IT201600118161A1 - Dispositivo di rinforno compatto per barre metalliche. - Google Patents

Description

“Dispositivo di rinforno compatto per barre metalliche”

La presente invenzione concerne un dispositivo di rinforno compatto per barre metalliche.

Il processo di estrusione di profilati in metallo prevede che una billetta, ovvero una porzione di una barra metallica, venga pressata entro una matrice di varie forme o dimensioni, per ottenere il profilato desiderato.

La billetta viene ottenuta da lunghe barre metalliche cilindriche, chiamate “log”, della lunghezza di 7-8 metri, che vengono tagliate in porzioni più piccole in modo da poter essere caricate su una pressa ed essere estruse.

Le billette tagliate in questo modo entrano in un container e con pressione controllata si estrudono spingendo le billette attraverso la matrice.

Le barre metalliche cilindriche prima di essere tagliate vengono riscaldate ad una temperatura di circa 500°C entro dei forni per poter essere portata allo stato plastico ed essere successivamente estrusa. Tagliata una prima porzione, la rimanente porzione di barra metallica cilindrica deve essere rinfornata ed essere nuovamente riscaldata per permettere un successivo taglio.

Sono noti meccanismi di rinforno che comprendono solitamente un cilindro in grado di spingere nuovamente la barra nel forno. Una sega per le barre metalliche cilindriche è solitamente posizionata in prossimità del forno e meccanismi di scorrimento permettono alla barra di scivolare dal forno alla sega e viceversa.

Per esempio, US-7047784B2 descrive un sistema per il rinforno di barre da segare durante la preparazione di billette per estrusione. Detto sistema prevede l’utilizzo di una sega circolare atta a segare una barra metallica ed un cilindro atto a spingere la barra nuovamente da segare entro il forno per un ulteriore riscaldamento. La sega circolare è posta immediatamente all’esterno del forno, tra il cilindro di rinforno ed il forno stesso.

Svantaggiosamente detti cilindri di rinforno unitamente ai loro dispositivi di azionamento occupano molto spazio andando così ad aumentare l’ingombro dell’intero impianto per la produzione di billette per l’estrusione.

Un altro svantaggio è dato dal fatto che terminato il taglio di una billetta la sega circolare deve essere sollevata o spostata per permettere al cilindro di spingere la barra cilindrica nel forno, causando una notevole perdita di tempo.

Scopo della presente invenzione è quello di ottenere un dispositivo di rinforno che permetta di occupare uno spazio ridotto e che possa trovarsi molto vicino sia alla sega che al forno in modo da limitare il raffreddamento della barra tagliata da rinfornare.

Un ulteriore scopo è quello di ottenere un dispositivo di rinforno che permetta un rapido rinforno di barre metalliche consentendo un risparmio in termini di tempo e di denaro.

In accordo con l’invenzione tali scopi sono raggiunti con un dispositivo di rinforno come descritto nella rivendicazione 1.

Un secondo scopo della presente invenzione è quello di ottenere un impianto di produzione di billette da utilizzare in successivi operazioni di pressa che permetta di predisporre le billette in modo più rapido e con un ingombro minore rispetto a quanto descritto nello stato dell’arte.

In accordo con l’invenzione tale scopo è raggiunto con un impianto di produzione di billette come descritto nella rivendicazione 8.

Un terzo scopo è quello di ottenere un metodo per il rinforno di barre metalliche che consenta un risparmio di spazio e di tempo, garantendo più cicli di produzione di billette per processi di pressa.

In accordo con l’invenzione tale scopo è raggiunto con un metodo come descritto nella rivendicazione 11.

Queste ed altre caratteristiche della presente invenzione saranno rese maggiormente evidenti dalla seguente descrizione dettagliata in un suo esempio di realizzazione pratica illustrato a titolo non limitativo nei disegni allegati, in cui:

la Figura 1 mostra una vista prospettica di una porzione di un impianto per la produzione di billette comprendente un dispositivo di rinforno ed una sega in una posizione di taglio;

la Figura 2 mostra una vista prospettica di una porzione del dispositivo di rinforno;

la Figura 3 mostra una vista prospettica della porzione di impianto di figura 1 in cui una barra metallica da rinfornare è stata arretrata per mezzo di mezzi di stacco del dispositivo di rinforno;

la Figura 4 mostra una vista prospettica della porzione di impianto di figura 1 in cui un cilindro di rinforno del dispositivo di rinforno è allineato ed in contatto con la barra metallica da rinfornare;

la Figura 5 mostra una vista prospettica della porzione di impianto di figura 1 in cui i mezzi di stacco hanno svincolato la barra metallica da rinfornare che viene spinta dal cilindro di rinforno all’interno di un forno;

la Figura 6 mostra una vista prospettica della porzione di impianto di figura 1 in cui la barra metallica è rinfornata;

la Figura 7 mostra una vista in pianta dall’alto dell’impianto per la produzione di billette comprendente il dispositivo di rinforno tra la sega ed il forno.

Un dispositivo di rinforno 2 comprende una slitta 23 a cui è rotabilmente connesso un braccio mobile 22 a cui è solidale un cilindro di rinforno 21 (figura 1). Il dispositivo di rinforno 2 comprende inoltre mezzi di stacco 3 atti ad afferrare e a muovere una barra metallica cilindrica 6, ed un cilindro idraulico 20 atto a movimentare la slitta 23.

Il dispositivo di rinforno 2 può essere impiegato in un impianto per la produzione di billette 1 comprendente mezzi di scorrimento 4 delle barre metalliche 6, una sega 5 e un forno 7 (figura 7).

Il dispositivo di rinforno 2 e i mezzi di scorrimento 4 sono posizionati sopra un primo banco 100 che prevede un primo lato 101 nella direzione di scorrimento della barra metallica 6 ed un secondo lato 102 orientato ortogonalmente a detto primo lato 101.

I mezzi di stacco 3 si trovano in una posizione centrale del banco 100, attorno ai mezzi di scorrimento 4 su cui viene posizionata la barra metallica 6 per essere tagliata dalla sega 5.

Il braccio mobile 22 comprende una prima porzione lineare 28 ed una porzione curva 29 (figura 2). Il cilindro di rinforno 21 è fissato perpendicolarmente ad una terminazione 211 della porzione curva 29 di detto braccio mobile 22, estendendosi lungo la direzione di scorrimento della barra metallica 6 parallelamente al lato 101 del banco 100.

Detto cilindro di rinforno 21 comprende a sua volta una terminazione piana 210 atta ad entrare in contatto con una sezione trasversale della barra metallica 6.

Un sostegno 27, connesso al braccio mobile 22, è collegato ad un cilindro idraulico 26. Detto sostegno 27 è fissato ad un lato superiore 220 del braccio mobile 22 ed è connesso al cilindro idraulico 26 tramite una giuntura 260. Il braccio mobile 22 è snodabile rispetto alla slitta 23 grazie alla presenza del cilindro idraulico 26.

In una posizione di riposo del cilindro idraulico 26, figura 1, il sostegno 27 e detto cilindro idraulico 26 formano un angolo interno di circa 130°.

In seguito all’ingresso di fluido idraulico, il cilindro 26 è atto a sollevarsi e a causare l’inclinazione del sostegno 27 fino a raggiungere un angolo interno di circa 90° (figura 4). La variazione dell’angolo interno tra il sostegno 27 ed il cilindro idraulico 26 è atta a causare l’abbassamento del braccio mobile 22 verso il banco 100.

Un fermo di fine corsa 271 è atto a bloccare l’inclinazione del braccio mobile 22 verso il banco 100. Detto fermo di fine corsa 271 è atto ad inserirsi in un foro 270 posto sulla giuntura 260 tra l’ulteriore cilindro idraulico 26 e il sostegno 27.

Alla diminuzione della pressione del fluido idraulico, l’ulteriore cilindro idraulico 26 è atto a scendere verso il basso, causando il sollevamento del braccio mobile 22 e ritornando il sostegno 27 nella posizione iniziale, ovvero con un angolo interno di circa 130° tra detto sostegno 27 e l’ulteriore cilindro idraulico 26.

La slitta 23 del dispositivo di rinforno 2 comprende almeno due inserti scorrevoli 25 atti a scorrere lungo guide di scorrimento 24 posizionate in maniera perpendicolare tra loro e atte a permettere uno scorrimento orizzontale della slitta 23 lungo la direzione di scorrimento della barra metallica 6.

Il cilindro idraulico 20 è posizionato tra le guide di scorrimento 24 e si estende anch’esso lungo la direzione di scorrimento della barra metallica 6.

La slitta 23 è atta a scorrere sulle guide di scorrimento 24 fino ad un’estensione massima del cilindro idraulico 20 (figura 6).

I mezzi di stacco 3 sono preferibilmente posizionati su un slitta 80 scorrevole lungo guide di scorrimento 34 nella direzione di scorrimento della barra metallica 6.

Come mostrato in figura 2, i mezzi di stacco 3 sono per esempio composti da almeno due elementi di presa 30 ciascuno dei quali comprende un corpo 32, una porzione di presa 31 ed una base 300 rotabilmente associata alla slitta 80.

Gli elementi di presa 30 sono rotabilmente associati alla slitta 80 in modo da inclinarsi verso la barra metallica 6 afferrandola (figura 1).

La porzione di presa 31 è posta in corrispondenza di un’estremità superiore 301 di ciascun elemento di presa 30, ed è provvista di almeno due pareti inclinate 310 comprendenti denti 311 atti ad aumentare l’attrito (figura 2).

I mezzi di scorrimento 4, per esempio una rulliera o un nastro, sono posizionati tra gli elementi di presa 30 e si distendono lungo la direzione di scorrimento della barra metallica 6.

La sega 5 è posizionata sopra un secondo banco 54 difronte al primo banco 100. Detta sega 5 comprende un motore 50, un braccio di trasmissione 51, un cilindro idraulico 52, un sostegno 53 ed una lama 55, per esempio un lama circolare.

Il secondo banco 54 è fissato ad una parete 500 tramite mezzi di fissaggio 56. Detta parete 500 è inoltre fissata al primo banco 100 e comprende un’apertura 501 in corrispondenza dei mezzi di scorrimento 4 (figura 3).

Il motore 50 è atto a trasmettere la potenza alla lama 55 tramite il braccio di trasmissione 51.

Il cilindro idraulico 52 è associato al secondo banco 54 secondo una giacitura inclinata di circa 30° rispetto alla verticale. Attraverso un giunto 530, il cilindro idraulico 52 è connesso ad una prima estremità 531 del sostegno 53, mentre la lama 55 della sega 5 è connessa ad una seconda estremità 532 del sostegno 53.

Il motore 50 e il braccio di trasmissione 51 sono sorretti dal sostegno 53, che a sua volta poggia su un mezzo di scorrimento 57. Detto mezzo di scorrimento 57 poggia su mezzi di rotazione 58 che a loro volta sono a contatto con il secondo banco 54.

Vantaggiosamente grazie ai mezzi di rotazione 58, al mezzo di scorrimento 57 ed al sostegno 53, il braccio 51 può raggiungere diverse inclinazioni permettendo alla lama 55 di tagliare con precisione la barra metallica 6.

Per quanto concerne il funzionamento, una molteplicità di barre metalliche 6 vengono posizionate in serie sui mezzi di scorrimento 4 e spinte dentro il forno 7 per essere riscaldate. I mezzi di scorrimento 4 si estendono anche oltre l’apertura 501 della parete 500, per permettere lo scorrimento delle barre metalliche 6 tagliate (billette) attraverso l’apertura 501 per essere utilizzate in successivi cicli produttivi per esempio in presse di estrusione (non mostrate).

La barra metallica 6 da tagliare viene scaldata dentro il forno 7 la cui bocca d’uscita 71 si trova in prossimità del lato 102 del banco 100.

Dopo essere stata scaldata, la barra metallica 6 scorre sui mezzi di scorrimento 4 all’esterno del forno 7 attraverso la bocca 71 verso l’apertura 501 della parete 500 dove viene afferrata dai mezzi di stacco 3 che la bloccano in un posizione idonea al taglio.

Ottenuta la corretta posizione di taglio, il pistone 52 si attiva causando una variazione nell’inclinazione del sostegno 53 che si inclina verso il banco 100 raggiungendo una posizione parallela rispetto al suolo. La lama 55 della sega 5 si abbassa verso il banco 100 inserendosi tra il dispositivo di rinforno 2 e la parete 500, fino a raggiungere la barra metallica 6 tagliandola.

Avvenuto il taglio la pressione del fluido idraulico diminuisce, il sostegno 53 ritorna nella sua posizione iniziale sollevando la lama 55 della sega 5 sopra il dispositivo di rinforno 2.

La barra metallica 6 tagliata (billetta) prosegue il suo percorso oltre la parete 500 per arrivare ad una pressa di estrusione (non mostrata).

La barra metallica 6 rimasta bloccata dai mezzi di stacco 3 deve essere rinfornata per ristabilire una temperatura ottimale per il taglio.

Il rinforno avviene in accordo con le seguenti fasi in sequenza:

- i mezzi di stacco 3 muovono la barra metallica 6 verso il forno 7 di un tratto pari sostanzialmente alla lunghezza del cilindro di rinforno 21 (figura 3);

- il braccio mobile 22 ruota permettendo al cilindro di rinforno 21 di allinearsi con la barra metallica 6;

- i mezzi di stacco 3 rilasciano la barra metallica 6;

- la slitta 23 si muove verso il forno 7 in modo che la terminazione piana 210 di detto cilindro di rinforno 21 entri in contatto con un’estremità piana della barra metallica 6, così spingendo la barra metallica 6 nuovamente dentro il forno 7 attraverso la bocca 71.

E’ da evidenziare che le slitte 23 e 80 si muovono nella stessa direzione ma indipendentemente l’una rispetto all’altra.

Si noti inoltre che l’avverbio sostanzialmente sopra utilizzato vuole evidenziare che lo spazio coperto dalla slitta 80 è di poco superiore alla lunghezza del cilindro di rinforno 21 in modo da evitare pericolose interferenze tra il cilindro di rinforno 21 e la barra metallica 6 quanto avviene l’allineamento. Detto spazio tiene inoltre conto dello spazio, nella direzione di scorrimento della barra metallica (6), dell’ingombro del braccio mobile 22 e della distanza tra detto braccio mobile 22 e la lama 55.

Vantaggiosamente il dispositivo di rinforno 2 è posizionato tra la lama 55 della sega 5 e il forno 7, cosicché il procedimento di rinforno può iniziare ancor prima che la lama 55 si sia sollevata.

Il banco 100 di supporto del dispositivo di rinforno 2 si affaccia sul banco 54 della sega 5 così riducendo l’ingombro complessivo dell’impianto 1.

L’innovativo dispositivo di rinforno permette di ridurre il tempo necessario a compiere l’intero ciclo di taglio di una singola barra metallica in una pluralità di billette, addirittura minore di circa il 30% (si passa da 35 a 25 secondi) perché si riduce il tempo di rinforno necessario dopo ogni taglio. La frequenza di taglio aumenta così incrementando il tempo in cui la barra metallica 6 rimane nel forno garantendo un riscaldo più omogeneo e minori consumi di gas del forno 7.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di rinforno (2) per barre metalliche (6) comprendente un cilindro di rinforno (21) atto ad entrare in contatto con dette barre metalliche (6), caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre una slitta (23) atta a scorrere entro guide di scorrimento (24), un cilindro idraulico (20) atto a movimentare la slitta (23) a cui è rotabilmente connesso un braccio mobile (22) a cui è solidale il cilindro di rinforno (21), e mezzi di stacco (3) atti ad afferrare e a muovere le barre metalliche (6) indipendentemente da detta slitta (23).
2. 2. Dispositivo di rinforno (2) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i mezzi di stacco (3) comprendono almeno due elementi di presa (30) atti ad inclinarsi e a scorrere in ulteriori guide di scorrimento (34).
3. 3. Dispositivo di rinforno (2) secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che i mezzi di stacco (3) sono posizionati su una ulteriore slitta (80) scorrevole lungo ulteriori guide di scorrimento (34), dette slitte (23, 80) muovendosi nella stessa direzione di scorrimento della barra metallica (6) ma indipendentemente l’una rispetto all’altra.
4. 4. Dispositivo di rinforno (2) secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che gli elementi di presa (30) sono rotabilmente associati alla slitta (80) in modo da inclinarsi verso la barra metallica (6) afferrandola.
5. 5. Dispositivo di rinforno (2) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il cilindro di rinforno (21) si sviluppa lungo la direzione di scorrimento della barra metallica (6) ed è fissato perpendicolarmente ad una terminazione (211) del braccio mobile (22).
6. 6. Dispositivo di rinforno (2) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il braccio mobile (22) è azionato da un ulteriore cilindro idraulico (26) indipendente da detto cilindro idraulico (20).
7. 7. Dispositivo di rinforno (2) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2-6, caratterizzato dal fatto che ciascun elemento di presa (30) comprende una base (300), un corpo (32) ed una porzione di presa (31) provvista di almeno due pareti inclinate (310) comprendenti denti (311).
8. 8. Impianto per la produzione di billette (1) comprendente un dispositivo di rinforno (2), mezzi di scorrimento (4) di barre metalliche (6), una sega (5) e un forno (7), caratterizzato dal fatto che il dispositivo di rinforno (2) è posizionato tra la sega (5) ed il forno (7).
9. 9. Impianto (1) secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che il dispositivo di rinforno (2) è secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-7.
10. 10. Impianto (1) secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto di prevedere un primo banco (100) che supporta detto dispositivo di rinforno (2) ed un secondo banco (54) che supporta detta sega (5), detto primo banco (100) e detto secondo banco (54) essendo tra loro affacciati da parti opposte rispetto a detti mezzi di scorrimento (4) delle barre metalliche (6).
11. 11. Metodo per il rinforno di barre metalliche (6) entro un forno (7) in un impianto per la produzione di billette (1), caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di - presa della barra metallica (6) da parte di mezzi di stacco (3), - spostamento della barra metallica (6) da parte dei mezzi di stacco (3) verso il forno (7), - allineamento di un cilindro di rinforno (21) con la barra metallica (6) a seguito di una rotazione di un braccio mobile (22) che supporta detto cilindro di rinforno (21), - rilascio della barra metallica (6) da parte dei mezzi di stacco (3), - avvio del moto del cilindro di rinforno (21) verso il forno (7) in modo realizzare un contatto tra il cilindro di rinforno (21) e la barra metallica (6) spingendo quest’ultima nuovamente all’interno del forno (7).
12. 12. Metodo secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto lo spostamento della barra metallica (6) da parte dei mezzi di stacco (3) verso il forno (7) è pari sostanzialmente alla misura del cilindro di rinforno (21) del braccio mobile (22).