IT201900006821A1 - Macchina per la curvatura di elementi allungati quali barre, tubi e simili e metodo di funzionamento di tale macchina - Google Patents

Description

Macchina per la curvatura di elementi allungati quali barre, tubi e simili e metodo di funzionamento di tale macchina

DESCRIZIONE

Campo dell’invenzione

La presente invenzione si riferisce al settore delle macchine per la curvatura di elementi allungati, quali tubi, dette anche macchine curvatubi, e riguarda in particolare una machina curvatubi con possibilità di curvatura sia in senso orario che antiorario.

Stato dell’arte

Nel settore dell’automazione industriale sono note le macchine per curvare tubi, semplicemente definite machine curvatubi. Esse trovano largo impiego in svariati settori industriali, quali il settore automobilistico, ciclistico, nella produzione di arredi metallici, di arredi urbani, di casalinghi, di condotti termici, di radiatori, ecc. e più in generale in qualsiasi settore nel quale siano necessari elementi metallici tubolari a sezione tonda, quadra, ovale, ecc. o profili estrusi o preformati, aventi sagome non rettilinee.

Il ciclo di curvatura di un elemento tubolare comprende sostanzialmente le fasi di portare una porzione del pezzo da lavorare in una matrice di forma portata da una testa di curvatura, il morsaggio del pezzo mediante una morsa associata alla matrice di forma, il serraggio del pezzo mediante un elemento di contrasto, e la rotazione parziale della matrice di forma e della morsa per ottenere la curvatura desiderata, nel tratto di pezzo desiderato. La matrice di forma e la morsa sono montate solidali a un albero della testa di curvatura che ne provoca la rotazione contemporanea sia in un verso di curvatura, che nel verso opposto.

Sono attualmente disponibili diverse soluzioni costruttive di macchine curvatubi, in base alle esigenze e alla tipologia di pieghe da effettuare. In specifico, nel caso di oggetti con sagome complesse, vi è la necessità di poter effettuare in sequenza varie fasi di curvatura, per formare più curve anche di diversa angolazione, con diverso raggio di curvatura, e con più porzioni rettilinee intermedie, oppure la necessità di realizzare curve su diversi piani orizzontali e verticali in modo da poter formare particolari aventi forme con uno sviluppo tridimensionale.

A tal fine, le macchine attualmente sul mercato comprendono un dispositivo di posizionamento atto a posizionare il tubo nelle varie fasi di curvatura spostandolo avanti e indietro rispetto alla testa di curvatura per poterlo piegare in una specifica zona e/o ruotandolo rispetto a un suo asse longitudinale in un desiderato piano di curvatura. Nelle fasi di curvatura e di movimentazione, in particolare gli oggetti complessi potrebbero però interferire con le componenti della macchina, oppure gli oggetti lunghi potrebbero interferire con il pavimento. Questo problema è stato risolto con l’utilizzo di macchine curvatubi in grado di piegare i tubi in due sensi di curvatura opposti, cioè di piegare il tubo verso destra e quindi in senso orario, o verso sinistra e quindi in senso antiorario. In tal modo se si trova un ostacolo, per esempio, nella direzione destra è possibile ribaltare il senso di curvatura in direzione sinistra e viceversa in modo da evitare collisioni tra il pezzo e l’ostacolo.

Sono pertanto state proposte macchine curvatubi aventi una testa di curvatura, comprendente almeno due matrici di forma, montate contrapposte una rispetto all’altra e associate alla macchina in modo girevole per portare di volta in volta una delle almeno due matrici di forma in una posizione di lavoro nella quale si trova in corrispondenza del tubo in fase di lavorazione. La testa di curvatura per poter disimpegnare la matrice di forma in fase di utilizzo dal tubo in lavorazione e poter ruotare per portare nella posizione di lavoro una delle matrici di forma contrapposte rispetto all’albero della testa di curvatura, deve necessariamente essere suscettibile di tre di tipi di movimentazione: in direzione laterale per allontanarle la matrice di forma dal tubo, in direzione verticale per abbassarla e disimpegnarla dal tubo e infine poter ruotare per portare la matrice di forma contrapposta, o una delle matrici di forma contrapposte, se più di una, in posizione di lavoro.

Il blocco comprendente la testa di curvatura, con le matrici di forma, le morse e gli elementi di contrasto risulta però particolarmente ingombrante e pesante e pertanto le operazioni sopra descritte implicano lo spostamento e la movimentazione di una massa piuttosto rilevante, con conseguenti complicazioni della cinematica della macchina e con un aumento della tempistica di movimentazione.

In aggiunta, la fase di rotazione della testa di curvatura prevede che essa debba essere fermata o comunque rallentata anche in posizioni intermedie rispetto alla posizione di lavoro e di fuori lavoro per consentire rotazioni o spostamenti longitudinali del tubo necessarie per poterlo disimpegnare dalla testa. Per tale ragione e svantaggiosamente le motorizzazioni necessarie risultano essere particolarmente complesse e costi molto elevati.

Inoltre, nel caso di pezzi particolarmente complessi, la rotazione della matrice di forma e della morsa di serraggio verso la posizione iniziale potrebbe non essere possibile a causa di eventuali interferenze tra la matrice di forma e l’elemento allungato. In effetti, la matrice di forma presenta una porzione rettilinea, per il corretto serraggio del pezzo una volta accoppiata alla morsa, che potrebbe interferire con il tubo, deformandolo, o comunque provocando almeno una parziale raddrizzatura di almeno una parte della curva precedentemente formata. Tale problema potrebbe essere risolto portando il tubo in avanti in direzione longitudinale, ma questo potrebbe creare un’interferenza con la morsa di bloccaggio, che si troverebbe nella condizione ruotata. Pertanto, anche durante l’utilizzo di una stessa matrice di forma, la testa di curvatura deve comunque essere movimentata in direzione laterale e verticale in modo da disimpegnare la matrice di forma e la morsa dall’elemento allungato e consentire di riportarle nella posizione iniziale, per poi poter effettuare una nuova curvatura e/o rimuovere il pezzo e poi spostata nuovamente per tornare in posizione di lavoro.

In aggiunta, quando presenti più matrici di forma da ciascun lato della testa di curvatura, per poter effettuare curvature con differenti raggi, la testa di curvatura deve essere movimentata in direzione verticale anche per passare da una all’altra di dette matrici.

Svantaggiosamente, quindi, la testa di curvatura deve essere spostata frequentemente durante le fasi necessarie alla realizzazione di ogni singolo pezzo, anche in corrispondenza di curve realizzate mediante la stessa matrice di forma.

Sommario dell’invenzione

Scopo della presente invenzione è di ovviare agli inconvenienti della tecnica nota sopra descritta, fornendo una macchina per curvare elementi allungati, che permetta di limitare le movimentazioni della testa di curvatura, necessarie per alternare le matrici di forma nella posizione di lavoro o per successive fasi di curvatura.

Un altro scopo è di fornire una macchina strutturalmente semplificata almeno per quanto concerne la parte relativa alla movimentazione della testa di curvatura.

Un ulteriore scopo è di fornire una macchina nella quale ciascuna matrice di forma possa ruotare sia insieme alla rispettiva morsa di serraggio che indipendentemente da essa.

Un primo aspetto della presente invenzione concerne pertanto una macchina per la curvatura di elementi allungati, quali barre, tubi, profilati metallici e simili, secondo la rivendicazione 1.

In particolare, la macchina comprende un basamento, un gruppo posizionatore, un gruppo di curvatura comprendente una testa di curvatura, portante almeno due matrici di forma contrapposte, a ciascuna delle quali sono associati un rispettivo elemento di contrasto e una rispettiva morsa di serraggio, in maniera movibile per poter essere avvicinati e allontanati da essa secondo necessità durante i cicli di curvatura, in cui il gruppo posizionatore è associato al basamento in modo da movimentare il tubo lungo una direzione longitudinale per avvicinarlo e allontanarlo dal gruppo di curvatura e a ruotarlo intorno al proprio asse e in cui il gruppo di curvatura è associato al basamento in modo da ruotare attorno a un suo asse di rotazione per portare alternativamente una delle matrici di forma in una posizione di lavoro nella quale si trova in corrispondenza al tubo.

Vantaggiosamente il gruppo posizionatore è provvisto di mezzi per traslare il tubo anche lateralmente in una direzione trasversale alla direzione longitudinale e/o in una direzione verticale, nel senso di alzarlo o abbassarlo rispetto al basamento. Questa configurazione del gruppo posizionatore consente pertanto di movimentare il tubo in almeno una di due ulteriori direzioni in modo da poterlo allontanare dalla testa di curvatura in direzione laterale e/o verticale, per poterlo disimpegnare da essa ed evitare interferenze durante le fasi di lavorazione e soprattutto durante le rotazioni del gruppo di curvatura. In tal modo e vantaggiosamente la testa di curvatura non necessita di movimentazioni laterali e/o verticali, con conseguente semplificazione dei movimenti della stessa.

Di preferenza, il gruppo posizionatore è montato scorrevole su guide di scorrimento trasversali per la sua movimentazione nella direzione trasversale, in modo da poter essere spostato lateralmente verso destra e verso sinistra a seconda delle fasi di lavorazione. A loro volta le guide di scorrimento trasversali sono montate scorrevoli su guide di scorrimento longitudinali, per la movimentazione nella direzione longitudinale in modo da avvicinare il gruppo posizionatore al gruppo di curvatura.

Vantaggiosamente, il gruppo posizionatore comprende un elemento di bloccaggio, per trattenere l’elemento allungato, montato scorrevole in direzione verticale in un elemento di supporto, in modo da poter sollevare o abbassare l’elemento allungato per allontanarlo o avvicinarlo al basamento.

In una soluzione particolarmente preferita, la macchina comprende sia mezzi di movimentazione laterale che verticale, in modo che il gruppo di curvatura sia suscettibile solo di rotazioni e non compia traslazioni né verticali, né laterali. Dal momento che il tubo ha un peso contenuto, le motorizzazioni necessarie alle sue movimentazioni sono piuttosto semplificate con una notevole riduzione dei costi, rispetto alle movimentazioni e ai rinvii necessari per spostare il gruppo di curvatura, stante la sua massa e le sue dimensioni rilevanti e la necessità di abbinare sia movimenti rotatori che traslatori. In aggiunta la movimentazione del tubo avviene in tempi particolarmente rapidi, proprio per le sue caratteristiche fisiche.

Di preferenza, i mezzi di movimentazione del gruppo di curvatura sono atti a effettuare solo rotazioni di 180° tra una prima posizione in cui una matrice di forma di un primo gruppo comprendente una o più matrici di forma è in una posizione di lavoro e una seconda posizione in cui il primo gruppo di matrici di forma si trova in una posizione di fuori lavoro e una matrice di forma di un secondo gruppo di una o più matrici di forma, contrapposto al primo gruppo di una o più matrici di forma, si trova nella posizione di lavoro. In altre parole, la testa di curvatura viene ruotata solo tra le due posizioni estreme della sua corsa, in quanto non risulta necessario fermarla in specifiche posizioni intermedie. Questo permette di utilizzare una trasmissione particolarmente semplificata, per esempio una trasmissione del tipo a cremagliera azionata mediante un cilindro idraulico, che permette un’ulteriore semplificazione del dispositivo e una conseguente riduzione dei costi.

Pertanto, quando sono presenti sia i mezzi per una traslazione laterale del tubo che i mezzi per una sua traslazione verticale, il gruppo di curvatura non viene più traslato, ma viene semplicemente fatto ruotare per variare il senso di curvatura da destro a sinistro e viceversa, mentre il disimpegno del tubo dalla matrice forma è ottenuto movimentando il tubo per mezzo del gruppo posizionatore che, comandato su tre assi di movimento, disimpegna il tubo per permettere la rotazione del gruppo di curvatura e il riposizionamento del tubo rispetto alla matrice di forma che viene a trovarsi in posizione di lavoro dopo il ribaltamento del gruppo di curvatura.

Di preferenza, la macchina comprende anche un gruppo per l’estrazione di un’anima precedentemente inserita in una porzione dell’elemento allungato, quando cavo, se necessaria per evitare che l’elemento allungato cavo si deformi durante la curvatura. Vantaggiosamente anche a tale gruppo sono associati mezzi per una sua movimentazione laterale e/o verticale, corrispondenti a quelli del gruppo posizionatore in modo da poter movimentare l’anima corrispondentemente ai movimenti dell’elemento allungato al quale è associata, mantenendola in posizione per ciascun ciclo successivi di curvatura. In effetti, l’anima deve essere movimentata insieme al tubo e pertanto la macchina è provvista di mezzi per effettuare tali movimentazioni.

Vantaggiosamente, il gruppo di curvatura può comprendere una porzione di supporto della testa di curvatura, che presenta una cavità in modo che i componenti necessari alle movimentazioni delle matrici di forma, delle morse di serraggio e degli elementi di contrasto siano alloggiati al suo interno.

Un secondo aspetto della presente invenzione concerne un gruppo di curvatura per una macchina per la curvatura di elementi allungati, quali barre, tubi, profilati metallici e simili, secondo la rivendicazione 6.

In specifico, il gruppo di curvatura comprende almeno due matrici di forma associate a due parti opposte di una testa di curvatura e almeno due morse di serraggio e due elementi di contrasto, ciascuno montato scorrevole in corrispondenza di una relativa matrice di forma per poter essere avvicinato e allontanato da essa secondo necessità durante i cicli di curvatura. Vantaggiosamente, ciascuna matrice di forma e la relativa morsa di serraggio comprendono mezzi per risultare agganciate una all’altra quando ravvicinate, in modo che mettendo in rotazione la morsa di serraggio, essa trascini con sé in rotazione anche la matrice di forma durante la curvatura dell’elemento allungato, e per risultare separate quando allontanate una dall’altra in modo che morsa di serraggio e matrice di forma possano ruotare indipendentemente una dall’altra. Preferibilmente la morsa di serraggio è posta in rotazione da un albero di rotazione, sia durante la rotazione necessaria a curvare l’elemento allungato, che nella rotazione necessaria per tornare nella posizione iniziale, mentre la matrice di forma, quando separata dalla morsa di serraggio è movimentata mediante rispettivi mezzi di movimentazione.

Preferibilmente, morsa di serraggio e matrice di forma risultano accoppiate mediante una chiavetta emergente dalla morsa di serraggio e destinata a inserirsi in una rispettiva scanalatura ricavata a in una porzione della matrice di forma, o viceversa, e i mezzi di movimentazione della matrice di forma comprendono un ingranaggio motorizzato che interagisce con una porzione della matrice di forma, di preferenza con una dentellatura prevista almeno in una sua porzione periferica.

Questa configurazione permettere di far ruotare insieme matrice di forma e morsa di serraggio nella fase di curvatura e di muoverle disgiuntamente per riportarle in posizione iniziale, in modo da poterle muovere in momenti diversi per consentire, se necessario uno spostamento dell’elemento allungato dopo aver riportato la morsa di serraggio nella posizione iniziale e può essere utilizzata anche per gruppi di curvatura aventi una o più matrici di forma associate solo a una delle due estremità della testa di curvatura.

Di preferenza, il metodo di funzionamento della macchina prevede di spostare l’elemento allungato nella direzione longitudinale per portarne una porzione in corrispondenza di una o più matrici di forma che si trovano nella posizione di lavoro; se necessario, alzare l’elemento allungato a livello della scanalatura di una delle matrici di forma, o a livello di una scanalatura desiderata di una matrice di forma nella posizione di lavoro, spostare lateralmente il gruppo posizionatore fino ad accostare il tubo alla suddetta scanalatura e avvicinare la relativa morsa di serraggio all’elemento allungato; ruotare intorno all’asse di curvatura la matrice di forma e la relativa morsa di serraggio in una prima direzione per curvare una porzione dell’elemento allungato; allontanare la morsa di serraggio dall’elemento allungato e allontanare l’elemento allungato dalla matrice di forma; ruotare la morsa di serraggio e la matrice di forma in direzione opposta per riportarle nella posizione iniziale; se necessario, effettuare altre curvature, eventualmente anche precedute o seguite da una rotazione dell’elemento allungato sul suo asse, per variare il piano di curvatura; spostare nelle direzioni necessarie ed eventualmente ruotare l’elemento allungato intorno al suo asse longitudinale per disimpegnalo dal gruppo di curvatura; ruotare di 180° il gruppo di curvatura attorno al suo asse di rotazione per portare nella posizione di lavoro una o più matrici di forma associate all’estremità opposta della testa di curvatura; e ripetere le fasi precedenti fasi per effettuare nuove curvature, eventualmente precedute o seguite da una rotazione dell’elemento allungato sul suo asse, fino a ottenere un pezzo finito avente tutte le curvature necessarie.

Vantaggiosamente, quindi, l’elemento allungato viene movimentato longitudinalmente, trasversalmente e verticalmente sia per portarlo nella posizione corretta durante ogni ciclo di curvatura, che per disimpegnarlo dalla testa di curvatura, permettendo il ribaltamento del gruppo di curvatura, mentre il gruppo di curvatura viene semplicemente ruotato per invetrire le matrici di forma in posizione di lavoro e spostare da parti opposte gli elementi di contrasto e le morse di bloccaggio in modo da poter effettuare curvature in senso orario o in senso antiorario, secondo necessità.

In specifico, la rotazione della matrice di forma e della relativa morsa di serraggio nella seconda direzione può essere effettuata ruotando la morsa di serraggio mediante l’albero di rotazione, mentre la rotazione della matrice di forma può essere attuata mediante i relativi mezzi di movimentazione sopra descritti.

Infine, qualora la macchina comprenda il gruppo estrazione anima, è prevista anche l’attivazione dei secondi mezzi di traslazione del gruppo estrazione anima e/o dei terzi mezzi di traslazione del gruppo estrazione anima contemporaneamente all’attivazione dei secondi mezzi di traslazione e/o dei terzi mezzi di traslazione per movimentare l’anima insieme all’elemento allungato.

Elenco delle figure

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno meglio evidenziati dall’esame della seguente descrizione dettagliata di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, illustrata a titolo indicativo e non limitativo, col supporto dei disegni allegati, in cui:

- la figura 1 mostra una vista in prospettiva di una macchina per curvare elementi allungati secondo una forma di realizzazione della presente invenzione;

- la figura 2 mostra una vista laterale della macchina della figura 1; - la figura 3 mostra alcuni componenti della macchina della figura 1, in una prima condizione di lavoro;

- la figura 4 mostra i componenti della figura 3, in una seconda condizione di lavoro;

- la figura 5 mostra alcuni dei componenti della figura 3 da una prima angolazione;

- la figura 6 mostra i componenti della figura 5 da un’angolazione opposta; e

- le figure da 7 a 18 mostrano la macchina della figura 1 in diverse fasi di lavorazione per ottenere un elemento allungato avente una sagoma complessa.

Descrizione dettagliata dell’invenzione

Le figure mostrano una macchina per curvare elementi allungati, per esempio tubi, barre, profilati, ecc. sia cavi che pieni e con diverse sezioni. Il seguito della descrizione farà riferimento a un tubo, anche se la macchina è idonea alla curvatura di elementi allungati anche di altre tipologie, e la machina verrà definita semplicemente macchina curvatubi e indicata con il numero 1. La macchina curvatubi comprende un basamento 2 al quale sono associati un gruppo posizionatore 3 e un gruppo di curvatura 4.

Il basamento presenta una parte inferiore 5 che può essere strutturata per contenere le apparecchiature necessarie al funzionamento della macchina e può comprendere un piano superiore 6.

Il gruppo posizionatore è disposto al di sopra del basamento e comprende un elemento di bloccaggio 7 per ricevere e trattenere di volta in volta l’elemento allungato, o tubo, 8 in fase di lavorazione. Il gruppo posizionatore è associato al basamento in modo da poter essere movimentato rispetto a esso in una direzione longitudinale X sostanzialmente coincidente con l’asse del tubo, in modo da poterlo movimentare in avanti e indietro. Vantaggiosamente, quindi, al basamento sono associati primi mezzi di traslazione 9 per traslare il gruppo posizionatore nella direzione longitudinale, mediante relativi primi mezzi di movimentazione 10. Di preferenza, i primi mezzi di traslazione comprendono almeno una guida longitudinale disposta sul piano superiore e i primi mezzi di movimentazione comprendono un motore. In alternativa il gruppo posizionatore potrebbe restare in posizione fissa rispetto al basamento ed essere provvisto di mezzi per movimentare il tubo nella direzione longitudinale. In aggiunta, il gruppo posizionatore comprende mezzi di rotazione – non mostrati – per ruotare il tubo attorno a un suo asse di rotazione Z, in modo da poter effettuare curvature anche su piani diversi.

Il gruppo di curvatura comprende una testa di curvatura 11 suscettibile di rotazioni su un asse di curvatura Y, ortogonale alla direzione longitudinale, e portante almeno due matrici di forma 12, disposte da parti opposte della testa di formatura, in modo da trovarsi sostanzialmente allineate con l’asse di rotazione Y. Ciascuna matrice di forma presenta una o più impronte 13, che definiscono il raggio di curvatura, ciascuna impronta avendo una porzione rettilinea 14 sagomata per poter ricevere una porzione del tubo da curvare e trattenerla durante la fase di curvatura con l’ausilio di una rispettiva morsa di serraggio 15 predisposta in corrispondenza della matrice di forma e suscettibile anch’essa di rotazione rispetto all’asse di curvatura Y. A ciascuna matrice di forma è inoltre associato un rispettivo elemento di contrasto 16, per bloccare lateralmente il tubo durante la fase di curvatura ed evitare che il tubo possa spostarsi a causa della rotazione della matrice di forma e della rispettiva morsa. A tal fine sia le morse di serraggio che gli elementi di contrasto presentano una o più scanalature 17 destinate a entrare in contatto con parte del tubo durante le fasi di curvatura. Di preferenza, da parti opposte della testa di curvatura sono previste due o più matrici di forma 12, ciascuna avente un’unica impronta 13, in modo da definire due o più raggi di curvatura differenti. Corrispondentemente il gruppo di curvatura comprende una rispettiva matrice di forma e un elemento di contrasto per ciscuna matrice di forma del gruppo di curvatura. Questa soluzione risulta maggiormente flessibile in quanto consente di attrezzare la macchina con matrici di forma differenti e relative morse di serraggio ed elementi di contrasto, secondo necessità.

Le morse di serraggio 15 e gli elementi di contrasto 16 sono portati da rispettivi supporti delle morse di serraggio 15’ e supporti degli elementi di contrasto 16’, in modo da risultare movibili rispetto alle matrici di forma, per essere avvicinati, o allontanati a/da esse e quindi al/dal tubo secondo necessità. Ciascun supporto delle morse di serraggio 15’ e ciascun supporto degli elementi di contrasto 16’, può supportare una o più morse e uno o più elementi contrasto, corrispondenti a ciascuna/o a una rispettiva matrice di forma.

In effetti, la fase di curvatura del tubo prevede che una porzione desiderata di tubo venga portata sostanzialmente a contatto di una impronta della matrice di forma, o dell’impronta della matrice di forma che si trova nella posizione di lavoro; successivamente la rispettiva morsa di serraggio e il rispettivo elemento di contrasto vengono accostati al tubo; la matrice di forma insieme alla corrispondente morsa di serraggio effettuano una rotazione parziale sull’asse di rotazione Y, in senso orario, come mostrato per esempio nelle figure 7 e 8, o in senso antiorario, come mostrato per esempio nella figura 10 a seconda della matrice di forma in posizione di lavorazione, provocando una curvatura del tubo, mentre l’elemento di contrasto trattiene lateralmente la parte del tubo adiacente a quella in lavorazione per evitare che ruoti o che si possa incurvare; morsa di serraggio ed elemento di contrasto vengono poi allontanati dal tubo; la matrice di forma insieme alla morsa di serraggio viene riportata nella posizione iniziale per procedere alle lavorazioni successive o allo scarico del tubo.

Il gruppo di curvatura è associato a una estremità 18 del basamento in maniera da poter ruotare intorno a un suo asse di rotazione K parallelo alla direzione longitudinale X, in modo da portare alternativamente una prima o una seconda di dette due matrici di forma in corrispondenza di una posizione di lavoro nella quale si trova in corrispondenza del tubo da curvare, secondo necessità, come mostrato ad esempio nelle figure 9 e 15.

Secondo l’invenzione, la macchina curvatubi comprende secondi mezzi di traslazione 19 per traslare il gruppo posizionatore lateralmente in una direzione trasversale W, ortogonale alla direzione longitudinale, a opera di secondi mezzi di movimentazione – non mostrati. Di preferenza i secondi mezzi di traslazione sono collegati ai primi mezzi di traslazione, per risultare movibili in direzione longitudinale insieme al gruppo posizionatore e comprendono una guida, che si estende in direzione trasversale rispetto al piano superiore e che è montata scorrevole sui primi mezzi di traslazione. Il gruppo posizionatore è montato sopra la guida per poter essere spostato lateralmente. Grazie a questa configurazione, il tubo in fase di lavorazione può essere movimentato sia in direzione longitudinale, come di consueto, per avvicinarlo alla o allontanarlo dalla matrice di forma e per portare diversi suoi tratti in corrispondenza di essa in modo che possano essere curvati, ma anche in direzione laterale rispetto matrice di forma per allontanarlo dalla stessa e disimpegnare la matrice di forma, eventualmente anche mediante una rotazione parziale del tubo, per consentire la rotazione del gruppo di curvatura, quando necessario, senza che esso debba effettuare alcuno spostamento laterale, oppure per allontanarle il tubo dalla matrice di forma per poter poi ruotare la matrice di forma stessa e riportarla nella posizione iniziale alla fine di ogni curvatura.

In alternativa, ma preferibilmente in aggiunta, il gruppo posizionatore può comprendere terzi mezzi di traslazione 20, per movimentare l’elemento di bloccaggio 8, e con esso il tubo in lavorazione, in una direzione verticale J, in modo da allontanarlo o avvicinarlo al piano superiore del basamento, secondo necessità. I mezzi di traslazione verticale possono comprendere almeno una guida disposta verticalmente rispetto al piano superiore del basamento ed essere associati a terzi mezzi di movimentazione – non mostrati. Tale movimentazione permette quindi di alzare il tubo, in modo da liberare la matrice di forma e permettere la rotazione del gruppo di curvatura senza che esso debba effettuare alcuna traslazione in verticale.

Vantaggiosamente, l’aggiunta di una o di entrambe di tali movimentazioni laterale e verticale permette di disimpegnare tubi di qualsiasi dimensione e sagoma dalla o dalle matrice/i di forma senza necessità di alcuno spostamento laterale e/o verticale della testa di formatura. In tal modo si semplifica notevolmente l’apparto di movimentazione del gruppo di curvatura, non essendo più necessari i componenti preposti alle sue movimentazioni laterali e/o verticali. In effetti il gruppo di curvatura potrebbe essere suscettibile di traslazioni solo in una delle due direzioni orizzontale o verticale, eliminando così parte dei componenti necessari a effettuare una o l’altra traslazione, ma preferibilmente non è suscettibile di traslazioni, ma è soggetto solo alla rotazione attorno all’asse K. In questo caso e di preferenza, la rotazione del gruppo di curvatura può essere effettuata mediante mezzi di rotazione 21 estremamente semplificati, comprendenti, per esempio, una trasmissione a cremagliera con pistone idraulico.

Nel caso di tubi cavi può essere anche necessario il mantenimento della loro forma nel momento della deformazione causato dalla curvatura. In effetti, il materiale sollecitato dalla compressione sulla matrice di forma tende generalmente a comprimersi e di conseguenza cambiare la sua forma nel tratto interessato dalla curvatura. Per ovviare a tale inconveniente, è possibile introdurre una barra, o un’anima in una porzione del tubo che si trova di volta in volta in corrispondenza della matrice di forma, in modo da evitarne la deformazione in fase di curvatura. Tale anima deve poi essere estratta alla fine della curvatura in modo che il tubo risulti vuoto. La macchina può pertanto comprendere anche un gruppo estrazione anima 3’ strutturalmente simile al gruppo posizionatore, posto a un’estremità della macchina opposta rispetto al gruppo di curvatura, e comprendente un rispettivo elemento di bloccaggio 7’ e rispettivi secondi mezzi di movimentazione 19’ e/o terzi mezzi di movimentazione 20’, per poter movimentare il tubo lateralmente e/o verticalmente, in maniera sincronizzata con il gruppo posizionatore 3.

Nella forma di realizzazione preferita dell’invenzione mostrata nelle figure, per poter procedere al ribaltamento di 180° del gruppo di curvatura, e in specifico della testa di curvatura, delle matrici di serraggio e degli elementi di contrasto, per portare una matrice di forma di un primo gruppo di una o più matrici di forma dalla posizione di lavoro a una posizione di riposo ad essa contrapposta e una matrice di forma di un secondo gruppo di una o più matrici di forma, associato a una parte opposta della testa di curvatura rispetto al primo gruppo di matrici di forma, dalla posizione di riposo alla posizione di lavoro e viceversa, è sufficiente spostare longitudinalmente il tubo mediante i primi mezzi di traslazione e/o spostarlo lateralmente mediante i secondi mezzi e/o sollevarlo mediante i terzi mezzi di movimentazione e/o ruotarlo su suo asse di rotazione Z per allontanarlo dalla matrice di forma, in modo che la testa di curvatura sia libera di ruotare senza che le matrici di forma entrino in collisione con il tubo. In effetti, confrontando le posizioni dell’elemento di bloccaggio tra le figure 12 e 13 si può notare che nella figura 13, che rappresenta la fase di ribaltamento del gruppo di formatura, l’elemento di bloccaggio risulta spostato lateralmente e alzato rispetto alla figura 12, nella quale è rappresentata una fase di curvatura. Una volta effettuata la rotazione del gruppo di curvatura, il tubo può essere riportato nella corretta posizione di lavoro mediante sue movimentazioni in uno o più dei tre assi di movimentazione X, J e W, come mostrato nella successiva figura 14.

Dal momento che il gruppo di curvatura è suscettibile solo di rotazioni, infatti, per disimpegnare il tubo dalla matrice di forma è necessario movimentarlo nelle direzioni trasversale e longitudinale per portarlo fuori dall’impronta della matrice di forma, per poter riportare la matrice di forma e la morsa di bloccaggio nella posizione iniziale per poter effettuare una nuova curvatura e/o per poterlo sollevare per cambiare testa di formatura.

Le figure da 7 a 18 mostrano diverse fasi di lavoro necessarie per ottenere un pezzo avente una sagoma complessa ottenuta mediante più curvature anche in paini diversi. Le figure 7, 8, 10, 11, 12, 14, 16 e 18 mostrano diverse fasi di curvatura. In tali figure, le morse di bloccaggio sono rappresentate sia con linee piene, per mostrare una condizione iniziale, che con linee tratteggiate, per mostrare una posizione ruotata, nella quale si trovano a seguito della fase di curvatura del tubo. In specifico le figure 7 e 8 mostrano due operazioni successive di curvatura del tubo in senso orario, come indicato dalle frecce nella figura, per effettuare due prime curve consecutive nello stesso verso; la figura 9 mostra la rotazione del gruppo di curvatura intorno all’asse K per invertire la matrice di curvatura nella posizione di lavoro e per portare da parte opposta le morse di bloccaggio e gli elementi di contrasto; la figura 10 mostra una fase di curvatura in senso antiorario, con il tubo precedentemente ruotato per effettuare la curvatura su un diverso piano; le figure 11 e 12 mostrano due fasi di curvatura successive in senso orario, dopo una fase di ribaltamento non mostrata; la figura 14 mostra una ulteriore fase di curvatura in senso antiorario in un piano differente, a seguito del ribaltamento del gruppo di curvatura, mostrato nella figura 13; le figure 15 e 16 mostrano rispettivamente una altro ribaltamento e una ulteriore fase di curvatura in senso orario; e infine le figure 17 e 18 mostrano un ultimo ribaltamento e una ultima fase di curvatura in senso antiorario per ottenere la sagoma finale dell’oggetto.

Nel caso di pezzi particolarmente complessi può risultare difficoltoso disimpegnare il tubo dalla porzione rettilinea dell’impronta, senza abbassare in gruppo di curvatura. Tale operazione è però necessaria per riportare la matrice di forma e la morsa di serraggio nella posizione iniziale, senza che la sua porzione rettilinea interferisca con il tubo.

Per ovviare a questo inconveniente, secondo un altro aspetto dell’invenzione, la matrice di forma e la morsa di serraggio sono ruotabili almeno verso la posizione iniziale indipendentemente una dall’altra sull’asse Y. In tal modo, una volta effettuata la curvatura è possibile prima riportare la morsa di bloccaggio e il relativo supporto nella posizione iniziale, dopo averli allontanati dal tubo, e poi spostare il tubo in direzione longitudinale per allontanarlo dalla matrice di forma, senza il rischio di interferire con la morsa di bloccaggio.

A tal fine, solo i supporti delle morse di serraggio 15’ sono fissati e solidali con un albero di rotazione 22 della testa di curvatura, in modo che le morse di serraggio vengano poste in rotazione dall’albero di rotazione, mentre le matrici di forma sono libere di ruotare rispetto ad esso. Per assicurare una rotazione simultanea di matrice di forma e morsa di serraggio e per garantire la forza necessaria alla curvatura del tubo, durante la rotazione per effettuare la curvatura, la matrice di forma viene posta in rotazione dalla morsa di serraggio stessa, a sua volta movimentata dall’albero di rotazione, mediante appositi mezzi di accoppiamento 23, 24. I mezzi di accoppiamento possono comprendere una chiavetta 23, emergente dalla morsa di serraggio 15 e destinata a inserirsi in una scanalatura 24, ricavata nella matrice di forma quando la morsa di serraggio viene avvicinata alla matrice di forma, come mostrato nella figura 4, per poter effettuare la curvatura del tubo, e ad essere allontanata da detta scanalatura quando la morsa di serraggio viene allontanata dalla matrice di forma, come mostrato nella figura 3. In questa seconda condizione, i mezzi di accoppiamento risultano sganciati, permettendo la movimentazione della sola morsa di serraggio a opera dell’albero di rotazione, attraverso il rispettivo supporto della morsa di serraggio 15’, per riportarla nella posizione iniziale. La matrice di forma viene poi riportata nella sua posizione iniziale mediante rispettivi mezzi di movimentazione che di preferenza comprendono un ingranaggio 25 motorizzato che agisce su una dentellatura 26 ricavata in una porzione della matrice di forma stessa.

Infine, il gruppo di curvatura presenta almeno una porzione di supporto 27 della testa di curvatura che vantaggiosamente è cava per poter alloggiare tutti i componenti necessari alle movimentazioni delle matrici di forma, delle morse di serraggio e degli elementi di contrasto.

La macchina (1) per la curvatura di elementi allungati sopra descritta può quindi comprendere le seguenti fasi di funzionamento:

- attivare i primi mezzi di traslazione per spostare l’elemento allungato nella direzione longitudinale per portare una porzione di tubo da curvare in corrispondenza di una o più matrici di forma che si trovano nella posizione di lavoro;

- attivare i secondi mezzi di traslazione per spostare lateralmente il gruppo posizionatore fino ad accostare il tubo alla suddetta scanalatura e avvicinare la relativa morsa di serraggio all’elemento allungato, se necessario, dopo aver attivato i terzi mezzi di traslazione per alzare l’elemento allungato a livello della scanalatura di una delle matrici di forma, o a livello di una scanalatura desiderata di una matrice di forma, nella posizione di lavoro;

- ruotare intorno all’asse di curvatura la testa di curvatura con la relativa matrice di forma e la relativa morsa di serraggio in una prima direzione per curvare una porzione dell’elemento allungato;

- allontanare la morsa di serraggio dall’elemento allungato e attivare i secondi mezzi di traslazione ed eventualmente i terzi mezzi di traslazione per allontanare l’elemento allungato dalla matrice di forma;

- ruotare la morsa di serraggio e la relativa matrice di forma in una seconda direzione, opposta alla prima direzione per riportarle nella posizione iniziale;

- se necessario, ripetere le precedenti fasi per effettuare tutte le curvature necessarie, eventualmente anche precedute o seguite da una rotazione dell’elemento allungato sul suo asse, per variare il piano di curvatura;

- attivare i primi mezzi di traslazione e/o i secondi mezzi di traslazione e/o i terzi mezzi di traslazione e/o ruotare l’elemento allungato intorno al suo asse longitudinale per disimpegnalo dal gruppo di curvatura;

- attivare i mezzi di rotazione per ruotare di 180° il gruppo di curvatura attorno al suo asse di rotazione per portare nella posizione di lavoro una o più matrici di forma associata all’estremità opposta della testa di curvatura;

- ripetere le fasi precedenti per effettuare nuove curvature, eventualmente precedute o seguite da una rotazione dell’elemento allungato sul suo asse fino a ottenere un pezzo finito avente tutte le curvature necessarie.

In specifico la rotazione della matrice di forma e della relativa morsa di serraggio nella seconda direzione può essere effettuata ruotando la morsa di serraggio mediante l’albero di rotazione, mentre la rotazione della matrice di forma può essere attuata mediante i relativi mezzi di movimentazione 25, 26 sopra descritti.

Infine, qualora la macchina comprenda il gruppo estrazione anima 3’, è prevista anche l’attivazione dei secondi mezzi di traslazione del gruppo estrazione anima 19’ e/o dei terzi mezzi di traslazione del gruppo estrazione anima 20’ contemporaneamente all’attivazione dei secondi mezzi di traslazione e/o dei terzi mezzi di traslazione per movimentare l’anima insieme all’elemento allungato.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Una macchina (1) per la curvatura di elementi allungati (8), quali tubi, barre e simili, comprendente - un basamento (2); - un gruppo posizionatore (3) - primi mezzi di traslazione (9) per movimentare detto gruppo posizionatore in una direzione longitudinale (X) sostanzialmente parallela all’asse longitudinale (Z) dell’elemento allungato (8); e - un gruppo di curvatura (4), comprendente a sua volta una testa di curvatura (11), suscettibile di movimenti rotatori attorno a un suo asse di curvatura (Y) e portante due o più matrici di forma (12) montate contrapposte in modo da risultare sostanzialmente allineate tra loro lungo detto asse di curvatura, due o più morse di serraggio (15), ruotabili attorno all’asse di curvatura (Y) e due o più elementi di contrasto (16), dette matrici di serraggio e detti elementi di contrasto essendo associati a dette matrici di forma in modo che a ciascuna matrice di forma corrisponda una rispettiva morsa di serraggio e un rispettivo elemento di contrasto, in cui detto gruppo di curvatura è associato a una estremità (18) del basamento in modo da ruotare su un suo asse di rotazione (K) per portare alternativamente una di dette due o più matrici di forma e la rispettiva morsa di serraggio e il relativo elemento di contrasto, in una posizione di lavoro nella quale si trova in corrispondenza dell’elemento allungato da curvare, la macchina essendo caratterizzata dal fatto di comprendere secondi mezzi di traslazione (19) per movimentare detto gruppo posizionatore anche lateralmente in una direzione trasversale (W) sostanzialmente ortogonale a detta direzione longitudinale e/o terzi mezzi di traslazione (20) per movimentare detto gruppo posizionatore anche in una direzione verticale (J) per alzarlo o abbassarlo rispetto al basamento della macchina.
2. 2. Macchina (1) per la curvatura di elementi allungati secondo la rivendicazione 1, comprendente mezzi di rotazione (21) per causare rotazioni del gruppo di curvatura intorno all’asse di rotazione (K), detti mezzi di rotazione potendo comprendere una trasmissione a cremagliera con pistone idraulico, in cui il gruppo di curvatura non è suscettibile di alcuna traslazione laterale o verticale rispetto al basamento e in cui la macchina comprende entrambi detti secondi e detti terzi mezzi di traslazione.
3. 3. Macchina (1) per la curvatura di elementi allungati secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui i secondi mezzi di traslazione (19) sono associati ai primi mezzi di traslazione (9) per poter traslare in direzione longitudinale insieme al gruppo posizionatore (3) a essi associato, detti primi mezzi di traslazione e detti secondi mezzi di traslazione potendo comprendere guide di scorrimento associate a relativi mezzi di movimentazione .
4. 4. Macchina (1) per la curvatura di elementi allungati secondo una delle rivendicazioni 1, 2 o 3, in cui il gruppo posizionatore comprende un elemento di bloccaggio (7), destinato a ricevere e trattenere l’elemento allungato (8) in fase di lavorazione, detto elemento di bloccaggio essendo montato in detto gruppo posizionatore in modo da poter essere alzato o abbassato da detti terzi mezzi di traslazione (20), detti terzi mezzi di traslazione potendo comprendere guide di scorrimento associate a relativi mezzi di movimentazione.
5. 5. Macchina (1) per la curvatura di elementi allungati secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui l’elemento allungato da curvare è cavo e in cui al basamento (2) è associato un gruppo estrazione anima (3’) per estrarre un’anima parzialmente introdotta nell’elemento allungato per evitarne la deformazione in fase di curvatura, detto gruppo di curvatura anima (3’) comprendendo un rispettivo elemento di bloccaggio del gruppo estrazione anima (7’) e rispettivi secondi mezzi di movimentazione del gruppo estrazione anima (19’) e/o terzi mezzi di movimentazione del gruppo estrazione anima (20’), per poter movimentare l’elemento allungato lateralmente e/o verticalmente, in maniera sincronizzata con il gruppo posizionatore (3).
6. 6. Gruppo di curvatura (4) per una macchina (1) per la curvatura di elementi allungati, il gruppo di curvatura comprendendo una testa di curvatura (11), suscettibile di movimenti rotatori attorno a un suo asse di curvatura (Y) e portante due o più matrici di forma (12) montate contrapposte in modo da risultare sostanzialmente allineate tra loro lungo detto asse di curvatura, due o più morse di serraggio (15), ruotabili attorno all’asse di curvatura (Y) e due o più elementi di contrasto (16), in cui dette matrici di serraggio e detti elementi di contrasto sono associati a dette matrici di forma in modo che a ciascuna matrice di forma corrisponda una rispettiva morsa di serraggio e un rispettivo elemento di contrasto, , in cui ciascuna di dette almeno due morse di serraggio è associata a un rispettivo supporto morse (15’) in modo da risultare movibile per essere avvicinata alla relativa matrice di forma durante una fase di curvatura nella quale la testa di curvatura con le morse di serraggio compie una rotazione parziale intorno all’asse (Y), e per essere allontanata dalla relativa matrice di forma una volta terminata detta fase di curvatura, in cui la testa di curvatura comprende un albero di rotazione (22) per provocare la rotazione di detti supporti morse ad esso fissati e quindi delle morse di serraggio, caratterizzato dal fatto che ciascuna matrice di forma e la relativa morsa di serraggio comprendono mezzi di accoppiamento (23, 24) per risultare agganciate una all’altra quando la morsa di serraggio risulta avvicinata alla matrice di forma, in modo che il moto rotatorio della morsa di serraggio sia trasmesso alla matrice di forma, e sganciate quando la morsa di serraggio risulta allontanata da detta matrice di forma, in modo che la rotazione della morsa di serraggio non sia trasmessa alla matrice di forma e dal fatto che ciascuna matrice di forma è ruotabile intorno all’asse di curvatura indipendentemente dalla rispettiva morsa di serraggio mediante rispettivi mezzi di movimentazione (25, 26), quando risulta allontanata da essa.
7. 7. Gruppo di curvatura (4) secondo la rivendicazione 6, in cui detti mezzi di accoppiamento comprendono una chiavetta (23), emergente dalla morsa di serraggio e destinata a inserirsi in una scanalatura (24), ricavata nella matrice di forma, quando la morsa di serraggio viene avvicinata alla matrice di forma e in cui detti mezzi di movimentazione comprendono una dentellatura (26), ricavata in una porzione della matrice di forma, destinata a interagire con un ingranaggio (25) motorizzato per movimentare la matrice di forma quando allontanata dalla rispettiva morsa di serraggio.
8. 8. Metodo di funzionamento di una macchina (1) per la curvatura di elementi allungati secondo una delle rivendicazioni 1-5, comprendente le fasi di a) traslare nella direzione longitudinale (X) l’elemento allungato mediante i primi mezzi di traslazione per portare una porzione da curvare dell’elemento allungato in corrispondenza di detta almeno una matrice di forma associata a un’estremità della testa di curvatura b) avvicinare l’elemento allungato a una di dette matrici di forma, mediante i terzi mezzi di traslazione (20), se necessario, per movimentare detto gruppo posizionatore nella direzione verticale (J) e mediante i secondi mezzi di traslazione (19) per movimentare detto gruppo posizionatore lateralmente nella direzione trasversale (W) e avvicinare la relativa morsa di serraggio c) ruotare la testa di curvatura con la relativa matrice di forma intorno all’asse di curvatura (Y) in una prima direzione oraria o antioraria per curvare d) allontanare la morsa di serraggio dall’elemento allungato e allontanare l’elemento allungato dalla matrice di forma mediante detti secondi mezzi di traslazione ed eventualmente mediante e) ruotare la morsa di serraggio e la relativa matrice di forma in una seconda direzione antioraria o oraria, opposta a detta prima direzione, per f) se necessario, ripetere le precedenti fasi a) - e) per effettuare nuove curvature, eventualmente precedute o seguite da una rotazione dell’elemento allungato sul suo asse longitudinale g) disimpegnare l’elemento allungato da detto gruppo di curvatura mediante detti primi mezzi di traslazione e/o detti secondi mezzi di traslazione e/o detti terzi mezzi di traslazione e/o mediante la rotazione dell’elemento h) ruotare di 180° il gruppo di curvatura attorno al suo asse di rotazione (K) per portare nella posizione di lavoro l’almeno una matrice di forma associata all’estremità opposta i) se necessario, ripetere le precedenti fasi a) - h) per effettuare ulteriori curvature, eventualmente precedute o seguite da una rotazione dell’elemento allungato sul suo asse (Z), fino a ottenere un pezzo finito avente tutte le curvature necessarie.
9. 9. Metodo di funzionamento di una macchina (1) per la curvatura di elementi allungati secondo la rivendicazione 8, mediante un gruppo di curvatura secondo la rivendicazione 6 o 7, in cui la fase c) prevede di ruotare intorno all’asse di curvatura (Y) in una prima direzione oraria o antioraria l’albero di rotazione (22) della testa di curvatura per provocare la rotazione della morsa e della relativa matrice di forma, ad essa agganciata mediante i mezzi di accoppiamento (23, 24) attivati nella fase b), per curvare una porzione dell’elemento allungato e la fase e) prevede le sotto-fasi di e’) ruotare la morsa di serraggio nella seconda direzione, opposta alla prima direzione, mediante l’albero di rotazione (22) e di e”) ruotare la matrice di forma nella seconda direzione, opposta alla prima direzione, mediante ti mezzi di movimentazione (25, 26).
10. 10. Metodo di funzionamento di una macchina (1) per la curvatura di elementi allungati secondo la rivendicazione 8 o 9, in cui l’elemento allungato da curvare è cavo, in cui la macchina (1) comprende un gruppo estrazione anima (3’) per estrarre un’anima (8’) parzialmente introdotta nell’elemento allungato e in cui detta anima viene movimentata concordemente ai movimenti laterali e/o verticali dell’elemento allungato mediante i secondi mezzi di movimentazione del gruppo estrazione anima (19’) e/o i terzi mezzi di movimentazione del gruppo estrazione anima (20’).