的。本领域中众所公知的第一种工艺是称为顶管机(push bench)的工艺，例如在专利US2083698中描述的。这种工艺包括预成型由待轧制材料制成的杯子，然后通过插入杯子中的芯棒将杯子推过一系列截面减小的轧制机架或基体。由于材料在基体(或支架)和芯棒本身之间通过期间对材料施加的压力的作用，管本身的厚度减少，随后管本身拉伸。传统上，该工艺开始时的杯子通常由适当加热的坯料制成。在轧制结束时，芯棒与如此获得的轧制管分离。在管沿着连续的通道继续行进(在此过程中，完成变形(校准、修整))之前，管的末端(称为帽)被切割。

另一种已知类型的工艺，称为CPE(交叉穿孔和拉伸)工艺，包括通过对坯料穿孔来制造起始中空体，将芯棒插入中空体中，并通过被称为卷曲(crimping)的局部变形在尖端的端部区域中将中空体机械地紧固到芯棒。相对于顶管机类型的工艺，该第二种工艺允许改善材料的出品率，同时避免丢弃帽。

上述两种工艺都提供了通过放置在芯棒后面的驱动条，相对于芯棒的行进方向，将芯棒沿轧机推动。传统上，驱动条的标称直径(或口径)与待推动的芯棒的标称直径一致。在使用中，由于温度升高，芯棒的直径可能略大于推动它的条的直径。无论如何，芯棒被推动的长度大于芯棒本身的长度。例如，考虑到最大长度为21至21.5米的毛坯的生产，芯棒加上驱动条的总长度超过45米。驱动条和芯棒组件在轧制过程中受到压缩，并且由于长度的原因，趋向于形成非常窄的杆。提供引导和控制系统，其保持待引导的元件(条和芯棒)沿着轧制方向对齐，以避免条和/或芯棒弯曲。

图1是引导单元(100)的示意图，该引导单元包括多个设备(在下文中也由表述模块表示)，每个设备配备有滑动标尺(sliding rule)，该滑动标尺被适当地成形，以便在操作冲程期间最小化芯棒和条的运动/摆动空间。换句话说，滑动标尺形成控制表面(containment surfaces)，待引导的元件在其沿着轧制轴线运动期间可以抵靠该控制表面。在图1的系统中，标识了第一节段(100A)以及第二节段(100B)，第一节段(100A)中布置有用于引导驱动条的第一系列设备，相对于条本身的行进方向，第二节段在第一节段的下游，包括第二系列的设备。第二节段(100B)的设备尤其引导驱动条和芯棒两者，直到芯棒在轧制机架或基体中的穿越完成。第二节段(100B)的模块设置有适于允许将芯棒装载到节段本身中的装置。发生实际轧制工艺的设施部分(图1中未示出)位于单元(100)的第二节段(100B)的下游。两个节段(100A、100B)被配置为使得条和芯棒沿着与轧制方向(201)一致的方向行进。

图2至图4是背景技术中已知的引导设备(以下也称为引导模块)的视图。这种模块包括锚定到地板的支撑结构(110)。该结构限定了包含轧制轴线(201)的运动平面(200)，该轧制轴线通常是水平的。支撑结构(110)包括第一部分(111)和第二部分(112)，它们相对于运动平面(200)布置在相对的侧。每个部分(111、112)承载标尺(113、114)，一个部分承载的标尺的位置相对于运动平面(200)与另一部分承载的标尺相对。控制模块还包括绕平行于运动平面(200)的旋转轴线(250)旋转的臂(150)。这种臂(150)承载第三标尺(115)，该第三标尺(115)在操作位置布置在运动平面(200)处，并且更准确地说，使得三个标尺(113、114、115)大体上彼此成120°布置，或者在任何情况下尽可能均匀地沿着要被引导的主体的周边分布。臂(150)从操作位置旋转到打开位置，当到达打开位置时，可以允许芯棒(161)插入。相同的臂(150)在图4中显示为处于上述两个位置。引导模块包括液压和/或机械锁定装置(图4中未示出)，以便将臂(150)保持在操作位置，并因此保持芯棒在三个标尺(113、114、115)之间受力。再次参考图4，当打算用于系统的第二节段(芯棒引导器)时，模块包括滑动件(162)，当臂(150)处于打开位置时，芯棒(161)可以沿着该滑动件滚动以定位在标尺(113、114)之间。

再次参考图2和图3，支撑结构(110)限定了空间(108)，驱动条连接到的头部(280)在该空间内自由移动。更准确地说，头部(280)通过使用移动装置(109)平行于轧制轴线移动，移动装置(109)通常是小齿轮齿条型的。

如上所述，由于条-芯棒单元的长度，轧制设施包括大量的这些模块。总的来说，这些标尺形成了一个引导系统，在轧制过程中，该系统受到相当大的力、冲击和振动。由于这个原因，液压锁定装置，更一般地说，所有的紧固系统，将被配置为不允许断开标尺。然而，由于所涉及的力和其表面上的滑动，标尺受到严重磨损。因此，就导引单元的显著长度(也大于40米)而言，对磨损的标尺进行维护和更换的相关费用特别大，特别是在那些规定使用不同直径(也称为口径)芯棒的设施中。

在这方面，图2和图3示出了以不同方式配备的相同引导模块，以引导具有预定直径的芯棒。特别是，从这两个图的比较中值得注意的是，随着芯棒直径的变化，标尺必然会被替换成适合该目的的其它标尺。这一方面也强烈影响管理设施所需的时间和成本，从而影响最终生产成本。事实上，每次改变芯棒的直径或每次标尺的磨损超过给定值时，都要重新配备导向模块并进行操作上的恢复。事实上，在目前的状态下，准备引导设备和在新直径上操作的时间在几十个小时的范围内。

因此，出于上述考虑，需要建立一种新的驱动条和/或芯棒的引导系统，以克服上述缺点。

概述

本发明的主要任务是提供一种能够克服上述缺点的驱动条和/或芯棒的引导设备。在该任务的范围内，本发明的一个目的是提供一种引导设备，其允许降低成本和与引导表面磨损相关的维护干预。本发明的另一个任务是提供一种功能通用的引导设备，即，其易于引导具有不同直径的驱动条和/或芯棒。本发明的又一个目的是提供一种可靠的且以有竞争力的成本容易制造的引导设备。

本发明是基于这样的一般考虑：通过使用四个邻接表面，并将这些邻接表面布置在可沿与条或芯棒(以下一般表示为可移动元件)的行进方向垂直的方向移动的滑动件上来实现上述目标。特别地，根据本发明的设备包括支撑结构，该支撑结构识别待引导的可移动元件的行进方向。支撑结构承载第一滑动件和第二滑动件，第一滑动件和第二滑动件可沿着大体上垂直于行进方向的横向方向滑动。两个滑动件中的每一个都承载有用于引导可移动元件的两个邻接表面，并且可沿着所述横向方向在至少第一操作位置和至少第二操作位置之间移动，在到达第一操作位置时，所述邻接表面易于与具有第一预定直径的可移动元件接触，在到达第二操作位置时，所述邻接表面易于与具有第二预定直径的另一可移动元件接触；根据本发明的设备包括致动装置，该致动装置在操作位置之间沿横向方向移动滑动件，然后当到达所述操作位置之一时锁定滑动件本身。

使用两个相对于待引导的元件的行进方向可横向移动的滑动件，并使用四个表面，一方面允许对邻接表面的磨损进行恢复，另一方面使设备适应芯棒直径的可能变化。邻接表面的操作位置通过可移动滑动件变得可调节，并因此适应于待引导的可移动元件的直径。

根据一个可能的实施例，第一滑动件的邻接表面相对于包含可移动元件的行进轴线的竖直参考平面与第二滑动件的邻接表面形成镜像。优选地，至少一个滑动件的邻接表面在相应的延伸平面上延伸，该延伸平面相对于包含行进方向(在下文中也由表述“行进轴线”表示)的水平参考平面倾斜。延伸平面相对于所述参考平面倾斜相同的角度，并且大体上在相同的参考平面上相交，使得邻接表面大体上以v形布置。已经看到这种解决方案如何允许元件的特别有效的引导，一方面是因为接触表面关于行进方向均匀分布，另一方面，它们相对于包含相同行进方向的竖直参考平面彼此两两形成镜像。

根据优选实施例，致动装置包括用于第一滑动件的第一移动单元和用于第二滑动件的第二移动单元。所述单元中的至少一个包括铰接机构，该铰接机构被配置为至少呈现出第一构型以及第二构型，第一构型是所述第一操作位置的特征，第二构型是所述第二操作位置的特征。致动装置还包括推进装置，用于改变所述铰接机构的构型。对铰接机构和相应推进装置的使用允许两个滑动件在两个操作位置之间快速移动，因此，设备工装(tooling)时间显著减少。

根据一个可能的实施例，用于至少一个滑动件的相应移动单元包括机械锁定元件，该机械锁定元件干预相应的铰接机构，从而将铰接机构锁定在所述第二构型中，并且使得所述铰接机构的构型仅在致动所述推进装置时能够改变。对机械锁定元件的使用在可靠性方面是特别有利的，因为铰接机构也可以在推进装置失效或故障的情况下操作(即，将相应的滑动件保持在操作位置)。

优选地，推进装置连接到连杆，并包括液压、气动或电动类型的致动器。

在一个可能的实施例中，机械锁定元件包括邻接表面，当所述铰接机构呈现出所述第二构型时，每对杠杆中的第二杠杆抵靠该邻接表面。

根据可能的实施例，至少一个所述滑动件包括可移动部分，该可移动部分承载所述邻接表面的第一邻接表面；这种可移动部分可在关闭位置和打开位置之间移动；当处于所述关闭位置时，所述第一邻接表面易于接触可移动元件，并且当处于所述打开位置时，所述第一表面占据远离行进轴线的位置，从而允许将可移动元件定位在由其他邻接表面限定的容纳空间中。

在可能的实施例中，可移动部分可围绕平行于行进轴线的旋转轴线在关闭位置和打开位置之间旋转；该设备包括至少一个旋转单元，用于在关闭位置和打开位置之间旋转可移动部分。

在一个可能的实施例中，该设备包括安装在所述滑动件的所述至少一个滑动件的相对的端部部分上的两个旋转单元，其中端部部分沿着平行于所述行进轴线的方向评估。

根据可能的实施例，旋转单元包括：

-铰接运动机构(articulated kinematism)，其被配置为至少呈现出第一构型以及第二构型，第一构型是所述可移动部分的所述关闭位置的特征，第二构型是所述可移动部分的所述打开位置的特征；

-操作元件，用于将运动机构的构型从所述第一构型改变到所述第二构型，以及从所述第二构型改变到所述第一构型。

优选地，所述旋转单元中的至少一个包括机械锁定元件，机械锁定元件作用在所述铰接运动机构上，从而将铰接运动机构锁定在所述第二构型中，并且使得铰接运动机构的构型仅在致动所述操作元件时才能够改变。

根据可能的实施例，操作元件包括致动器，并且所述铰接运动机构包括：

-主体，其铰合到所述至少一个滑动件，并铰合到所述致动器的杆，使得所述杆的平移对应于主体的旋转；

-杠杆，其铰合到滑动件的所述可移动部分，并且铰合到主体，使得当主体相对于至少一个滑动件旋转时，杠杆引起可移动部分旋转，并且因此根据方向，引起从关闭位置到打开位置的转变，或者从打开位置到关闭位置的转变。

附图说明

本发明的其他目的和优点将从以下对其示例性实施例的详细描述和附图中变得明显，附图仅是说明性的而非限制性的，其中：

-图1是已知类型的设施的示意图；

-图2和图3是已知类型的驱动条或芯棒的引导设备的示意图；

-图4是用于引导芯棒的已知类型的已知设备的示意图；

-图5和图6是根据本发明的引导设备的第一实施例和第二实施例的前截面图；

-图7是图5中所示的细节VII的放大图；

-图7A是与图5所示细节VII的替代实施例相关的视图；

-图8和图9分别是图5中的设备在第一和第二操作构型下的视图；

-图10是图6中的设备的进一步的视图；

-图11是与图6中设备的铰接运动机构的可能操作构型相关的视图；

-图11A是图11所示某些部件的详细视图；

-图12是与图11中铰接运动机构的另一可能操作构型相关的视图；

-图13和图14是在不同操作步骤期间，图6中设备的部件的组件的视图；

-图15是根据本发明的包括多个引导设备的驱动条和芯棒的引导单元的视图；

-图15A是图15中引导单元的某些部件的示意图。

附图中的相同的数字和参考字母标识相同元件或部件。

详细描述

具体参照图4至图15A，本发明涉及一种设备1、1A，用于引导芯棒的驱动条5或用于引导芯棒6。设备1、1A，包括由第一部分10A和第二部分10B限定的支撑结构10，第一部分10A和第二部分10B相对于参考平面200相反，条5和芯棒6的行进轴线201(在下文中也由表述“行进方向201”表示)作用在参考平面200上。在继续的描述中，条5和芯棒6也可以用通用术语“可移动元件5-6”来表示。

本发明的设备1包括第一滑动件11和第二滑动件12，它们分别由结构10的所述第一部分10A和所述第二部分10B承载。更准确地说，两个滑动件11、12可沿着横向方向202(即大体上垂直于竖直参考平面200和行进轴线201)滑动。滑动件11、12沿着横向方向202的运动由引导件4A、4B限定，引导件由结构10的两个部分10A、10B承载。在附图所示的实施例中，为每个滑动件11、12提供了两个引导件4A、4B。

根据本发明，两个滑动件11、12中的每一个包括用于条5和/或用于芯棒6的两个邻接表面51、52、53、54，这取决于设备1的预期功能。更准确地说，根据第一种可能的应用，邻接表面51、52、53、54仅用于引导条5，而在第二种可能的实施方式中，表面51、52、53、54依次引导芯棒6和条5。在任何情况下，每个邻接表面51、52、53、54都起到引导可移动元件(条和/或芯棒)的作用，以及起到抵抗元件本身由于重压于其上的负载而受到的弯曲/变形的作用。

根据本发明，每个滑动件11、12可沿着横向方向202在第一操作位置和第二操作位置之间移动，在到达第一操作位置时，邻接表面51、52、53、54易于与具有第一预定直径的可移动元件接触，在第二操作位置，邻接表面51、52、53、54能够与具有不同于所述第一预定直径的第二预定直径的可移动元件接触。换句话说，根据本发明，滑动件11、12的每个操作位置是可移动元件5-6的预定直径的特征。

根据本发明，设备1包括滑动件11、12的致动装置，该致动装置在所述操作位置之间移动每个滑动件11、12，并且当到达所述操作位置之一时锁定每个滑动件11、12。因此，致动装置的功能是实现使滑动件11、12沿横向方向202从所述第一操作位置移动到所述第二操作位置以及从所述第二操作位置移动到所述第一操作位置。同时，致动装置被配置为当滑动件11、12到达操作位置之一时锁定滑动件11、12，使得邻接表面51、52、53、54有效地抵抗可移动元件(条5、芯棒6)受到的弯曲载荷。

由于滑动件11、12沿着横向方向202运动的作用，设备1有利地允许具有至少两种不同直径的可移动元件被引导，而不需要运行任何工装或修改设备的构型。

致动装置可以被配置为允许邻接表面51、52、53、54也到达另外的操作位置，该另外的操作位置是要被引导的可移动元件5-6的预定直径的每个特征。这种可能性也落入本发明的范围内，即配置致动装置，使得致动装置允许滑动件11、12定位在两个极限位置之间的任何位置，所述极限位置是要被引导的可移动元件5-6的最大直径和最小直径的特征。换句话说，当两个滑动件11、12的位置包括在上述限定的两个极限位置之间时，连续调节这两个滑动件的位置的可能性落在本发明内。

根据本发明的优选实施例，第一滑动件11的至少两个邻接表面51-52相对于包含行进轴线201的竖直参考平面200与第二滑动件12的邻接表面53-54形成镜像。

根据一个可能的实施例(在图7中清楚地示出)，每个滑动件11、12的相应邻接表面51、52、53、54在延伸平面501、502、503、504上延伸，延伸平面501、502、503、504相对于包含行进轴线201的水平参考平面500倾斜。优选但不排他地，每个滑动件11、12的相应延伸平面501-502、503-504倾斜相同的角度(α1＝α2)，但是相对于水平参考平面500相反。邻接表面51、52、53、54的布置使得延伸平面501、502、503、504在参考平面500处相交。基本上，每个滑动件11、12的两个表面51-52、53-54大体上布置成V形，顶点大体上在参考平面500上。已经表明，邻接表面51、52、53、54的这种特殊布置也有助于根据本发明的设备1、1A的功能多功能性。实际上，这种布置允许邻接表面51、52、53、54在任何情况下适应芯棒6和/或条5的直径变化，从而提供四个邻接/接触点。

根据上述实施例的可能替代实施例，相对于水平参考平面500，布置在水平参考平面500下方的邻接表面51、53可能不与布置在同一平面上方的邻接表面52、54形成镜像(α1≠α2)。例如，邻接表面51、53的延伸平面501-503在参考平面500下方的倾斜角α2可以小于表面的延伸平面502-504在同一参考平面500上方的倾斜角α1。这种布置可以取决于例如头部280的尺寸，头部280承载并推动条5，这将在下面更好地说明。在任何情况下，邻接表面51-53、52-54以与上述大体上相反的方式布置(即角度α2大于角度α1)的可能性落在本发明内。

根据图7A所示的另一实施例，邻接表面51、52、53、54也可以具有曲率半径大于或等于引导元件5-6的半径的凹形形状。根据另一个实施例，两个邻接表面可以在平面上延伸，而另外两个可以是凹形的。

因此，不仅上述用于邻接表面的实施例落入本发明的范围内，而且它们的组合或用于该目的的另外的替代实施例也落入本发明的范围内。在这点上，布置在水平参考平面500上方的邻接表面可以与同一平面下方的邻接表面形成镜像或不形成镜像。

根据可能的实施例，设备1的致动装置包括用于每个滑动件11、12的移动单元301、302，用于将相应的滑动件11、12从第一操作位置移动到第二操作位置(或从第二操作位置移动到第一操作位置)。特别是，根据本发明，这样的移动单元301、302包括铰接机构21、22，铰接机构21、22至少呈现出第一构型以及第二构型，该第一构型是相应滑动件11、12的所述第一操作位置的特征，该第二构型是相应滑动件11、12的所述第二操作位置的特征。移动单元301、302还包括推进装置88，用于改变铰接机构21、22的构型，特别是在上述两种构型(第一构型和第二构型)之间。正是由推进装置88引起的铰接机构21、22的构型变化转化为相应滑动件11、12沿横向方向202在两个操作位置之间的运动。

在这点上，图8至图10示出了根据本发明的两个移动单元301、302的可能的且因此不排他的实施例。特别地，图8和图9是图5中设备1的平面图，并且允许在上面限定的两种操作构型中的每一种中注意每个移动单元301、302的铰接机构21、22的形状。更准确地说，图8示出了处于第一操作构型(滑动件11、12处于第一操作位置)的每个滑动件11、12的铰接机构21、22，而图9示出了处于第二操作构型(滑动件11、12处于第二操作位置)的相同铰接机构21、22。

第一移动单元301的铰接机构21包括第一对杠杆25、26和第二对杠杆25’、26’。对于每对杠杆，第一杠杆25、25’铰合到支撑结构10的第一部分10A，而第二杠杆26、26’铰合到相应的第一杠杆25、25’和第一滑动件11。铰接机构21还包括连杆27，连杆27将第一对杠杆的第一杠杆25连接到第二对杠杆的第一杠杆25’。连杆27起到使两个杠杆25、25’的旋转同步的作用。由于限制第一滑动件11运动的引导装置的作用，这种旋转转化为第一滑动件11沿横向方向202的平移。在图中所示的实施例中，推进装置88连接到连杆27，并包括致动器，优选为液压型。致动器88的主体88A锚定到第一支撑部分10A，而其杆88B的端部被限制到连杆27。杆88B相对于致动器本身的主体88A的相关运动导致连杆27的旋转平移以及两个杠杆25、25’的后续旋转。在图中未示出的实施例中，推进装置88可以连接到铰接机构的另一个杠杆。

如图8和图9所示，被选择来移动第二滑动件12的移动单元302具有大体上对应于上述移动单元301之一的结构。因此，以上关于第一滑动件11的移动单元301所公开的内容被认为对于第二滑动件12的移动单元302也是完全有效的。

根据第一可能的实施例，将滑动件11、12锁定在第一操作位置或第二操作位置可以由推进装置88直接致动。因此，上述液压致动器可以被配置为由于致动器自身施加的推力的作用而施加足够的力，以将相应的滑动件11、12保持在先前达到的操作位置。

根据本发明的优选实施例，用于两个滑动件11、12中的每一个的相关移动单元301、302包括第一机械锁定元件70A和第二机械锁定元件70B，第一机械锁定元件70A和第二机械锁定元件70B作用在铰接机构21、22上，将铰接机构锁定在相应的操作构型中(即，将滑动件锁定在相应的操作位置中)，并因此防止可能由作用在芯棒6或条5上的力引起的构型的任何变化。换句话说，每个机械锁定元件70A、70B起到防止相应的滑动件11、12从占据的操作位置移动的作用，除非这种移动是由上述推进装置88引起的。

在图8和图9所示的实施例中，每个机械锁定元件70A和70B包括邻接表面71A、71B，邻接表面71A、71B在大体平行于横向方向202的平面205上延伸。参考图8，当铰接机构21、22占据第一操作位置时，所述成对杠杆25-26之一的第二杠杆26抵靠第一机械锁定元件70A的邻接表面71A。参照图9，当铰接机构21、22占据第二操作位置时，所述成对杠杆中的另一对杠杆的第二杠杆26抵靠第二机械锁定元件70B的邻接表面71B。

在任何情况下，每个邻接表面71A、71B防止相应的第二杠杆26、26’的旋转，该旋转将由作用在可移动元件5-6上的力引起。这种力确实会使相应的滑动件11、12沿着横向方向202远离行进轴线201移动，并因此改变铰接机构21、22的构型。有利的是，这些力反而被释放到邻接表面71A上，并因此被释放到支撑结构10上。事实上，由于邻接表面71A的作用，铰接机构21、22在第二操作构型中自动锁定。这种情况增加了根据本发明的设备1的可靠性，因为将滑动件11、12锁定在操作位置是机械类型的，因此不指定给沿着横向方向202推动滑动件11、12的装置(即推进装置88)。因此，在推进装置88故障或失效的情况下，也确保了可移动元件5-6的引导。这导致推进装置88的尺寸仅改变铰接机构21、22的构型，即推动相应的滑动件11、12。

再次参考图8和图9，下面描述所示设备的两个滑动件11、12的移动原理。图9中的滑动件11、12占据第二操作位置。值得注意的是，在这种构型中，致动器88的杆88B大体上缩回致动器本身的主体中。由于连杆27的作用，每对杠杆的杠杆25-26和25’-26’具有相对于各自的旋转轴线来评估的相同的角度位置。特别地，值得注意的是，每对杠杆的杠杆25-26和25’-26’的旋转轴线在第一操作位置没有对齐，而是它们标识了穿过杠杆自身的旋转中心的第一虚线Z1。

致动器88的致动，即其杆88B的退出，导致连杆27的运动，并因此导致每对杠杆25-26和25’-26’的同步旋转。参照图8，每对杠杆25-26和25’-26’的第一杠杆25、25’绕其旋转轴线逆时针方向(图8中的箭头W₁)旋转，从而导致相应的第二杠杆26、26’顺时针方向(图8中的箭头W₂)旋转。直到相应的滑动件11、12到达第二操作位置(图9)，杠杆的运动完成，在该位置，第二杠杆26’与第二机械锁定元件70A的邻接表面71B接触，从而将铰接机构21、22锁定在所达到的构型。值得注意的是，用于每对杠杆25-26和25’-26’的杠杆25-26和25’-26’的旋转轴线在第一操作位置也不对齐，而是它们标识了穿过杠杆本身的旋转中心的不同于第一虚线(Z1)的第二虚线Z2。还值得注意的是，每对杠杆25-26和25’-26’的对应两个杠杆在第二操作位置和第一操作位置之间通过时呈现出中间位置，由此所述旋转轴线对齐。

从图8和图9的比较中可以注意到从第二操作位置移动到第一操作位置之后，两个滑动件11、12之间的现有距离(沿着横向方向201评估的距离)的变化(从T₁到T₂)。距离T₁、T₂是相对于滑动件11、12的两个点评估的，这两个点相对于包含行进轴线201的竖直参考平面200形成镜像。在图8所示的构型中，这样的距离T₁小于在第二操作位置评估的距离T₂。显然，距离值取决于杠杆25-26和25’-26’的构型，更一般地说，取决于铰接机构21、22的构型。

图8和图9示出了设备1如何容易地适于在具有至少两种不同标称直径的可移动元件5-6上操作。具体而言，上述实施例不仅允许从一个操作构型快速转变到另一个操作构型，而且同时允许在铰接机构21、22的构型改变后，滑动件11、12在两个操作位置中的每个位置自锁。

有利地，在图中所示的上述实施例中，根据本发明的设备1可以适于在可移动元件5-6上操作，该可移动元件5-6的直径落在标称直径周围的范围内(至少在毫米的数量级)，该标称直径是所述操作位置的特征。这种适配可以通过改变锁定元件70A、70B的邻接表面71A、71B的厚度来完成，或者更一般地，通过沿着平行于行进轴线201的方向改变相同邻接表面71A、71B的位置(即，这种表面在其上延伸的平面205的位置)。本质上，通过改变邻接表面71A、71B的位置，当到达相应的操作位置时，由杠杆的旋转轴线标识的虚线Z1-Z2的路线可以改变。

因此，值得注意的是，邻接表面71A、71B的厚度变化，或其纵向位置的变化，实际上是使设备1、1A适应引导具有接近公称直径之一的值的公称直径的可移动元件5-6所需的唯一操作。因此，相对于背景技术设备1、1A的适应性更强，因此更容易管理。这种多功能性导致了停机时间的显著减少，因此提高了设备1、1A本身在其中运行的设施的生产力。

根据一个可能的实施例(也在图6中示出)，第一滑动件11包括承载所述邻接表面之一(以下称为第一邻接表面51)的部分13，该部分13可在关闭位置和打开位置之间移动，优选可在关闭位置和打开位置之间旋转。在该实施例中，根据本发明的设备由1A表示，并且优选用于引导芯棒6，在任何情况下，它也能够用于引导条5。

在关闭位置，第一邻接表面51(由部分13承载)位于适于引导可移动元件5-6的位置。基本上，在关闭位置，第一邻接表面51与其他邻接表面52、53、54一起界定容纳空间SP(芯棒6定位在其中)(如图13所示)。在打开位置，邻接表面51定位在远离其它邻接表面52、53、54的位置，以便限定开口，该开口用于将芯棒6装载在容纳空间SP中。容纳空间SP在任何情况下都保持由其他三个邻接表面52、53、54限定。基本上，部分13被制成可移动的，以允许芯棒6装载/插入容纳空间。如下所示，该操作可以通过机械臂或使用装载滑动件来执行。

根据优选实施例，可移动部分13可围绕平行于行进方向201的纵向轴线220在关闭位置和打开位置之间旋转。在这点上，根据本发明的设备1包括至少一个旋转单元401、402，用于在关闭位置和打开位置之间旋转所述第一可移动部分13。

根据图10所示的可能实施例，当沿着行进方向201评估第一滑动件11的相对的端部部分时，设备1包括安装在这种端部部分11A、11B上的两个旋转单元401、402。值得注意的是，图10所示的设备(本质上对应于图8和图9所示的设备减去第一部分13的旋转单元401、402)显然不在图8和图9所示的设备中。因此，图8-图9中的设备优选地用于引导条5，该条不需要装载在设备1中，因为它被推进和牵引装置(例如从背景技术中已知的类型)沿着行进方向201向前推动或拉回。

优选地，两个旋转单元401、402具有相同的构型。根据图11和图12所示的优选实施例，每个旋转单元401、402包括至少一个铰接运动机构，该铰接运动机构被配置为至少呈现出第一构型以及第二构型，第一构型是所述可移动部分13的所述关闭位置的特征，第二构型是所述可移动部分13的所述打开位置的特征。以下是对第一旋转单元401的形状的描述，但是以下考虑对于第二旋转单元402也是必要的。

第一旋转单元401还包括操作元件410，用于将运动机构的构型从第一构型改变到第二构型以及从第二构型改变到第一构型。操作元件410优选为液压、气动或电动类型的致动器，该致动器可操作地连接到运动机构的一个构件，以便改变其位置，从而引起构型变化。操作元件410安装在第一滑动件11上，并且显然在沿着横向方向202从第一操作位置移动到第二操作位置以及从第二操作位置移动到第一操作位置期间，与滑动件本身以及整个运动机构保持一体。

再次参考图11和图12，在第一旋转单元401的优选实施例中，铰接运动机构包括铰合到第一滑动件11的主体61，优选地以便围绕平行于可移动部分13的旋转轴线的第一旋转轴线451旋转。操作元件410连接到主体61，以便引起围绕第一旋转轴线451的旋转。主体61优选地在第二旋转轴线452处铰合在形成操作元件410的致动器的杆处，使得主体61的旋转与杆的平移相对应。

运动机构还包括杠杆62，杠杆62铰合到第一滑动件11的可移动部分13，并分别在第三旋转轴线453和第四旋转轴线454处铰合到主体61。由操作元件410引起的主体61围绕第一旋转轴线451的旋转通过杠杆62转化为可移动部分13围绕纵向轴线220的旋转，并且因此依据方向，转化为从关闭构型(图11)到打开构型(图12)的转变，或者从打开构型到关闭构型的转变。

参考图11，在关闭构型中，杠杆62与邻接表面87接触，杠杆62的一部分靠近第四旋转轴线454，邻接表面87与结构10成一体。在这种构型中，第四旋转轴线454不沿着连接第一旋转轴线451和第三旋转轴线453的方向L定位，而是处于与这种连接方向不对齐的位置。这种情况在图11A的示意图中清楚地示出，其中注意到杠杆62和邻接表面87之间的接触。这种接触防止了在芯棒6的引导过程中由作用在芯棒6上的力引起的可移动部分13的可能的旋转(由图11A中的箭头R1指示)。实际上，邻接表面51上可能的径向力(由图11中的F1表示)将导致可移动部分13绕纵向轴线220旋转(逆时针方向)。邻接表面87防止这种旋转，因为它锁定第二杠杆62的旋转，并因此锁定同一可移动部分13的旋转。事实上，杠杆62和邻接表面87之间的接触导致运动机构在关闭位置自锁。邻接表面87形成机械锁定元件，一旦到达对应于关闭位置的位置，该机械锁定元件防止改变其构型，除非存在操作元件410的干预。

再次参考图11和图12，在操作元件410致动之后(特别是，在致动器的杆缩回之后)，主体61围绕第一旋转轴线451顺时针方向旋转，从而引起杠杆62的旋转平移。杠杆62牵引滑动件11的可移动部分13，从而引起围绕纵向轴线220的旋转。值得注意的是，在图11的情况下，由主体61牵引旋转的杠杆62绕第三旋转轴线453逆时针旋转，并导致可移动部分13绕纵向轴线220旋转。特别地，由于主体61的牵引和第四旋转轴线454占据的位置(相对于方向L未对准)的影响，可移动部分13最初(围绕轴线220)沿逆时针方向朝容纳空间SP旋转几度，然后沿顺时针方向(再次围绕轴线220)旋转，以便自由进入容纳空间SP。

如上所述，可移动部分13从关闭位置到打开位置的旋转是为了允许芯棒6装载在容纳空间SP中。由于这个原因，这是在没有芯棒的情况下进行的，或者是在条5的向后牵引过程中进行的，也就是说，在无论如何都允许向容纳空间顺时针方向的初始旋转的条件下。

同样，从图11和图12中值得注意的是，旋转单元401的铰接运动机构的部件安装在平面P1上，该平面相对于滑动件11在其上移动(横向方向202)的移动平面P0大体上倾斜。在任何情况下，铰接运动机构以不同于所描述的方式配置的可能性，以及在任何情况下根据不同于图中所示的布置安装在滑动件11上的可能性，都落在本发明的范围内。

再次参考图11和图12，值得进一步注意的是，运动机构的部件(特别是操作元件410和邻接表面87)安装在通过可移除的连接元件(未示出)连接到滑动件11的块701、702上。此外，该技术方案仅仅是本发明的一个可能的实施例，因此不是唯一的实施例。

图13和图14依次示出了芯棒6在由邻接表面51、52、53、54限定的容纳空间SP中的装载步骤。为此，这些图用虚线示出了包括倾斜表面V1的滑动件V，芯棒6可以沿着该倾斜表面滑动或滚动，直至落入容纳空间SP中。为了简单起见，这些图仅示出了滑动件11、12，而省略了承载它们的支撑结构。可移动部分13在图13和图14中都显示为处于打开位置。

芯棒6通过合适的提升装置定位在滑动件V上(见图13)，使得当可移动部分13处于打开位置时，芯棒6可以落入一直由邻接表面52、53、54限定的容纳空间SP中(见图14)。

在一个可能的实施例中，滑动件V可以由将芯棒6定位在容纳空间SP中的一个或更多个机械臂代替。机械臂的使用简化了设施的设计，并保护邻接表面52、53、54免受冲击。通过使用机械臂，芯棒6可以伴随进入容纳空间SP中，并因此与邻接表面52、53、54接触。

因此，本发明还涉及用于引导管状体的轧制设施的驱动条5和芯棒6的单元600。参考图15和图15A，根据本发明的单元600包括用于引导条5的第一节段600A和用于引导芯棒6和条5本身的第二节段600B。相对于条和芯棒的行进方向201，第二节段600B在第一节段600A的下游。轧机位于第二节段600B的下游，在该轧机中，根据其本身已知的原理，在将芯棒6插入中空管中之后加工中空管。具体而言，图15示出了中空管7位于其中的轧机的入口节段700。每个节段600A、600B包括多个根据本发明的设备。

根据优选实施例，第二节段600B的设备(在图15中由数字1A表示)是图6所示的类型，即包括旋转单元401、402，用于在关闭位置和打开位置之间移动承载一个邻接表面51的可移动部分13。因此，根据上述原理，芯棒6可以有利地插入容纳空间中。

第二节段600B的长度(沿行进方向201评估)大于或等于芯棒6的长度。在所示的情况下，使用机械臂将芯棒6定位在由每个引导设备限定的容纳空间SP中。

如上所述，根据已知的原理，驱动条5通过牵引装置被限制到沿着行进方向201移动的头部280，该牵引装置优选为齿轮齿条型(在图15A中由字母P和C表示)。在将芯棒6装载到第二节段600B期间，条5完全布置在第一节段600A中。一旦芯棒6的装载完成，牵引装置P、C被致动，这导致条5沿着移动方向201行进。条5推动芯棒，芯棒可以部分在中空体(抑制部(check))中或者在中空体外部，并且因此条5沿着轧机推动芯棒，在这种情况下，也是根据本身已知的工艺。一旦芯棒6完全处于中空体中，牵引装置将条5带回第一节段600A，以便为连续推进做好准备。

根据优选实施例，第一节段600A的设备(由图15中的数字1表示)是图5所示的类型，即不包括用于移动承载着一个邻接表面的可移动部分13的旋转单元401、402。以不同于第二节段600B的方式，第一节段600A不需要在每个操作周期装载可移动元件。然而，根据优选实施例，紧邻第二节段600B的第一节段600A的某些设备(由1A表示)也可以是图6所示的类型。通过这种解决方案，设置有可移动部分13的模块可以有利地用于执行更换驱动条5的操作，众所周知，该操作至少在每次轧制设施操作的芯棒6的直径变化时执行，其中根据本发明提供了引导单元600。实际上，驱动条5的更换首先通过将设备1A的可移动部分13移动到打开位置，然后用待使用的条更换所使用的条来进行。

根据本发明的引导设备允许完全免除任务和预设目标。特别地，根据本发明的设备的构型允许邻接表面的磨损得到恢复，并且因此通过显著减少停机时间来增加设施的产量。同时，根据本发明的设备可操作地适应芯棒直径的可能变化，有利于减少机器设定时间。总的来说，根据本发明的设备允许简化和高度控制工装的频率，因此降低了与引导条和/或芯棒相关的轧制设施的管理成本。

Claims (17)

1.一种用于在具有芯棒的轧机中引导可移动元件(5-6)的设备(1、1A)，其中所述可移动元件是芯棒的驱动条(5)或芯棒(6)，其中所述设备(1)包括支撑结构(10)，所述支撑结构限定了所述可移动元件(5-6)的行进方向(201)，其特征在于，所述设备(1、1A)包括第一滑动件(11)和第二滑动件(12)，所述第一滑动件(11)和所述第二滑动件(12)由所述支撑结构(10)承载，并且能够沿着大体上垂直于所述行进方向(201)的横向方向(202)滑动，其中所述滑动件(11、12)中的每个承载两个邻接表面(51-52、53-54)以用于引导所述可移动元件(5-6),所述滑动件(11、12)中的每个在至少第一操作位置和至少第二操作位置之间能够沿着所述横向方向(202)移动，其中当到达所述第一操作位置时，所述邻接表面(51-52、53-54)易于与第一预定直径的可移动元件接触，当到达所述第二操作位置时，所述邻接表面(51-52、53-54)易于与第二预定直径的可移动元件接触，所述设备(1、1A)包括致动装置，所述致动装置使所述滑动件(11、12)在所述操作位置之间沿着所述横向方向(202)移动，并且当到达所述操作位置中的一个操作位置时锁定所述滑动件(11、12)。

2.根据权利要求1所述的设备(1、1A)，其中，所述第一滑动件(11)的所述至少两个邻接表面(51-52)相对于包含所述行进方向(201)的竖直参考平面(200)与所述第二滑动件(12)的所述邻接表面(53-54)形成镜像。

3.根据权利要求1或2所述的设备(1、1A)，其中，用于所述滑动件(11、12)中的至少一个的所述邻接表面(51-52、53-54)在相对于包含所述行进方向(201)的水平参考平面(500)倾斜的相应延伸平面(501-502、503-504)上延伸，其中，所述延伸平面(501-502、503-504)相对于所述参考平面(500)倾斜了相同的角度(α)，并且大体上在所述参考平面(500)上相交，使得所述邻接表面(51-52、53-54)大体上布置成V形。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备(1、1A)，其中，所述致动装置包括用于所述第一滑动件(11)的第一移动单元(301)和用于所述第二滑动件(12)的第二移动单元(302)，其中所述移动单元(301、302)中的至少一个包括：

铰接机构(21、22)，其被配置为至少呈现出第一构型以及第二构型，所述第一构型是所述第一操作位置的特征，所述第二构型是所述第二操作位置的特征；

推进装置(88)，其用于改变所述铰接机构(21、22)的构型。

5.根据权利要求4所述的设备(1、1A)，其中，所述铰接机构(21、22)包括：

第一对杠杆(25、26)和第二对杠杆(25’、26’)，并且其中，对于每对杠杆，第一杠杆(25、25’)铰合到所述支撑结构(10)的第一部分(10A)，第二杠杆(26、26’)铰合到所述第一杠杆(25、25’)，并且铰合到所述相应的滑动件(11、12)中的一个；

连杆(27)，其将所述第一对杠杆(25-26)中的所述第一杠杆(25)连接到所述第二对杠杆(25’-26’)的所述第一杠杆(25’)，其中所述连杆(27)使所述第一杠杆(25、25’)的旋转同步，并且

其中所述推进装置(88)连接到所述连杆(27)或连接到所述杠杆(25、26、25’、26’)中的一个。

6.根据权利要求4或5所述的设备(1、1A)，其中，用于所述滑动件(11、12)中的至少一个的所述相应的移动单元(301、302)包括机械锁定元件(70A、70B)，所述机械锁定元件(70A、70B)干预相应的铰接机构(21、22)，从而将所述铰接机构(21、22)锁定在所述第一构型或所述第二构型中，并且使得所述铰接机构(21、22)的构型仅在致动所述推进装置(88)时才能够改变。

7.根据权利要求5所述的设备(1、1A)，其中，所述推进装置(88)连接到所述连杆(27)，并且包括液压、气动或电动类型的致动器。

8.根据当向回参照权利要求5时的权利要求6所述的设备(1、1A)，其中，所述机械锁定元件(70A、70B)包括邻接表面(71A、71B)，当所述铰接机构(20、22)呈现出所述第二构型时，每对杠杆(25-26、25’-26’)中的所述第二杠杆(26、26’)抵靠所述邻接表面(71A、71B)。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的设备(1A)，其中，所述滑动件(11)中的至少一个包括承载所述邻接表面(51、52、53、54)中的第一邻接表面(51)的可移动部分(13)，其中所述可移动部分(13)能够在关闭位置和打开位置之间移动，当处于所述关闭位置时，所述第一邻接表面(51)易于接触所述芯棒(6)，并且其中，在所述打开位置，所述第一表面(51)占据远离所述行进方向(201)的位置，从而允许将所述芯棒(6)定位在由所述其他邻接表面(52、53、54)限定的容纳空间(SP)中。

10.根据权利要求9所述的设备(1A)，其中，所述可移动部分(13)能够围绕平行于所述行进方向(201)的旋转轴线(220)在所述关闭位置和所述打开位置之间旋转，所述设备(1A)包括至少一个旋转单元(401、402)，用于使所述可移动部分(13)在所述关闭位置和所述打开位置之间旋转。

11.根据权利要求10所述的设备(1A)，其中，所述设备(1)包括两个旋转单元(401、402)，所述旋转单元(401、402)安装在所述滑动件(11)中的所述至少一个滑动件的相对的端部部分(11A、11B)上，其中所述端部部分(11A、11B)沿着平行于所述行进方向(201)的方向评估。

12.根据权利要求10或11的设备(1A)，其中，所述至少一个旋转单元(401、402)包括：

铰接运动机构，其被配置为至少呈现出第一构型以及第二构型，所述第一构型是所述可移动部分(13)的所述关闭位置的特征，所述第二构型是所述可移动部分(13)的所述打开位置的特征；

操作元件(410)，其用于将所述运动机构的构型从所述第一构型改变到所述第二构型以及从所述第二构型改变到所述第一构型。

13.根据权利要求12所述的设备(1A)，其中，所述运动单元(401、402)中的所述至少一个运动单元包括机械锁定元件(87)，所述机械锁定元件作用在所述铰接运动机构上，从而将所述铰接运动机构锁定在所述第二构型中，并且使得所述铰接运动机构的构型仅在致动所述操作元件(410)时才能够改变。

14.根据权利要求12或13所述的设备(1A)，其中，所述操作元件(410)包括致动器，并且其中，所述铰接运动机构包括：

主体(61)，其铰合到所述至少一个滑动件(11)并铰合到所述致动器的杆，使得所述杆的平移对应于所述主体(61)的旋转；

杠杆(62)，其铰合到所述滑动件(11)的所述可移动部分(13)并且铰合到所述主体(61)，使得当所述主体(61)相对于所述至少一个滑动件(11)旋转时，所述杠杆(62)引起所述部分(13)旋转，并且因此根据所述方向，引起从所述关闭位置到所述打开位置的转变，或者从所述打开位置到所述关闭位置的转变。

15.根据当从属于权利要求13时的权利要求14所述的设备(1A)，其中，所述锁定元件(87)包括邻接表面，当所述铰接运动呈现出所述第二构型时，所述杠杆(62)抵靠所述邻接表面。

16.一种用于在芯棒轧制设施中引导可移动元件(5-6)的单元(600)，其中所述可移动元件是芯棒的驱动条(5)或芯棒(6)，并且其中，所述单元包括用于引导所述条(5)的第一节段(600A)和用于引导所述芯棒(6)和所述条(5)的第二节段(600B)，其特征在于，所述节段(600A、600B)中的至少一个节段包括至少一个根据权利要求1至15中任一项所述的设备(1、1A)。

17.根据权利要求16所述的单元(600)，其中，

所述第二节段(600B)包括多个根据权利要求9至14中一项或更多项所述的设备(1A)；

所述第一节段(600A)包括至少一个根据权利要求9至14中一项或更多项所述的设备(1A)，其中所述至少一个设备邻近所述第二节段(600B)。

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