ES2243202T3 - Cizalla oscilante de alta velocidad. - Google Patents
Cizalla oscilante de alta velocidad.Info
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Abstract
Una cizalla (10) para subdividir un producto alargado (R) que se desplaza longitudinalmente sobre un plano (PH), cuya cizalla comprende: unas cuchillas maestra y seguidora (28, 24) montadas rotativamente sobre unos ejes paralelos situados en lados opuestos de dicho plano, cuyas cuchillas están dispuestas para que coactúen con una relación de solape radial en una zona de corte (Z1) situada entre dichos ejes y separada verticalmente de dicho plano, siendo el radio de giro (RL) de dicha cuchilla maestra mayor que el radio de giro (RF) de dicha cuchilla seguidora; unos medios para hacer girar continuamente dichas cuchillas con una misma velocidad angular, precediendo dicha cuchilla maestra a dicha cuchilla seguidora en dicha zona de corte; y un medio conmutador (30) situado aguas arriba de dicha zona de corte, cuyo medio conmutador puede funcionar en un primer modo para dirigir dicho producto por un recorrido que esquiva dicha zona de corte, y puede funcionar en un segundo modo para desviar dicho producto de dicho recorrido y llevarlo hasta dicha zona de corte pata cortarlo mediante dichas cuchillas en unos segmentos anterior y posterior; caracterizada porque dichas cuchillas están configuradas y dispuestas para desviar el extremo trasero de dicho segmento anterior apartándolo de dicho plano mientras dirigen el extremo delantero de dicho segmento posterior hacia dicho plano.
Description
Cizalla oscilante de alta velocidad.
Esta invención está relacionada con cizallas
oscilantes para despuntar los extremos delantero y trasero de
varillas de acero laminado en caliente y otros productos similares
que salen de una laminadora de alta velocidad (véase, por ejemplo,
el documento EP-A-0 655 291).
Las varillas, barras y otros productos largos
similares, producidos mediante un proceso de laminación continuo,
tienen inevitablemente unos extremos delantero y trasero fuera de
tolerancias que deben ser "despuntados", es decir, seccionados
y desechados. Esto puede realizarse mediante corte manual después de
que los productos hayan salido del tren de laminación. Sin embargo,
el corte manual requiere una atención constante del personal de la
laminadora, y es a la vez ineficiente y costoso.
Por lo tanto, el despunte se realiza
preferiblemente mediante las denominadas "cizallas oscilantes",
diseñadas para que funcionen automáticamente en línea a la velocidad
de salida de la laminadora. Aunque las cizallas oscilantes han
funcionado satisfactoriamente en el pasado, su diseño no ha sido
mejorado para adaptarlas a las velocidades de salida de las
laminadoras que han crecido continuamente, y que en las actuales
laminadoras de alta velocidad están alcanzando los
100-120 m/s.
El objetivo de la presente invención es
proporcionar una cizalla volante perfeccionada que sea totalmente
capaz de operar fiablemente a las velocidades de salida de las
laminadoras, incluyendo las más altas velocidades de salida de las
laminadoras de hoy en día.
En consecuencia, la presente invención
proporciona una cizalla para subdividir un producto alargado que se
desplaza longitudinalmente sobre un plano, cuya cizalla comprende:
unas cuchillas maestra y seguidora montadas rotativamente sobre unos
ejes paralelos situados en lados opuestos de dicho plano, cuyas
cuchillas están dispuestas para que coactúen con una relación de
solape radial en una zona de corte situada entre dichos ejes y
separada verticalmente de dicho plano, siendo el radio de giro de
dicha cuchilla maestra mayor que el radio de giro de dicha cuchilla
seguidora; unos medios para hacer girar continuamente dichas
cuchillas con una misma velocidad angular, precediendo dicha
cuchilla maestra a dicha cuchilla seguidora en dicha zona de corte;
y un medio conmutador situado aguas arriba de dicha zona de corte,
cuyo medio conmutador puede funcionar en un primer modo para dirigir
dicho producto por un recorrido que esquiva dicha zona de corte, y
puede funcionar en un segundo modo para desviar dicho producto de
dicho recorrido y llevarlo hasta dicha zona de corte pata cortarlo
mediante dichas cuchillas en unos segmentos anterior y posterior;
estando dichas cuchillas configuradas y dispuestas para desviar el
extremo trasero de dicho segmento anterior apartándolo de dicho
plano mientras dirigen el extremo delantero de dicho segmento
posterior hacia dicho plano.
Según otro aspecto de la presente invención, la
cizalla está preferiblemente provista de dos juegos de dichas
cuchillas dispuestos lado a lado, sirviendo un juego para despuntar
el extremo delantero de un producto, y sirviendo el otro juego para
despuntar el extremo trasero del producto.
Según otro aspecto más de la presente invención,
los extremos despuntados y los tramos intermedios aceptables del
producto son recibidos en los pasos de guía independientes de una
cubeta estacionaria situada aguas abajo de la zona de corte. Unas
cizallas de trocear se encargan de subdividir los extremos
despuntados en trozos de desecho más pequeños.
A continuación se describirán con mayor detalle
estos y otros rasgos y objetivos de la presente invención con
referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:
La Figura 1 es una vista en alzado lateral de una
cizalla según la presente invención;
La Figura 2 es una vista superior en planta de la
cizalla;
La Figura 3 es una vista en sección tomada por la
línea 3-3 de la Figura 1;
La Figura 4 es una ilustración esquemática de la
relación de velocidades entre las cuchillas maestras y las
seguidoras;
La Figura 5 es una vista en planta ampliada del
conjunto conmutador;
La Figura 6A es una vista tomada por la línea
6A-6A de la Figura 5;
La Figura 6B es una vista en sección tomada por
la línea 6B-6B de la Figura 5;
La Figura 7 es una vista, a mayor escala, en
sección tomada por la línea 7-7 de la Figura 1;
La Figura 8 es una vista de los discos y
cuchillas de despuntar tomada por la línea 8-8 de la
Figura 1;
La Figura 9 es una vista parcial de los discos y
cuchillas de despuntar con la cubeta estacionaria representada al
fondo;
Las Figuras 10A-10D son unas
ilustraciones esquemáticas que muestran un ciclo de despunte típico;
y
La Figuras 11 es una vista esquemática que
muestra el recorrido del producto según atraviesa las dos zonas de
corte de la cuchilla de despuntar.
Refiriéndose inicialmente a las Figuras
1-3, se identifica genéricamente por 10 una cizalla
según la presente invención. La cizalla incluye una carcasa
estacionaria 12 que soporta de manera rotativa una pareja de ejes
paralelos superior e inferior 14,16. Los ejes están acoplados
mecánicamente por unos piñones engranados 18, y el eje inferior 16
está arrastrado continuamente por un motor 20. Un rotor superior 21
está montado en voladizo sobre el eje superior 14. Según puede
apreciarse adicionalmente en las Figuras 8 y 9, el rotor 21 tiene
unas pestañas 22 separadas axialmente, cada una de las cuales lleva
una cuchilla "seguidora" superior 24. Un rotor inferior 25 está
similarmente montado en voladizo sobre el eje inferior 16. El rotor
25 tiene unas pestañas 26 separadas axialmente, cada una de las
cuales lleva una cuchilla "maestra" inferior 28.
Según puede apreciarse observando las Figuras 8,
9 y 11 de derecha a izquierda, cada una de las pestañas está
precedida lateralmente por una rampa cuyo diámetro aumenta
gradualmente.
El motor 20 hace girar los ejes 14,16 y sus
respectivos rotores 21,25 y cuchillas 24,28 en sentido opuesto y a
la misma velocidad angular, según muestran las flechas identificadas
por V_{a} en la Figura 1. Las cuchillas maestras 28 preceden a las
cuchillas seguidoras 24, según una relación solapada radialmente,
mientras giran en las zonas de corte Z_{1},Z_{2} separadas
lateralmente.
Con referencia a la representación esquemática de
la Figura 4, se comprenderá que el radio de rotación R_{L} de las
cuchillas maestras 28 (medido entre el eje de rotación del eje 16 y
la punta más externa de la cuchilla) es mayor que el radio de
rotación de las cuchillas seguidoras 24. Se deduce, por lo tanto,
que para cualquier velocidad angular V_{a} de las cuchillas, la
velocidad tangencial V_{TL} de la punta de las cuchillas maestras
28 será superior a la velocidad tangencial V_{TF} de la punta de
las cuchillas seguidoras 24. Por lo tanto, según se aprecia por los
perfiles solapados P_{L},P_{F} de la velocidad tangencial de las
cuchillas maestras y seguidoras 28,24 en cada punto del área de
solape radial de las cuchillas en las zonas de corte, la velocidad
tangencial de las cuchillas maestras será superior a la de las
cuchillas seguidoras. Esta diferencial de velocidad permite un
solape máximo de las cuchillas sin que se produzca una interferencia
dañina entre las cuchillas cooperantes.
Con referencia adicional a las Figuras 6A y 6B,
se apreciará la existencia de un conmutador 30 situado aguas arriba
de las zonas de corte Z_{1},Z_{2}. El conmutador incluye un tubo
de guía 32, montado en el punto 34, que puede pivotar sobre un plano
horizontal P_{H} en el cual debe despuntarse el producto que sale
de la laminadora, por ejemplo la varilla R de acero laminado en
caliente.
Puede hacerse pivotar el tubo 32 por medio de
cualquier mecanismo adecuado, tal como un servomotor 36 que actúe a
través de un cabezal de engranaje 38 para girar un piñón motriz 40.
El piñón 40 está engranado con una cremallera 42 situada sobre un
brazo conectado de manera pivotante al tubo 32 y que se extiende
lateralmente desde el mismo. Según se muestra en la Figura 5, el
tubo 32 puede desplazarse de modo pivotante entre unas posiciones
identificadas por "a", "b" y "c".
Aguas abajo de las zonas de corte Z_{1},Z_{2}
está situada una cubeta de guía 44. Según puede apreciarse por
referencia adicional a la Figura 7, la cubeta de guía está dividida
interiormente por unas paredes 46 para formar tres pasos 48a, 48b y
48c. Cada una de las paredes 46 tiene un segmento horizontal que
define un escalón 46' situado ligeramente por encima del plano
horizontal P_{H}.
La carcasa 12 también soporta rotativamente unos
ejes adicionales paralelos superior e inferior 48,50 situados aguas
abajo de la cubeta estacionaria 44. Los ejes 48,50 está
mecánicamente acoplados por unos engranajes similares a los
engranajes 18 representados en la Figura 3, y llevan unos discos
52,54 montados en voladizo y lado a lado. Estos discos llevan
múltiples cuchillas de trocear 56 diseñadas para cooperar en las
zonas de corte alineadas con los pasos 48a, 48, de la cubeta 44 de
aguas arriba. Un motor 58 de accionamiento, conectado al eje
inferior 50, hace girar continuamente y en sentidos opuestos las
cuchillas de trocear.
Refiriéndose a continuación a las Figuras 2, 9 y
10A-10D, la cuchilla funciona del modo
siguien-
te:
te:
Al inicio de la secuencia de despunte de un
extremo delantero, el tubo de guía 32 del conmutador 30 está
desplazado hasta la posición "a". Esto hace que el extremo
delantero del producto, que está fuera de tolerancias, esquive la
zona de corte Z_{1} y pase a través del paso de guía 48a de la
cubeta 44 para ser subdividido por las cuchillas de trocear 56 del
disco 52.
En el momento adecuado, el tubo 32 del conmutador
pasa de la posición "a" a la posición "b", dirigiendo así
el producto a través de la zona de corte Z_{1}, en donde es
subdividido en un segmento anterior, que continúa por el paso de
guía 48a, y una sección trasera (en este caso, el tramo de producto
intermedio aceptable), que continúa entre las zonas de corte
Z_{1},Z_{2}, y a través del paso de guía 48b entre los discos
52,54 de las cuchillas de trocear, hacia otros equipos de manejo del
material, típicamente una unidad de cilindros de presión que precede
a un cabezal de deposición (no representados).
La secuencia de corte está representada
esquemática y secuencialmente en las Figuras 10A a 10D.
La Figura 10A muestra las cuchillas 24,28
acercándose a la zona de corte Z_{1}. El extremo delantero del
producto que avanza por el paso 48a de la cubeta empieza a atravesar
la zona de corte Z_{1} mientras se eleva por encima del plano
P_{H} según asciende por el resalto 29.
La Figura 10B muestra el producto cortado en unos
segmentos anterior y posterior por las cuchillas 24,28. La cuchilla
maestra 28 ha precedido a la cuchilla seguidora 24 al entrar en la
zona de corte y ha empezado a levantar el extremo trasero del
segmento anterior separándolo del extremo delantero del segmento
posterior.
La Figura 10C muestra las cuchillas 24,28 en su
condición de máximo solape radial en la zona de corte Z_{1}. La
cuchilla maestra 28 ha seguido elevando el extremo trasero del
segmento anterior separándolo del plano P_{H}. La cuchilla
seguidora 24 sirve ahora para redirigir el extremo delantero del
segmento posterior hacia el plano P_{H} mientras se pone en
contacto con el extremo trasero del segmento anterior y comienza a
ejercer una acción de elevación.
En la Figura 10D las cuchillas 24,28 están
saliendo de la zona de corte. La cuchilla posterior 24 continúa
elevando el extremo trasero del segmento anterior separándolo del
extremo delantero del segmento posterior. La cuchilla maestra 28 ya
no está en contacto con el producto, y el extremo delantero del
segmento posterior ha pasado por debajo del escalón 46' de la pared
46 de la cubeta y ha penetrado en el paso de guía central 48b.
Cuando el extremo trasero del producto se
aproxima a la cizalla, el tubo de guía 32 del conmutador 30 se
desplazará desde la posición "b" hasta la posición "c". El
producto será seccionado en la zona de corte Z_{1}, del modo
descrito anteriormente, con el segmento anterior continuando su
avance por el paso de guía 48b, y con el segmento posterior
dirigiéndose hacia el paso de guía 48c para ser subdividido por las
cuchillas de trocear 56 situadas en el disco 54.
En la Figura 11 se representa esquemáticamente el
recorrido del producto mientras es conducido a través de las
sucesivas zonas de corte Z_{1},Z_{2}. Las posiciones "a",
"b" y "c" coinciden con los mismos ajustes del tubo de
guía 32. Durante el intervalo entre los tochos del producto que se
está laminando, el tubo de guía 32 regresa a la posición "a" y
queda preparado para la siguiente secuencia de despunte de los
extremos delantero y trasero.
Los expertos en la técnica apreciarán que la
presente invención proporciona una serie de ventajas
significativas de las que no disponen las cizallas convencionales de la técnica anterior. Para empezar, al girar las cuchillas maestras 28 con un radio R_{L} mayor que el radio de rotación R_{F} de las cuchillas seguidoras, para cualquier velocidad angular de las cuchillas, la velocidad tangencial V_{TL} de las cuchillas maestras en cualquier punto del solape de las cuchillas será igual, o preferiblemente superará ligeramente, a la velocidad tangencial V_{TF} de las cuchillas seguidoras. De este modo puede maximizarse la extensión del solape de las cuchillas en la zona de corte sin que se produzca un contacto dañino entre las cuchillas. Es importante maximizar el solape de las cuchillas para efectuar un corte limpio del producto en los segmentos anterior y posterior.
significativas de las que no disponen las cizallas convencionales de la técnica anterior. Para empezar, al girar las cuchillas maestras 28 con un radio R_{L} mayor que el radio de rotación R_{F} de las cuchillas seguidoras, para cualquier velocidad angular de las cuchillas, la velocidad tangencial V_{TL} de las cuchillas maestras en cualquier punto del solape de las cuchillas será igual, o preferiblemente superará ligeramente, a la velocidad tangencial V_{TF} de las cuchillas seguidoras. De este modo puede maximizarse la extensión del solape de las cuchillas en la zona de corte sin que se produzca un contacto dañino entre las cuchillas. Es importante maximizar el solape de las cuchillas para efectuar un corte limpio del producto en los segmentos anterior y posterior.
La diferencia entre los radios de rotación
R_{F}, R_{L} de las cuchillas 24, 28 y el resultante solape
máximo de las cuchillas es además beneficioso en que, durante una
secuencia de despunte, el extremo trasero del segmento anterior se
eleva separándose del extremo delantero del segmento posterior,
permitiendo que el extremo delantero del segmento posterior
permanezca sobre el plano horizontal P_{H} por debajo del escalón
46' de la pared 46 de la cubeta situado aguas abajo. Al elevar el
extremo trasero del segmento anterior,
sacándolo del recorrido de avance del extremo delantero del segmento posterior, se evita un contacto problemático entre ambos. Esto se consigue con una desviación mínima del extremo delantero del segmento posterior, lo cual es importante para evitar deformaciones, particularmente cuando se despuntan productos que se desplazan a velocidades del orden de 100/120 m/s o superiores.
sacándolo del recorrido de avance del extremo delantero del segmento posterior, se evita un contacto problemático entre ambos. Esto se consigue con una desviación mínima del extremo delantero del segmento posterior, lo cual es importante para evitar deformaciones, particularmente cuando se despuntan productos que se desplazan a velocidades del orden de 100/120 m/s o superiores.
Se obtiene otra ventaja al emplear dos juegos de
cuchillas de corte situadas lado a lado para proporcionar dos zonas
de corte Z_{1},Z_{2}, una para despuntar los extremos delanteros
y la otra para despuntar los extremos traseros. Puesto que en cada
zona solo opera un juego de cuchillas, el producto dispone de un
tiempo mayor para atravesar cada zona de corte.
Los expertos en la técnica apreciarán que pueden
hacerse diversos cambios y modificaciones sobre la cizalla
anteriormente descrita sin apartarse de la invención descrita en las
reivindicaciones adjuntas. Por ejemplo, pueden emplearse otros
mecanismos mecánicamente equivalentes para ajustar el tubo del
conmutador en sus diferentes posiciones. La orientación de las
cuchillas seguidoras y maestras 24,28 y de la correspondiente cubeta
de guía 44 puede girarse 180º. Pueden utilizarse otros diseños de
cuchillas.
Claims (8)
1. Una cizalla (10) para subdividir un producto
alargado (R) que se desplaza longitudinalmente sobre un plano
(P_{H}), cuya cizalla comprende:
unas cuchillas maestra y seguidora (28,24)
montadas rotativamente sobre unos ejes paralelos situados en lados
opuestos de dicho plano, cuyas cuchillas están dispuestas para que
coactúen con una relación de solape radial en una zona de corte
(Z_{1}) situada entre dichos ejes y separada verticalmente de
dicho plano, siendo el radio de giro (R_{L}) de dicha cuchilla
maestra mayor que el radio de giro (R_{F}) de dicha cuchilla
seguidora;
unos medios para hacer girar continuamente dichas
cuchillas con una misma velocidad angular, precediendo dicha
cuchilla maestra a dicha cuchilla seguidora en dicha zona de corte;
y
un medio conmutador (30) situado aguas arriba de
dicha zona de corte, cuyo medio conmutador puede funcionar en un
primer modo para dirigir dicho producto por un recorrido que esquiva
dicha zona de corte, y puede funcionar en un segundo modo para
desviar dicho producto de dicho recorrido y llevarlo hasta dicha
zona de corte pata cortarlo mediante dichas cuchillas en unos
segmentos anterior y posterior;
caracterizada porque
dichas cuchillas están configuradas y dispuestas
para desviar el extremo trasero de dicho segmento anterior
apartándolo de dicho plano mientras dirigen el extremo delantero de
dicho segmento posterior hacia dicho plano.
2. La cizalla según se reivindica en la
reivindicación 1, en la cual dicho plano es sustancialmente
horizontal, y los ejes de rotación de dichas cuchillas maestras y
seguidoras están situados respectivamente por debajo y por encima de
dicho plano.
3. La cizalla según se reivindica en la
reivindicación 2, comprendiendo además una cubeta receptora
estacionaria (44) que tiene un primer y un segundo canal (48a,48b)
separados por una pared intermedia (46), cuyos canales está situados
respectivamente para recibir dichos segmentos anterior y
posterior.
4. La cizalla según se reivindica en la
reivindicación 3, en la cual dicha pared intermedia incluye un
escalón horizontal (46) situado por encima de dicho plano
horizontal.
5. La cizalla según se reivindica en la
reivindicación 1, en la cual un primer y un segundo juego de dichas
cuchillas superiores e inferiores (28,24), que giran continuamente,
coactúan respectivamente según una relación de solape radial en
dichas zonas de corte primera y segunda (Z_{1},Z_{2}) dispuestas
lateralmente y situadas por encima de dicho plano; y en la cual
dicho medio conmutador (30) funciona secuencialmente:
(i) para dirigir dicho producto por un primer
recorrido que esquiva dichas zonas de corte;
(ii) para desviar dicho producto desde dicho
primer recorrido hacia dicha primera zona de corte para que las
cuchillas de dicho primer juego lo corten en un primer segmento, que
sigue por dicho primer recorrido, y en un segmento intermedio que
sigue por un segundo recorrido; y
(iii) para desviar dicho producto desde dicho
segundo recorrido hacia dicha segunda zona de corte para que las
cuchillas de dicho segundo juego lo corten para separar dicho
segmento intermedio, que sigue por dicho segundo recorrido, y un
segmento posterior que sigue por un tercer recorrido.
6. La cizalla según se reivindica en la
reivindicación 5, que comprende además una cubeta receptora
estacionaria (44) situada aguas debajo de dichas zona de corte, cuya
cubeta receptora está subdividida en un primer, un segundo y un
tercer canal (48a,48b,48c) por unas paredes intermedias (46), cuyos
canales primero y tercero están situados respectivamente para
recibir dichos segmentos anterior y posterior, y cuyo segundo canal
está situado para recibir dicho segmento intermedio.
7. La cizalla según se reivindica en la
reivindicación 6, en la cual dichas paredes intermedias incluyen
unos escalones (46') horizontales situados por encima de dicho plano
horizontal.
8. La cizalla según se reivindica en la
reivindicación 1, en la cual dichas cuchillas maestras y seguidoras
están montadas respectivamente en unos rotores (25,21), y en la cual
en dicho segundo modo dicho medio conmutador funciona concertado con
dicho rotor (25).
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US288450 | 1999-04-08 | ||
| US09/288,450 US6745656B1 (en) | 1999-04-08 | 1999-04-08 | High speed flying shear |
Publications (1)
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