ES2237701T3 - Caja de laminacion universal con control de la separacion entre cilindros. - Google Patents
Caja de laminacion universal con control de la separacion entre cilindros.Info
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Abstract
Caja de laminación universal con control de la distancia entre cilindros, que comprende unos cilindros superior (2) e inferior (3) con un eje horizontal que define un plano de laminación, estando asociados dichos cilindros superior (2) e inferior (3) a las respectivas primeras ampuesas (4, 5) y comprendiendo por lo menos un cilindro con un eje vertical (14, 15) provisto de sus propias segundas ampuesas (16, 17) de posicionado y guiado, comprendiendo además dicha caja un cierto número de bastidores (22, 23, 24, 25) para el posicionado y el guiado de dichas primeras (4, 5) y segundas (16, 17) ampuesas, y una pluralidad de tirantes (6, 7, 6¿, 7¿, 18, 18¿, 19, 19¿) que están cada uno de ellos anclado a dichos bastidores y conectados de forma operativa a dichas primeras y segundas ampuesas, estando asociados dichos tirantes con medios para la regulación y el posicionado de dichas primeras y segundas ampuesas, estando situados dichos medios en cada extremo de dichos tirantes (6, 7, 6¿, 7¿, 18, 18¿, 19, 19¿), caracterizada porque a) dichos medios para la regulación y el posicionado de dichas primeras ampuesas (4, 5) comprenden cilindros hidráulicos de accionamiento de doble acción (8, 8¿, 9, 9¿), para regular y posicionar dichos cilindros superior (2) e inferior (3), b) dichos cilindros hidráulicos de accionamiento (8, 8¿, 9, 9¿) asociados con las primeras ampuesas (4, 5) están conectados por medio de los elementos transversales de conexión (10, 11) que actúan como soporte de las primeras ampuesas, c) las juntas esféricas (12, 13) están situadas entre dichos elementos transversales de conexión (10, 11) y las respectivas primeras ampuesas (4, 5).
Description
Caja de laminación universal con control de la
separación entre cilindros.
La presente invención se refiere a un proceso y a
una caja universal de laminación con control de la separación entre
cilindros.
Las cajas de laminación universales se utilizan
principalmente en la fabricación de perfiles laminados con bordes
curvados, de vigas en T y de vigas en H. Las cajas de laminación
universales se componen generalmente de un par de cilindros de eje
horizontal y uno o dos cilindros de eje vertical situados a un lado,
o a ambos lados de los cilindros de eje horizontal (ver por ejemplo
el documento US-A-6 021 656).
Uno de los tipos de cajas de laminación
universales de la técnica anterior, comprende una estructura de
soporte de los cilindros compuesta por dos elementos de conexión
monobloque, paralelos a los ejes de los cilindros horizontales que
se unen a los bastidores laterales de la caja. A su vez, los
bastidores soportan los ampuesas que comprenden los cojinetes para
el soporte y la rotación de los cilindros de eje horizontal. En
cambio, los cilindros de eje vertical están montados sobre ampuesas
situadas entre las columnas de los bastidores, entre las ampuesas de
los cilindros de eje horizontal.
Uno de los problemas que deben resolverse en
este tipo de cajas es cómo encontrar el compromiso adecuado entre la
rigidez de la estructura de las cajas que reaccionan a los esfuerzos
generados durante las operaciones de laminación, y su ligereza y su
simplicidad constructiva, con el fin de permitir las operaciones de
mantenimiento y la sustitución de piezas desgastadas de las cajas o
de las cajas completas en el tiempo más corto posible, con el fin de
reducir los tiempos de parada.
En el pasado, para acelerar el cambio de
cilindros o las operaciones de mantenimiento, así como para reducir
el tiempo necesario para cambiar las cajas de laminación, se han
propuesto diversos tipos de soluciones.
La patente italiana según el documento
IT-UD92A000110 describe una caja de laminación
universal con unos bastidores compuestos de elementos comunes con un
husillo roscado que garantiza la regulación de la distancia entre
los centros de los cilindros, En esta caja, el movimiento de
rotación del husillo roscado se transforma en un movimiento
transversal de los soportes que sostienen los ampuesas de los
cilindros horizontales.
La patente según el documento
IT-UD92A
000022, describe un sistema para ajustar el cierre de los cilindros verticales que puede ser instalado en una caja universal en combinación con la estructura de soporte para los cilindros horizontales descrita en el documento IT-UD92A000110.
000022, describe un sistema para ajustar el cierre de los cilindros verticales que puede ser instalado en una caja universal en combinación con la estructura de soporte para los cilindros horizontales descrita en el documento IT-UD92A000110.
La patente
US-A-4.918.964, describe una caja
universal equipada con sistemas de tipo hidráulico para la
regulación de la separación entre cilindros. Los cilindros
hidráulicos son de un solo efecto y se aplica uno en cada una de las
ampuesas del cilindro horizontal superior y en cada uno de los
cilindros verticales.
El principal problema presentado por estos tipos
de cajas es el de reducir la deformación producida bajo carga,
permaneciendo dentro de los límites de las tolerancias exigidas por
los procesos que deben ser llevados a cabo con estos tipos de
cajas.
Las deformaciones más corrientes que se producen
en estos tipos de cajas son las derivadas de la variación de la
distancia entre cilindros, causadas por la deformación de los
elementos elásticos que constituyen la caja, cuando se introduce la
barra y cuando se suelta la misma barra.
El principal objetivo de la presente invención
es el de solucionar los inconvenientes antes descritos, dando a
conocer una caja de laminación universal con un control de la
separación entre los cilindros y que presenta una mayor rigidez y
unas características dinámicas mejoradas.
Otro objetivo de la invención es el dar a conocer
una caja del tipo anteriormente mencionado que permite una
disminución del desgaste de sus componentes, una reducción del
número y tipo de las operaciones manuales y una simplificación de la
estructura.
Estos objetivos, junto con otros que quedarán
claros con la siguiente descripción, se alcanzan mediante una caja
de laminación universal con control de la separación entre cilindros
que tiene las características de la reivindicación 1.
Gracias a estas características de la caja de
laminación universal, los dos pares de tirantes que soportan los
esfuerzos de la laminación tienen una longitud más reducida y unas
dimensiones más reducidas porque las cámaras hidráulicas de trabajo
relacionadas con los cilindros horizontales, están situadas muy
cerca del eje de los propios cilindros. La disposición de las
cámaras de trabajo prevista para la nueva caja de laminación
universal permite que los esfuerzos generados durante la laminación
sean mantenidos dentro de un camino más corto que el de las cajas de
laminación tradicionales con bastidores que forman un bucle cerrado
de fuerzas. En general, ello da como resultado un aumento de la
rigidez de toda la caja.
Gracias a una forma de realización
particularmente ventajosa de la caja de acuerdo con la invención,
una unión esférica situada entre los elementos de conexión
transversales de los cilindros de accionamiento de forma solidaria
con estos últimos y con las ampuesas de los cilindros horizontales,
permite que las ampuesas se inclinen siguiendo el eje de los
tirantes. De esta forma, incluso si los cilindros están sometidos a
los esfuerzos de laminación y las ampuesas tienden a inclinarse, los
tirantes permanecen rectos. De esta manera, solamente se ejercen
esfuerzos axiales y no radiales en los cilindros de accionamiento
con el resultado de un aumento de la duración de las juntas de los
mismos cilindros de accionamiento.
En comparación con las soluciones tradicionales
que utilizan pernos tensores que giran alrededor de su propio eje
para regular la distancia entre centros de los cilindros de
laminación, los cilindros de accionamiento hidráulicos permiten la
utilización de pernos no giratorios o tirantes. Esto ofrece la
ventaja de que los tirantes pueden ser fabricados con un diámetro
mayor, con una sección cuadrada en su zona central que aumenta
todavía más la rigidez de estos elementos. Además, las juntas
asociadas a los tirantes están sometidas todas ellas a esfuerzos
estáticos, de manera que su eficiencia y su duración aumentan con
respecto a las juntas rotativas utilizadas en otras soluciones
conocidas.
La utilización de servomotores hidráulicos
de
doble acción, con un doble eje, permite una mejora del comportamiento dinámico de la caja porque los tiempos de respuesta del servomotor y los tiempos de ajuste y para introducir y para soltar la barra quedan considerablemente reducidos y se mejoran las tolerancias que pueden obtenerse en el producto. Unas ventajas adicionales relacionadas con la utilización de los cilindros de accionamiento consisten en el hecho de que la rigidez del cilindro del servomotor de accionamiento de doble acción es el doble que la de los cilindros de accionamiento único y que se han eliminado los cilindros exteriores adicionales de compensación y sus correspondientes controles hidráulicos.
doble acción, con un doble eje, permite una mejora del comportamiento dinámico de la caja porque los tiempos de respuesta del servomotor y los tiempos de ajuste y para introducir y para soltar la barra quedan considerablemente reducidos y se mejoran las tolerancias que pueden obtenerse en el producto. Unas ventajas adicionales relacionadas con la utilización de los cilindros de accionamiento consisten en el hecho de que la rigidez del cilindro del servomotor de accionamiento de doble acción es el doble que la de los cilindros de accionamiento único y que se han eliminado los cilindros exteriores adicionales de compensación y sus correspondientes controles hidráulicos.
La utilización del cilindro de accionamiento
hidráulico en el soporte de acuerdo con la invención, situado en
correspondencia con los tirantes evita también problemas debidos a
picos de carga. Esto se debe a que los tirantes trabajan siempre a
tracción y nunca a compresión como sucede en cambio con los
bastidores cerrados de la técnica anterior, en los cuales deben
reducirse las carreras debido a la aparición de inestabilidad de los
picos de carga. En consecuencia, no es necesario introducir gruesos
entre el cilindro de accionamiento y las ampuesas para cubrir la
totalidad del intervalo de valores que puede abarcar la distancia
entre centros de los cilindros.
Gracias a la característica que también
proporciona una pre-carga mecánica mediante
resortes, es posible eliminar el espacio entre la unión esférica y
la ampuesa. En una forma de realización particular, está también
prevista la pre-carga en una unión esférica para
permitir la oscilación de la ampuesa siendo la
pre-carga regulable de manera que se compense de
forma adecuada el peso del cilindro y de la ampuesa.
Los servomotores hidráulicos de doble acción con
doble vástago tienen unas secciones con unas dimensiones ligeramente
distintas en las dos cámaras de trabajo, de manera que en caso de
una emergencia, el espacio entre los cilindros se abre
automáticamente mediante el circuito hidráulico de emergencia.
En una forma de realización preferente, dado que
la caja tiene una estructura modular y unos controles hidráulicos
automáticos o semiautomáticos, necesita menos intervención humana
con reducción de riesgos para la seguridad de los operadores.
La estructura de la caja está también muy
simplificada.
En la caja de acuerdo con la invención, se han
eliminado ciertas operaciones manuales y otras han sido reducidas
o simplificadas y automatizadas, de manera que el tiempo de cambio
de los cilindros es mucho más corto que con otras cajas de la
técnica anterior.
Otra ventaja de la invención consiste en el hecho
de que la utilización de los cilindros hidráulicos de accionamiento
en las cajas universales de acuerdo con la invención permite una
regulación independiente para cada cilindro, por ejemplo entre el
cilindro horizontal superior y el cilindro horizontal inferior. Esto
es particularmente importante, sobre todo cuando se laminan vigas
con secciones que no son simétricas con respecto al eje
horizontal.
Las características y ventajas adicionales de la
invención quedarán claras a partir de la siguiente descripción
detallada de una forma de realización preferida, pero no exclusiva,
de una caja de laminación universal con control de la separación
entre los cilindros, ilustrada más adelante a modo de ejemplo no
limitativo con la ayuda de los dibujos adjuntos, en los cuales:
La Figura 1 representa una sección a lo largo de
un plano ortogonal a los ejes de los cilindros horizontales de una
caja de laminación universal según la invención,
La Figura 2 representa una sección transversal de
un elemento de la caja de la Figura 1,
La Figura 3 representa una vista lateral de otro
elemento de la caja de la Figura 1,
Las Figuras 4, 5, 6 representan vistas en planta
de elementos de la caja de la Figura 1.
Haciendo particular referencia a las figuras
mencionadas, la caja de laminación universal indicada globalmente
con el número de referencia 1, comprende dos cilindros de ejes
horizontales 2, 3 montados sobre cuatro ampuesas 4, 5, dos para cada
uno de los cilindros horizontales, de los cuales solamente los
situados en uno de los lados de la caja son visibles en la figura 1.
Las otras dos ampuesas situadas en el lado oculto de la caja en la
figura 1 son totalmente idénticas a las primeras y no se describirán
en detalle.
A cada lado de la caja están situados dos
tirantes verticales 6, 6', 7, 7' que fijan las dos ampuesas 4, 5 de
los cilindros horizontales 2, 3. En cada uno de los dos tirantes 6,
7 están montados dos cilindros hidráulicos de accionamiento 8, 8',
9, 9', uno próximo al cilindro superior 2 y otro próximo al cilindro
\hbox{inferior 3.}
Los cuatro tirantes de la caja 1, tanto los de la
parte vista como los de la parte oculta, están fijos y no pueden
girar alrededor de su eje, a diferencia de los pernos tensores de
las cajas de la técnica anterior.
A cada lado de la caja 1 hay dos elementos
transversales 10, 11, uno en la parte superior y otro en la parte
inferior de la caja, conectados con los dos correspondientes
cilindros de los servomotores 8, 8', 9, 9'. El elemento transversal
superior 10 actúa como soporte para la ampuesa superior 4, y el
elemento transversal inferior 11 para la ampuesa inferior 5, en
ambos casos con la ayuda de la respectiva unión esférica 12, 13. De
forma ventajosa, pueden colocarse resortes o dispositivos
hidráulicos para eliminar las holguras que pueden producirse en las
conexiones con los respectivos elementos transversales, cerca de la
junta esférica.
La caja comprende también dos cilindros 14, 15
de eje vertical, que están mejor representados en las Figuras 4 y 6,
y que están montados también sobre la respectiva ampuesa 16, 17, una
para cada uno de los cilindros. Cerca de cada cilindro vertical
están situados los dos respectivos tirantes 18, 18', 19, 19', que
tampoco giran alrededor de su eje. En cada uno de los tirantes 18,
18', 19, 19' está montado el correspondiente cilindro hidráulico del
servomotor 20, 20', 21, 21', del mismo tipo que los usados en los
tirantes de los cilindros horizontales.
Los tirantes de los cilindros verticales y
horizontales están conectados mediante cuatro bastidores 22, 23,
24,25, dos de los cuales están situados en el lado de control y dos
en el lado del operador, sobre el cual están fijados los tirantes.
Los bastidores están ventajosamente provistos de unos carros 30, 31
que se deslizan sobre guías para facilitar el desplazamiento de los
bastidores y su manipulación durante el montaje y el desmontaje de
la caja 1.
La caja 1 se completa con una cesta 26 para
soportar los cilindros y las guías.
Asimismo, la cesta 26 está provista
ventajosamente de los carros 27, 28 para facilitar el desplazamiento
de la caja 1 completa.
Los cilindros de accionamiento utilizados en la
caja 1, según la invención, están compuestos de dos cámaras
hidráulicas de doble acción 32, 33 con una doble varilla separadas
por un pistón intermedio 34, en donde el aceite a presión es enviado
a las dos cámaras de una forma adecuada para compensar los esfuerzos
de la laminación.
Las principales partes que completan la caja son
los bastidores y las ampuesas para los cilindros horizontales y
verticales en el lado del control (LC), los bastidores y las
ampuesas para los cilindros horizontales y verticales por el lado
del operador (LO) y la cesta interpuesta de soporte con un carro, el
cual a su vez comprende los cilindros horizontales, los cilindros
verticales con los respectivos soportes, las barras de soporte del
equipo y las guías de laminación. Estas partes pueden desplazarse de
forma adecuada de manera secuencial y
semi-automáticamente para llevar a cabo las
operaciones de sustitución, tanto de los cilindros verticales como
de los horizontales.
Las barras de soporte del equipo están unidas a
los bastidores LC y LO con cuatro tirantes 35, 36 que se bloquean
con cuñas controladas hidráulicamente y pretensadas con cartelas
hidráulicas no ilustradas con detalle en las figuras.
Claims (11)
1. Caja de laminación universal con control de la
distancia entre cilindros, que comprende unos cilindros superior (2)
e inferior (3) con un eje horizontal que define un plano de
laminación, estando asociados dichos cilindros superior (2) e
inferior (3) a las respectivas primeras ampuesas (4, 5) y
comprendiendo por lo menos un cilindro con un eje vertical (14, 15)
provisto de sus propias segundas ampuesas (16, 17) de posicionado y
guiado, comprendiendo además dicha caja un cierto número de
bastidores (22, 23, 24, 25) para el posicionado y el guiado de
dichas primeras (4, 5) y segundas (16, 17) ampuesas, y una
pluralidad de tirantes (6, 7, 6', 7', 18, 18', 19, 19') que están
cada uno de ellos anclado a dichos bastidores y conectados de forma
operativa a dichas primeras y segundas ampuesas, estando asociados
dichos tirantes con medios para la regulación y el posicionado de
dichas primeras y segundas ampuesas, estando situados dichos medios
en cada extremo de dichos tirantes (6, 7, 6', 7', 18, 18', 19, 19'),
caracterizada porque
a) dichos medios para la regulación y el
posicionado de dichas primeras ampuesas (4, 5) comprenden cilindros
hidráulicos de accionamiento de doble acción (8, 8', 9, 9'), para
regular y posicionar dichos cilindros superior (2) e inferior
(3),
b) dichos cilindros hidráulicos de accionamiento
(8, 8', 9, 9') asociados con las primeras ampuesas (4, 5) están
conectados por medio de los elementos transversales de conexión (10,
11) que actúan como soporte de las primeras ampuesas,
c) las juntas esféricas (12, 13) están situadas
entre dichos elementos transversales de conexión (10, 11) y las
respectivas primeras ampuesas (4, 5).
2. Caja de laminación según la reivindicación 1,
en la que dichos medios para la regulación y el posicionado de las
segundas ampuesas (4, 5) comprenden cilindros hidráulicos de
accionamiento de doble efecto (8, 8', 9, 9') para regular y
posicionar dichos cilindros de eje vertical.
3. Caja de laminación según una de las
reivindicaciones anteriores, en la que cada ampuesa (4, 5, 16, 17)
de los cilindros de eje vertical y de eje horizontal está provista
del respectivo par de cilindros hidráulicos de accionamiento (8, 8',
9, 9', 20, 20', 21, 21').
4. Caja de laminación según una de las
reivindicaciones anteriores, en la que en correspondencia con dichas
uniones esféricas (12, 13) están colocados unos resortes o
dispositivos hidráulicos para eliminar la holgura presente en dichas
uniones.
5. Caja de laminación según una de las
reivindicaciones anteriores, en la que están dispuestos medios de
control para la regulación independiente de las cámaras hidráulicas
de dichos cilindros hidráulicos de accionamiento (8, 8', 9, 9', 20,
20', 21, 21').
6. Caja de laminación según una de las
reivindicaciones anteriores, en la que dichos cilindros hidráulicos
de accionamiento (8, 8', 9, 9', 20, 20', 21, 21') están adaptados
para la compensación hidráulica de por lo menos un cilindro de dicha
caja.
7. Caja de laminación según una de las
reivindicaciones anteriores, en la que dichos cilindros hidráulicos
de accionamiento (8, 8', 9, 9', 20, 20', 21, 21') tienen un doble
vástago.
8. Caja de laminación según una de las
reivindicaciones anteriores, en la que están dispuestos dos
cilindros (14, 15) de ejes verticales.
9. Caja de laminación según una de las
reivindicaciones anteriores, en la que están dispuestos cuatro
bastidores (22, 23, 24, 25) dos de los cuales están situados en el
lado de control de la caja y dos de los cuales en el lado del
operador, equipados con carros (30, 31) que se deslizan sobre
guías.
10. Caja de laminación según una de las
reivindicaciones anteriores, en la que está dispuesta una cesta (26)
con carros (27, 28) para soportar los cilindros de eje horizontal y
las guías durante las fases de montaje y desmontaje de la caja de
laminación.
11. Caja de laminación según una de las
reivindicaciones anteriores, en la que uno o varios de los cilindros
hidráulicos de accionamiento de doble acción (8, 8', 9, 9', 20, 20',
21, 21') están provistos de dos respectivas cámaras hidráulicas de
secciones ligeramente distintas.
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