ES2300496T3 - Procedimiento y dispositivo de estabilizacion del paso a gran velocidad de un producto en banda. - Google Patents

Abstract

Procedimiento de estabilización del paso a gran velocidad de un producto en banda según una dirección longitudinal, pasando la banda (4) a aplicarse, a partir de una línea de contacto (30), sobre por lo menos un sector angular de una superficie giratoria (3) de revolución alrededor de un eje (20) transversal a la dirección de paso, y uniéndose tangencialmente a la superficie giratoria (3) formando, por el lado corriente arriba en el sentido de paso, un diedro (G) limitado, por un lado por una cara externa (31) de la superficie giratoria (3) y por el otro, por una cara interna (41) de la banda (4) a lo largo de la cual una parte del aire ambiente forma una capa límite (43) arrastrada con la banda (4) hacia la línea de contacto (30), procedimiento en el cual se modifican las condiciones de circulación del aire en el diedro corriente arriba (G) por medio de un órgano de desvío hueco (5) que tiene una primera cara (50) vuelta hacia la cara interna (41) de la banda (4) y una segunda cara (50'') vuelta hacia la cara externa (31) de la superficie giratoria (3), caracterizado porque se inclina la primera cara (50) del órgano de desvío (5) hacia la cara interna (41) de la banda (4), en el sentido de paso de ésta, de manera que disminuya progresivamente la sección de paso del aire arrastrado con la banda, a lo largo de la cara interna (41) de ésta, provocando un aumento de la presión del aire arrastrado en el convergente (C1) así formado, con respecto a la presión que reina en el interior del órgano de desvío hueco (5) que comunica, por una parte con el convergente (C1) por lo menos por un orificio (55) practicado en dicha cara inclinada (50) y, por otra parte, con el exterior, determinando la diferencia de presión así creada la evacuación hacia el exterior de un cierto caudal de aire que pasa por dicho orificio (55) y el desenganchado de la parte restante de la masa de aire que constituye la capa límite (43).

Description

Procedimiento y dispositivo de estabilización del paso a gran velocidad de un producto en banda.

La presente invención tiene por objeto un procedimiento y un dispositivo que permite estabilizar y guiar un producto en banda que pasa a gran velocidad según una dirección longitudinal, en particular en una instalación de laminado en frío de bandas metálicas, más especialmente unas hojas delgadas de aluminio.

Una instalación de laminado en frío de un producto metálico en banda comprende, de manera general, una o varias jaulas de laminador que comprenden cada una dos cilindros de trabajo que se apoyan sobre unos cilindros de sostenimiento y asociados a unos medios de mando del paso de la banda entre los cilindros de rebajo. Generalmente, la banda se desarrolla a partir de una bobina dispuesta a un lado corriente arriba de la o de las jaulas y se arrolla sobre una bobinadora dispuesta en el lado corriente abajo. La instalación comprende por otra parte numerosos órganos anexos tales como unos medios de introducción de la banda en las jaulas de laminador, unos medios de regulación de las velocidades de rotación de los diferentes órganos y un cierto número de rodillos deflectores que pueden tener una posición regulable y sobre los cuales la banda es aplicada de forma que sea guiada según un trayecto determinado.

Teniendo en cuenta unos criterios de productividad, de producción y de rentabilidad, una instalación de laminado de hojas muy delgadas, en particular de aluminio, comprende, en general, una sola jaula de laminado que funciona de bobina a bobina, entre una desarrolladora y una arrolladora.

De manera clásica, una jaula de laminador comprende dos columnas separadas entre las cuales están montados un conjunto de cilindros, por ejemplo, en el caso de una jaula cuarto, dos cilindros de trabajo asociados respectivamente a dos cilindros de sostenimiento. Cada cilindro está montado rotativo, por sus extremos, sobre unos cojinetes soportados por unas colisas de cojinete montadas deslizantes entre los montantes de las columnas de la jaula y unos medios de apriete se apoyan sobre las colisas de cojinete de los cilindros de sostenimiento permiten realizar la reducción de espesor deseada de la banda laminada.

Se puede así obtener un espesor muy delgado y, por ejemplo, en el caso de las hojas de aluminio, el intervalo de espesor puede estar comprendido entre 3 y 300 micrómetros. Los equipos de la instalación deben, evidentemente, estar adaptados a unos espesores tan finos, en particular para el arrollado de la bobina.

A título de ejemplo, la figura 1 representa esquemáticamente una instalación de laminado de una hoja de aluminio que comprende una jaula de laminador A dispuesta entre una desarrolladora D que soporta una bobina B_{1} y una arrolladora E sobre la cual se forma una bobina B_{2} después de paso del producto M entre los cilindros de trabajo de la jaula de laminado A.

Sobre su trayecto entre la desarrolladora y la arrolladora, la banda M es guiada por un cierto número de rodillos deflectores D. En particular, un rodillo D_{1} de medición de planeidad está dispuesto corriente abajo de la jaula A a fin de detectar los eventuales defectos a corregir actuando sobre unos medios de regulación de las condiciones de laminado. Además, un rodillo inversor D_{2} de nivel regulable, permite regular el ángulo de arrollado de la banda sobre el rodillo de planeidad D_{1}. Este rodillo D_{2} puede ser separado hacia arriba para facilitar la introducción de la banda sobre la arrolladora E.

Desde luego, la instalación de la figura 1 está representada únicamente a título de ejemplo, pudiendo ser utilizados otros tipos de instalación. Por ejemplo, se puede realizar un laminado en tándem en un laminador que comprende varias jaulas dispuestas sucesivamente sobre el trayecto de la banda para realizar una reducción de espesor progresiva o también un laminado reversible efectuado alternativamente en un sentido y en el otro, estando el laminador asociado a dos bobinadoras que funcionan alternativamente como desarrolladora y arrolladora. Por otra parte, la banda laminada puede sufrir una cierto número de tratamientos, o bien corriente arriba o bien corriente abajo del laminado y, en las instalaciones más recientes, se busca realizar en tanto sea posible estos diversos tratamientos en una línea continua.

Sin embargo, en el caso del laminado de hojas delgadas de aluminio, el pequeño espesor de la banda metálica laminada comporta un funcionamiento particular de la instalación puesto que la longitud de una bobina puede ser de varias decenas de millares de metros y la duración de una pasada de laminado puede por tanto alcanzar varias horas. En estas condiciones no es cuestión de realizar un laminado reversible.

Por otra parte, no es interesante, como para otras instalaciones, realizar unos conjuntos continuos puesto que la relación del tiempo de laminado al tiempo de reemplazado de las bobinas es muy grande.

En la práctica, el único parámetro según el cual se pueda actuar eficazmente para aumentar la productividad es la velocidad de laminado y se ha buscado por tanto mejorar las prestaciones de las instalaciones. En particular, para el laminado de las hojas delgadas de aluminio, se pueden realizar ahora unas velocidades de laminado muy elevadas, por ejemplo del orden de 2000 metros por minuto, estando incluso, previstas unas velocidades de 3000 metros por minuto.

Sin embargo, a velocidades tan elevadas, resulta muy difícil asegurar la estabilidad del guiado de la banda que tiene tendencia a flotar sobre los rodillos deflectores, en particular el rodillo inversor, lo que puede traducirse por unos defectos cuando tiene lugar el arrollado en la bobina. Es por tanto necesario, en las instalaciones que funcionan a velocidad muy grande, detectar inmediatamente un eventual defecto de guiado de manera que se reduzca la velocidad a un nivel que permita restablecer la estabilidad del paso.

Pero otros inconvenientes aparecen, para el arrollado en bobina, a gran velocidad, de una banda metálica.

Se sabe, en efecto, que, para ser arrollada en espiras muy juntas, la banda debe ser mantenida bajo tracción por la arrolladora E. Sin embargo, la tracción que se puede aplicar sobre una hoja de aluminio es pequeña y, incluso con una tracción específica habitual del orden de 3 a 5 kg/mm^{2} la fuerza de tracción que asegura la aplicación de la banda sobre la bobina arrollada sólo puede ser de algunas decenas de kg y no sobrepasa, en la práctica, de 200 kg.

Ahora bien, se ha observado que, a gran velocidad, dicha tracción es demasiado pequeña para asegurar una buena aplicación de las espiras una sobre la otra y resulta de ello un aumento del diámetro global de la bobina.

Este fenómeno, llamado esponjado, falsea los cálculos habituales de longitud de banda y de diámetro de bobina.

Para evitar este inconveniente, se ha propuesto equipar la bobinadora con un rodillo suplementario llamado rodillo repasador que está montado sobre un brazo articulado y pasa a apoyarse, desde el exterior, sobre la banda en curso de arrollado.

Sin embargo, no es deseable aumentar el número de rodillos o dispositivos en contacto con la banda puesto que resulta de ello un riesgo de marcado del producto.

La invención tiene por objeto evitar dichos inconvenientes gracias a un procedimiento y a un dispositivo que permiten asegurar la estabilidad del paso y del arrollado de la banda, incluso a velocidades muy grandes de laminado y, así, aumentar considerablemente la productividad de una instalación sin modificación notable de esta.

Para resolver este problema, la sociedad solicitante ha estudiado en detalle las condiciones de paso de una banda a gran velocidad, en particular para el laminado de una hoja delgada de aluminio y ha aparecido que las dificultades encontradas para el guiado de la banda, la medición de planeidad y el arrollado en bobina después de laminado, podían todas explicarse por el hecho de que a partir de una cierta velocidad de paso, una parte del aire que se encuentra en la proximidad de la banda, podía ser arrastrada con esta, pasando topar sobre los obstáculos dispuestos sobre el trayecto de la banda tales como los rodillos de guiado o los cilindros de trabajo.

En el caso de los cilindros de trabajo que son arrastrados en rotación y cuyo apriete determina la reducción de espesor, este arrastre de aire no tiene importancia.

En contrapartida, en el caso de un rodillo deflector obre el cual la banda es simplemente aplicada bajo tracción, el arrastre de aire con la banda provoca, corriente arriba de la zona de aplicación, una presión dinámica que, por efecto de cuña, es capaz de levantar ligeramente la banda. Esto es tanto más sensible en el caso de laminado de hojas delgadas de aluminio puesto que, como se ha visto anteriormente, el esfuerzo de tracción que determina la aplicación de la banda sobre el rodillo, es necesariamente limitado.

Se forma entonces, entre la hoja y el rodillo, un cojín de aire que, en el caso de un rodillo deflector o inversor, puede perturbar el guiado de la banda, siendo esta ligeramente levantada y pudiendo por tanto desplazarse lateralmente.

Dicho fenómeno de formación de un cojín de aire por arrastre de aire entre una banda que pasa a gran velocidad y un rodillo deflector o una bobina había sido ya observado en la industria del papel.

Para evitar este inconveniente, se ha propuesto, en el documento DE-A-19839916, colocar en el diedro formado corriente arriba de la línea de contacto, una lámina flexible que penetra en el intervalo entre la cara interna de la banda y la bobina y frena la corriente de aire, siendo la presión corriente arriba de la línea de contacto así disminuida.

Se ha observado también, en el caso de un rodillo enfriador para máquina de imprimir offset, que la banda de papel puede arrastrar una cierta cantidad de aire que corre el riesgo de penetrar entre la banda y el rodillo, constituyendo el cojín de aire así formado una capa aislante que disminuye el efecto de enfriado.

Para evitar este inconveniente, se ha propuesto, en el documento EP-A-0812695, colocar en el diedro corriente arriba entre la banda y el rodillo un dispositivo de aspiración en forma de caja hueca conectada a un ventilador aspirante y que tiene una cara plana y una cara curvada, respectivamente paralelas a la banda y al rodillo, que convergen hasta un extremo adelgazado a lo largo del cual está practicada una ranura que desemboca por tanto entre la banda y el rodillo, en la proximidad de la línea de contacto. El aire que se encuentra en esta parte es por tanto aspirado por esta ranura y la presión corriente arriba de la línea de contacto es disminuida, siendo la banda así mantenida aplicada sobre el rodillo, sin riesgo de elevación.

Habiendo constatado que los diversos inconvenientes mencionados más arriba en el caso de laminado a velocidad muy grande de bandas metálicas resultaba del efecto de arrastre de aire con la banda, se ha tenido la idea de que los dispositivos previstos anteriormente, en la industria del papel, para evitar este inconveniente, podían ventajosamente ser utilizados para el laminado a gran velocidad de banda metálica.

Ha resultado, sin embargo, que los dispositivos conocidos anteriormente y que realizan, o bien un simple frenado, o bien una aspiración del aire arrastrado, serían insuficientemente eficaces, o incluso, nefastos, en el caso de una banda metálica, en particular de aluminio.

En efecto, como se ha indicado anteriormente, en razón del espesor muy pequeño de las hojas de aluminio, la fuerza de tracción que se puede aplicar es relativamente pequeña y una boquilla de aspiración dispuesta en la proximidad de la línea de contacto entre la banda y la bobina correría el riesgo de desviar la banda que, pasando a pegarse sobre el órgano de aspiración, podría ser deteriorada o incluso desgarrada.

Se han estudiado por tanto en detalle las condiciones aerodinámicas de circulación del aire para poner a punto un dispositivo que, sin necesitar una aspiración de aire que corre el riesgo de desviar la banda, produce un fenómeno laminar que actúa únicamente sobre la capa límite de aire arrastrado con la banda.

La invención se refiere por tanto de una manera general, a un procedimiento y a un dispositivo de estabilización del paso a gran velocidad, según una dirección longitudinal de una banda que pasa a aplicarse, a partir de una línea de contacto, sobre por lo menos un sector angular de una superficie giratoria de revolución alrededor de un eje transversal a la dirección de paso, y que se une tangencialmente a la superficie giratoria formando, por el lado corriente arriba en el sentido de paso, un diedro limitado, por un lado por una cara externa de la superficie giratoria y por el otro, por una cara interna de la banda a lo largo de la cual una parte del aire ambiente forma una capa limite arrastrada con la banda hacia la línea de contacto, estando un órgano de desvío dispuesto en el diedro de manera que modifique las condiciones de circulación del aire arrastrado con la banda, teniendo dicho órgano de desvío una primera cara vuelta hacia la cara interna de la banda y una segunda cara vuelta hacia la cara externa de la superficie giratoria.

De acuerdo con la invención, por lo menos la primera cara del órgano de desvío está inclinada hacia la cara interna de la banda, en el sentido de paso de ésta y está provista de por lo menos un orificio que desemboca en un espacio interno practicado en el interior del órgano de desvío y conectado a una zona externa, formando dicha cara inclinada, con la cara interna de la banda, un convergente en el cual la presión aumenta con respecto a la presión en el espacio interno, determinando la diferencia de presión la evacuación, por el orificio de la cara inclinada y el espacio interno, de un cierto caudal de aire y el desenganchado de la parte restante de la masa de aire que constituye la capa límite arrastrada con la banda.

De forma particularmente ventajosa, el espacio interno del órgano de desvío no está conectado a un ventilador aspirante sino simplemente a una zona externa que se encuentra a la presión atmosférica, realizándose la circulación del aire así naturalmente, sin verdadera aspiración, a nivel del órgano de desvío.

Preferentemente, la segunda cara del órgano de desvío, vuelta hacia la superficie giratoria, está inclinada con respecto a esta, de manera que forme un convergente que determina un aumento de presión del aire arrastrado con la superficie giratoria, del que una parte es evacuada hacia la zona externa conectada con el espacio interno pasando por lo menos por un orificio practicado en dicha segunda cara.

Dicho dispositivo de estabilización según la invención puede aplicarse o bien a un rodillo deflector con perfil cilíndrico que determina un cambio de dirección del plano de paso de la banda, o bien para el arrollado en bobina de la banda a fin de evitar el arrastre de aire entre las espiras superpuestas.

En el caso de un arrollado en bobina, el órgano de desvío del aire está constituido por un perfil hueco, montado sobre un medio de soporte regulable en función del diámetro de la bobina, de manera que mantenga el órgano de desvío en una posición óptima con respecto a la cara interna de la banda, a medida que tiene lugar el arrollado de ésta en bobina.

Preferentemente, este brazo de soporte del órgano de desvío del aire presenta una longitud variable y está montado rotativo alrededor de un eje paralelo al eje de la bobina, estando dicho brazo asociado a unos medios de regulación de su orientación y de su longitud en función del diámetro de la bobina, para el posicionado del órgano perfilado en el interior del diedro corriente arriba.

Ventajosamente, el medio de soporte regulable del órgano de desvío está montado sobre un envolvedor asociado a la bobina para facilitar el inicio de arrollado de la banda, estando el medio de soporte plegado en el gálibo o plantilla del envolvedor cuando este está en posición de inicio de arrollado y desplegado después de arrollado de algunas espiras y separación del envolvedor, de manera que coloque el órgano de desvío en la proximidad de la línea de contacto, en el extremo del diedro corriente arriba.

La invención cubre también la utilización, en una instalación de laminado de bandas metálicas, en particular de aluminio, de dicho dispositivo de estabilización que puede ser colocado corriente arriba de por lo menos un rodillo deflector, a fin de asegurar la aplicación directa de la banda sobre el rodillo sin interposición de una capa de aire. Este rodillo deflector puede ventajosamente ser un rodillo medidor de planeidad, permitiendo el dispositivo entonces evitar la perturbación de la medición por arrastre de aire entre la banda y el rodillo.

Pero la invención puede también ser utilizada ventajosamente para el arrollado de la banda laminada sobre una bobinadora dispuesta en el extremo de la línea, siendo el dispositivo de estabilización colocado entonces corriente arriba de la línea de contacto con la bobina ya arrollada a fin de evitar el esponjado por arrastre de aire entre las espiras y asegurar la estabilidad de guiado de la banda durante el arrollado.

Otras características ventajosas se mencionan en las reivindicaciones.

Pero la invención se comprenderá mejor por la descripción siguiente de algunos modos de realización proporcionados a título de ejemplo y representados en los planos anexos.

La figura 1 es una vista esquemática de una instalación de laminado de hoja delgada.

La figura 2 es una vista en sección transversal, a escala ampliada, de un órgano de desvío del aire según la invención, aplicado al arrollado de una bobina.

La figura 3 muestra, en alzado, el conjunto del dispositivo que equipa una arrolladora dispuesta a la salida de un laminador.

Como se ha indicado anteriormente, la figura 1 muestra, esquemáticamente, el conjunto de una instalación de laminado de una hoja de aluminio que se desarrolla a partir de una bobina B_{1} y es arrollada de nuevo, a la salida del laminador A, para formar una nueva bobina B_{2}. La banda M es guiada por una pluralidad de rodillos deflectores que aseguran la estabilidad del paso, en particular, un rodillo de medición de planeidad D_{1} y un rodillo inversor D_{2}.

Además, una tensor D_{3} constituido por dos rodillos fijos que encuadran un rodillo central de nivel regulable, permite regular la tensión corriente arriba del laminador A.

El laminador A representado esquemáticamente en la figura 1 y más en detalle en la figura 3, puede ser, por ejemplo, del tipo cuarto que comprende dos cilindros de trabajo 1, 1' que se apoyan, respectivamente, sobre unos cilindros de sostenimiento 11,11' y que giran cada uno alrededor de un árbol soportado, por sus extremos, por unas colisas de cojinete, respectivamente 12, 12', 13, 13' que están montadas deslizantes a lo largo de caras de guiado verticales 14 realizadas en dos columnas fijas 10 que constituyen la jaula del laminador.

Corriente abajo del laminador, la banda pasa sucesivamente sobre un rodillo 15 de medición de planeidad y sobre un rodillo inversor 16 que está montado deslizante sobre las dos columnas 10 de la jaula y cuya posición puede ser regulada por un gato 17 en función de la naturaleza del metal y del espesor de la banda, a fin de regular el ángulo de aplicación sobre el rodillo de planeidad 15.

La arrolladora E sobre la cual se forma la bobina laminada B_{2} comprende, de forma clásica, un mandril expandible 2 montado en voladizo sobre un chasis 21 y arrastrado en rotación alrededor de su eje 20. De manera conocida, como muestran las figuras 1 y 3, la arrolladora E está asociada a un envolvedor F montado sobre un chasis 22 articulado sobre las columnas 10 del laminador alrededor de un eje 23 paralelo al plano de paso de la banda M y que puede girar, bajo la acción de un medio no representado, entre una posición elevada y una posición separada. El envolvedor F comprende una parte abierta 24 que, en la posición elevada del chasis 22, pasa a acoplarse sobe el mandril 2 de la arrolladora E.

Al inicio del laminado, el rodillo inversor 16 es elevado por el gato 17 a una posición separada 16' que permite el paso de la cabeza M_{1} de la banda M y su acoplamiento sobre el mandril 2. Unos medios conocidos, dispuestos en la parte abierta 24 del envolvedor F y no representados en la figura, toman a su cargo la cabeza de la banda para facilitar el inicio del arrollado en espiras superpuestas. Cuando el número de espiras es suficiente para soportar la tracción de la banda, el envolvedor F es separado por el gato 24 para colocarse en la posición representada en la figura 3.

Se forma así, sobre el mandril 2, una bobina 3 cuyo diámetro aumenta progresivamente, como se ha indicado en la figura 3.

La banda M se une por tanto tangencialmente a la bobina 3, a lo largo de una línea de contacto 30, paralela al eje 20 del mandril 2, formando un ángulo diedro G con la cara externa 31 de la bobina 3, vuelta hacia corriente arriba con respecto al sentido de paso.

Se sabe que el desplazamiento a gran velocidad, paralelamente a sí misma, de una superficie delgada en un fluido provoca, por rozamiento, un arrastre de las moléculas del fluido, por ejemplo el aire ambiente, que se encuentran en la proximidad inmediata de la banda en movimiento.

En la figura 2, por ejemplo, que muestra a escala ampliada, la zona de arrollado de la banda M sobe la bobina 3, se ha representado, en la derecha, el diagrama de variación del vector velocidad (U) del aire que, a partir de una distancia (e) de la cara interna 41 de la banda 4 pasa de un valor nulo al valor (V) de la velocidad de paso de la banda 4, quedando paralela a sí misma. Existe por tanto, a lo largo de la cara interna 41 de la banda 4, vuelta hacia la bobina 3, un espesor de aire en movimiento 43 llamada capa límite en la cual se produce un flujo laminar a una velocidad que aumente progresivamente, aproximándose a la banda 4 para alcanzar la velocidad de esta a lo largo de su cara interna 41. Es lo mismo a lo largo de la cara externa 42 de la banda.

Este capa límite 43 acompaña a la banda 4 en su paso y pasa a topar contra la bobina 3 cuya cara externa 31 vuelta hacia corriente arriba, es decir opuesta al sentido de paso, forma, con la cara interna 41 de la banda 4, un diedro G que converge hacia una línea de contacto 30 de la banda 4 con la última espira arrollada 32.

Este bloqueo, corriente arriba de la línea de contacto 30, del aire arrastrado a lo largo de la cara 41 de la banda determina un aumento de presión que puede provocar una ligera elevación de la banda 4 y la introducción de una fina capa de aire entre la cara interna 41 de la banda 4 y la bobina 3.

El objetivo de la invención es realizar unas condiciones aerodinámicas de circulación del aire en el diedro corriente arriba G que permitan desenganchar la capa límite 43 corriente arriba de la línea de contacto 30.

Este desenganchado de la capa límite 43 se obtiene evacuando hacia el exterior una parte del caudal de aire arrastrado con la banda, por medio de un órgano de desvío 5 dispuesto en el diedro corriente arriba G y que se extiende entre la cara interna 41 de la banda y la cara externa 31 de la bobina, paralelamente a la línea de contacto 30. Este órgano de desvío 5 está constituido por un perfil hueco que tiene por lo menos una cara 50 vuelta hacia la cara interna 41 de la banda 4 e inclinada con respecto a esta, en el sentido de paso, de manera que forme un convergente C_{1} cuya sección disminuye progresivamente provocando un aumento de presión del aire arrastrado con la banda en la capa límite 43.

Esta cara inclinada 50 está provista de una pluralidad de orificios en forma de ranuras 55 que desembocan en el espacio interno 51 dejado en el interior del perfil hueco 5. Éste está cerrado por sus extremos y provisto de un orificio conectado por un conducto 53 a una zona externa 54 que se encuentra, por ejemplo, a la presión atmosférica.

El aumento, por efecto de cuña, de la presión en el convergente C_{1} determina por tanto el paso por las ranuras 55 de una parte del aire arrastrado en la capa límite 43 que se escapa por el conducto 53 hacia la zona a presión más baja 54. El caudal de aire arrastrado hacia la línea de contacto 30 disminuye y la capa límite 43 se desengancha así de la cara interna 41 de la banda 4 para engancharse sobre la cara inclinada 50 del órgano de desvío 5 formando una corriente de flujo laminar que se escapa por las ranuras 55 y el conducto 53.

La presión del aire arrastrado aumenta solamente hasta el extremo corriente abajo del órgano de desvío 5 y disminuye a continuación. Siendo la presión más baja corriente arriba de la línea de contacto 30, el aire no corre el riesgo de penetrar entre la última espira 32 de la bobina 3 y la espira 33 en curso de formación.

En el modo de realización preferido representado en la figura 2, la segunda cara 50' del órgano de desvío 5 vuelta hacia la superficie de arrollado 3 está también inclinada con respecto a ésta de manera que forme un segundo convergente C_{2} que aumenta progresivamente la presión del aire arrastrado por la rotación de la bobina 3. Esta segunda cara inclinada 50' está también provista de ranuras 55' que desembocan en el espacio interno 51 del perfil hueco 5.

Se produce así una circulación natural a lo largo de las dos caras 50, 50' del perfil hueco 5 que disminuye la presión en el extremo del diedro G, corriente arriba de la línea de contacto 30, sin ninguna aspiración del aire en el extremo 52 del órgano de desvío 5 que penetra en el diedro G entre la cara interna 41 de la banda y la cara 31 de la bobina 3. Debe observarse, por otra parte, que es inútil afilar el extremo 52 del órgano de desvío 5 que debe simplemente limitar los dos convergentes C_{1}, C_{2} para determinar el flujo laminar del aire a lo largo de las dos caras inclinadas 50, 50' sin extenderse hacia la línea de contacto 30.

Para determinar este flujo laminar, es suficiente, normalmente, que el conducto 53 desemboque simplemente en una zona en calma donde la velocidad del aire es nula y la presión igual a la presión atmosférica.

En efecto, la diferencia de presión entre los dos convergentes C_{1,} C_{2} y la salida 54 del conducto de evacuación 53 determina una circulación natural del aire que pasa por las ranuras 55, 55'.

Sin embargo, si la anchura de la banda y, por consiguiente, la longitud del perfil 5 así como la longitud del conducto de evacuación 55 son demasiado importantes y corren el riego de provocar una pérdida de carga elevada, teniendo en cuenta la sobrepresión dinámica debida a la velocidad de rotación de la bobina, puede ser preferible conectar el conducto de evacuación 53 a un dispositivo de aspiración. Sin embargo, este tiene simplemente por objeto compensar la pérdida de carga en el circuito y no realizar una verdadera aspiración del aire en el vértice del diedro corriente abajo del órgano de desvío 5. Se evita así el riego de deterioro de la banda por aplicación de esta sobre el extremo corriente abajo 52 del órgano de desvío 5, incluso en el caso en que la banda es sometida a una fuerza de tracción relativamente poco importante.

La forma del perfil hueco 5, en particular el perfil y la inclinación de las caras 50, 50' y su posicionamiento optimo con respecto a la banda a arrollar 4 y la de contacto 30 pueden ser determinadas empíricamente o por el cálculo de manera que se obtenga el efecto buscado, estudiando las condiciones de circulación del aire teniendo en cuenta la velocidad de paso v de la banda 4, y las pérdidas de carga en el perfil 5 y el circuito de evacuación.

Por otra parte, el diámetro de la bobina y, por consiguiente, la posición de la línea de contacto 30 y la orientación de la banda 4 varían evidentemente, en el curso del arrollado. Es preciso por tanto mantener de forma permanente la posición del órgano de desvío 5 en el interior del diedro G y, para ello, es ventajoso utilizar el dispositivo representado en detalle en la figura 3.

Como se ha indicado anteriormente, a la salida del laminador, la banda laminada M pasa sobre dos rodillos deflectores, respectivamente, un rodillo 15 de medición de planeidad, dispuesto a nivel del entrehierro entre los cilindros de trabajo 1, 1' y un rodillo inversor 16 que está montado deslizante a lo largo de raíles sitiado dispuestos sobre las columnas 10 del laminador y cuyo nivel puede ser regulado por medio de un gato 17 en función del espesor y de la naturaleza de la banda laminada, siendo el rodillo inversor 16 elevado a una posición alta 16' al inicio del laminado para facilitar el paso de la cabeza de la banda M y su acoplamiento sobre el mandril 2 de la arrolladora E. Por otra parte, ésta está asociada a un envolvedor F montado sobre un chasis 22 que puede girar alrededor de un eje 23 entre una posición elevada, representada en la figura 1, para la cual el envolvedor esta acoplado sobre el mandril 2 a fin de facilitar el inicio del arrollamiento y una posición bajada, representada en la figura 3, para la cual el envolvedor está separado del mandril 2 a fin de permitir el arrollado de la banda y la formación de la bobina 3. Ésta aumenta de diámetro a medida que tiene lugar el arrollado y la línea de contacto 30 de la banda M con la bobina 3 se separa por tanto del eje 20 de arrollado siguiendo una curva 34 representada en trazo mixto en la figura 3.

Como se ha indicado, el órgano de desvío 5 debe seguir el aumento de diámetro de la bobina permaneciendo al mismo tiempo en una posición óptima en el interior del diedro G para permitir la evacuación del aire arrastrado en la capa límite.

El órgano de desvío 5 debe por tanto seguir una curva 34' análoga al trayecto 34 de la línea de contacto 30 alejándose, sin embargo, ligeramente de esta para tener en cuenta el hecho de que el diedro G se cierra progresivamente a medida que tiene lugar el arrollado.

Se puede por tanto determinar, por el cálculo o empíricamente, la posición del órgano de desvío 5 en función del diámetro de la bobina 3.

Para permitir el desplazamiento progresivo del órgano de desvío 5, éste está montado en el extremo de un soporte 6 cuya orientación y la longitud pueden variar en función del diámetro de la bobina 3.

Como muestra la figura 3, el soporte 6 puede estar constituido por dos brazos separados dispuestos en los dos extremos del perfil 5 que constituye el órgano de desvío y que pueden girar alrededor de un árbol 60 articulado, por sus extremos, sobre dos lados del chasis 22 del envolvedor F.

Cada brazo 6 soporta el cuerpo de un gato 61 cuyo vástago 62 está provisto, en su extremo, de una pieza 63 de enganche del perfil hueco 5.Este está conectado por un flexible a una tubería fijada sobre el brazo de soporte 6 para la evacuación del aire aspirado por las ranuras 55, 55'.

El chasis 22 del envolvedor F soporta por otra parte un órgano 7 de mando de la rotación del soporte 6, constituido por lo menos por una palanca articulada alrededor de un eje 70 y que soporta un sector dentado 71 que engrana con un piñón dentado 64 solidario en rotación de uno de los dos brazos que constituyen el soporte 6 y están solidarizados en rotación. La otra rama de la palanca 7 está articulada sobre el vástago de un gato 72 que se apoya sobre el chasis 22 y que manda así la rotación del soporte 6 entre una posición entrada 6a, y una posición separada 6b que corresponde al diámetro máximo de la bobina 3.

En la posición entrada 6a que está representada también en la figura 1, el perfil 5 y sus dos brazos de soporte están plegados en el gálibo del chasis 22 del envolvedor F y no molestan por tanto la colocación de este sobre el mandril 2 para el inicio del arrollado.

Después del arrollado de un número de espiras suficiente para colocar la banda M bajo la tracción necesaria para el laminado, el órgano de mando 7 hace girar los dos brazos del soporte 6 hasta una posición 6c para la cual el eje del gato 61 es sensiblemente tangente a la bobina al principio de arrollado y el vástago del gato es avanzado de manera que coloque el órgano de desvío en la posición deseada 5c en la proximidad de la cara interna de la banda 4. La velocidad de rotación del mandril 2 es entonces aumentada hasta el nivel correspondiente al laminado a gran velocidad de la banda 4.

Por unos medios hidráulicos fáciles de concebir, los gatos 72 de mando de la rotación del brazo 6 y 61 de regulación de la posición radial del órgano de desvío 5 están condicionados a la variación de diámetro de la bobina 3 de manera que sigue la curva 34' quedando a la distancia deseada de la cara interna 41 de la banda 4 y tan cerca como sea posible de la línea de contacto 30.

A este fin, los gatos 61 y 72 están equipados con captadores de posición y mandados por un circuito apropiado de manera que regulen con precisión la posición del perfil 5 en función del diámetro de la bobina que es determinado a su vez a partir del número de vueltas del mandril 2 teniendo en cuenta el espesor de la banda 4.

La instalación está equipada, para ello, con captadores y medios de cálculo que pueden ser programados de manera que determinen el perfil de la curva 34' seguido por el órgano de desvío 5.

Desde luego, es preciso tener en cuenta también la posición del rodillo inversor 16 que determina el ángulo de aplicación de la banda 4 sobre la bobina 32 y la posición de la línea de contacto 30.

Cuando el diámetro de la bobina llega a su valor máximo, el brazo 6 se encuentra en la posición 6b, estando el vástago 62 del gato completamente entrado.

Después del final del arrollado, la bobina 3 es retirada y el soporte rotativo 6 es plegado en su posición 6a en el interior del gálibo del envolvedor F. Este puede entonces ser elevado para acoplarse sobre el mandril 2, a fin de empezar el arrollado de una nueva bobina.

La invención que acaba de ser descrita en el caso de una arrolladora de bobina puede también aplicarse a un rodillo deflector, por ejemplo, el rodillo de medición de planeidad 15. La banda M es entonces aplicada bajo tracción sobre un sector angular del rodillo 15 y el órgano de desvío 5 es colocado, como anteriormente, en el diedro G entre la banda 4 en curso de arrollado y la parte de la superficie del rodillo 15 dispuesta corriente arriba de la línea de contacto 30.

Teniendo el rodillo deflector 15 un diámetro constante, el órgano de desvío 5 permanece en la misma posición con respecto al rodillo y puede ser colocado, por ejemplo, en el extremo de un brazo de soporte fijo.

Como anteriormente, el órgano de desvío 5 puede ser un perfil hueco que desemboca en un conducto 53 de evacuación, hacia el exterior, de una parte del aire arrastrado en la capa límite 43 a fin de disminuir la presión dinámica en el extremo del diedro G, a nivel de la línea de contacto 30. Se evita así la formación de un cojín de aire que, por una parte, podría provocar un flotado lateral de la banda sobre el rodillo deflector y por otra parte, en el caso de un rodillo de planeidad, correría el riesgo de perturbar la medición.

Los signos de referencia insertados después de las características técnicas mencionadas en las reivindicaciones, tiene como único objetivo facilitar la comprensión de estas últimas y no limitan en modo alguno el alcance de las mismas.

Claims (17)

1. Procedimiento de estabilización del paso a gran velocidad de un producto en banda según una dirección longitudinal, pasando la banda (4) a aplicarse, a partir de una línea de contacto (30), sobre por lo menos un sector angular de una superficie giratoria (3) de revolución alrededor de un eje (20) transversal a la dirección de paso, y uniéndose tangencialmente a la superficie giratoria (3) formando, por el lado corriente arriba en el sentido de paso, un diedro (G) limitado, por un lado por una cara externa (31) de la superficie giratoria (3) y por el otro, por una cara interna (41) de la banda (4) a lo largo de la cual una parte del aire ambiente forma una capa límite (43) arrastrada con la banda (4) hacia la línea de contacto (30), procedimiento en el cual se modifican las condiciones de circulación del aire en el diedro corriente arriba (G) por medio de un órgano de desvío hueco (5) que tiene una primera cara (50) vuelta hacia la cara interna (41) de la banda (4) y una segunda cara (50') vuelta hacia la cara externa (31) de la superficie giratoria (3),

caracterizado porque se inclina la primera cara (50) del órgano de desvío (5) hacia la cara interna (41) de la banda (4), en el sentido de paso de ésta, de manera que disminuya progresivamente la sección de paso del aire arrastrado con la banda, a lo largo de la cara interna (41) de ésta, provocando un aumento de la presión del aire arrastrado en el convergente (C_{1}) así formado, con respecto a la presión que reina en el interior del órgano de desvío hueco (5) que comunica, por una parte con el convergente (C_{1}) por lo menos por un orificio (55) practicado en dicha cara inclinada (50) y, por otra parte, con el exterior, determinando la diferencia de presión así creada la evacuación hacia el exterior de un cierto caudal de aire que pasa por dicho orificio (55) y el desenganchado de la parte restante de la masa de aire que constituye la capa límite (43).

2. Procedimiento de estabilización de una banda según la reivindicación 1, caracterizado porque, la segunda cara (50') del órgano de desvío (5) está inclinada hacia la superficie giratoria (3), en el sentido de rotación de ésta, de manera que produzca, por efecto de convergente, un aumento de presión a lo largo de dicha segunda cara (50') y la evacuación de una parte del aire arrastrado con la superficie giratoria (3), hacia una zona a más baja presión, pasando por lo menos por un orificio (55') practicado en dicha segunda cara (50').

3. Dispositivo de estabilización del paso a gran velocidad según una dirección longitudinal, de una banda (4) que pasa a aplicarse, a partir de una línea de contacto (30), sobre por lo menos un sector angular de una superficie giratoria (3) de revolución alrededor de un eje (20) transversal a la dirección de paso, y que se une tangencialmente a la superficie giratoria (3) formando, en el lado corriente arriba en el sentido de paso, un diedro (G) limitado, por un lado por una cara externa (31) de la superficie giratoria (3) y por el otro, por una cara interna (41) de la banda (4) a lo largo de la cual una parte del aire ambiente forma una capa límite (43) arrastrada con la banda (4) hacia la línea de contacto (30), estando un órgano de desvío (5) dispuesto en el diedro (G) de manera que modifique las condiciones de circulación del aire arrastrado con la banda (4), teniendo dicho órgano de desvío (5) una primera cara (50) vuelta hacia la cara interna (41) de la banda (4) y una segunda cara (50') vuelta hacia la cara externa (31) de la superficie giratoria (3),

caracterizado porque, por lo menos la primera cara (50) del órgano de desvío (5) está inclinada hacia la cara interna (41) de la banda(4), en el sentido de paso de ésta y está provista de por lo menos un orificio (55) que desemboca en un espacio interno (51) dejado en el interior del órgano de desvío (5) y conectado con una zona externa, formando dicha cara inclinada (50), con la cara interna (41) de la banda (4), un convergente (C_{1}) en el cual la presión aumenta con respecto a la presión en el espacio interior (51), determinando la diferencia de presión la evacuación, por el orificio (55) y el espacio interno (51), de una cierta cantidad de aire y el desenganchado de la parte restante de la masa de aire arrastrada en la capa límite (43).

4. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado porque el espacio interno (51) del órgano de desvío hueco (5) está conectado a un zona externa (54) que se encuentra en el exterior del diedro corriente arriba (G), a una presión inferior a la presión (P) en el convergente (C_{1}) a nivel del orificio de entrada (55).

5. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque el espacio interno (51) del órgano de desvío (5) está conectado a una zona externa que se encuentra a la presión atmosférica.

6. Dispositivo según una de las reivindicaciones 3, 4, 5, caracterizado porque la segunda cara (50') del órgano de desvío (5), vuelta hacia la superficie giratoria (3), está inclinada con respecto a ésta, de manera que forme un convergente que determina un aumento de presión del aire arrastrado con la superficie giratoria (3), del que una parte es evacuada hacia la zona externa (54) conectada con el espacio interno (51) pasando por lo menos por un orificio (55') practicado en dicha segunda cara (50').

7. Dispositivo de estabilización según una de las reivindicaciones 3 a 6, caracterizado porque la superficie de regulación sobre la cual está aplicada la banda es un rodillo deflector (D) de perfil cilíndrico, que determina un cambio de dirección del plano de paso de la banda (M).

8. Dispositivo de estabilización según una de las reivindicaciones 3 a 6, caracterizado porque está dispuesto corriente arriba de una bobina (3) de arrollado de la banda en espiras superpuestas, a fin de evitar el arrastre de aire entre las espiras (31, 32).

9. Dispositivo de estabilización según la reivindicación 8, caracterizado porque el órgano (5) de desvío del aire está constituido por un perfil hueco, montado sobre un medio de soporte (6) regulable en función del diámetro de la bobina (3), de manera que mantenga el órgano de desvío (5) en una posición óptima con respecto a la cara interna (41) de la banda (4), a medida que tiene lugar el arrollado de esta en bobina.

10. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado porque el órgano perfilado (5) de desvío del aire está montado en el extremo de por lo menos un brazo de soporte (6) que tiene una longitud variable y montado rotativo alrededor de un eje (60) paralelo al eje (20) de la bobina (3),estando dicho brazo (6) asociado a unos medios de regulación (7) de su orientación y (61) de su longitud, en función del diámetro de la bobina (3), para el posicionado del órgano perfilado (5) en el interior del diedro corriente arriba (G).

11. Dispositivo según la reivindicación 10, caracterizado porque el brazo de soporte (6) está montado rotativo alrededor de un eje paralelo al eje de la bobina y soporta un gato hidráulico (61) que tiene un primer elemento fijado sobre el brazo (6) y un segundo elemento (62) montado deslizante sobre el primer elemento y que soporta el órgano de desvío (5), siendo la posición del segundo elemento (62) con respecto al primero (61) regulada en función del diámetro de la bobina (3).

12. Dispositivo según una de las reivindicaciones 10 y 11, caracterizado porque el medio de regulación de la orientación del brazo de soporte comprende una palanca (7) ligada en rotación al brazo de soporte (6) y cuya posición angular es regulada por un gato hidráulico (72).

13. Dispositivo según la reivindicación 12, caracterizado porque la palanca (7) está montada rotativa alrededor de un eje (70) paralelo al (60) del brazo de soporte (6) y es solidario de un sector dentado (71) con perfil circular centrado alrededor del eje (70) de la palanca (7) de la manivela y que engrana con una rueda dentada (64) solidaria en rotación del brazo de soporte (6).

14. Dispositivo según una de las reivindicaciones 9 a 13, caracterizado porque el medio (6) de soporte regulable del órgano de desvío está montado sobre un envolvedor (F) asociado a la bobina (3) para facilitar el inicio de arrollado de ésta, estando el medio de soporte (6) plegado en el gálibo del envolvedor (F) cuando éste está en posición de inicio de arrollado y desplegado después del arrollado de algunas espiras y separación del envolvedor (F), de manera que coloque el órgano de desvío (5) en la proximidad de la banda (M), en el diedro corriente arriba (G).

15. Utilización de un dispositivo de estabilización según una de las reivindicaciones 3 a 7, en una instalación de laminado de una banda metálica, estando el dispositivo de estabilización (5) dispuesto corriente arriba de por lo menos un rodillo deflector (D) dispuesto sobre el trayecto de la banda, a fin de asegurar la aplicación directa de la banda sobre el rodillo sin interposición de una capa de aire susceptible de perturbar el guiado de la banda.

16. Utilización de un dispositivo de estabilización según una de las reivindicaciones 6 a 15, en una instalación de laminado de una banda metálica que comprende por lo menos una jaula de laminado (10) asociada al rodillo (15) de medición de planeidad sobre el cual la banda es aplicada bajo tracción, estando el dispositivo de estabilización (5) dispuesto corriente arriba del rodillo de planeidad (15) a fin de evitar el arrastre, entre la banda (M) y el rodillo (15), de una capa de aire susceptible de perturbar la medición de planeidad.

17. Utilización de un dispositivo de estabilización según una de las reivindicaciones 8 a 14, en una instalación de laminado de una banda metálica (M) que comprende un arrollador (E) dispuesto en el extremo de la línea, estando el dispositivo de estabilización (5) dispuesto en el diedro (G) corriente arriba de la línea de contacto (30) con la banda (4) ya arrollada a fin de evitar el arrastre de aire entre las espiras (31, 32) y asegurar la estabilidad de guiado de la banda (4) durante el arrollado.