IT202100017912A1 - Manipolatore, sistema e metodo di manipolazione per anelli di laminazione - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE del brevetto per invenzione
Avente per titolo:
MANIPOLATORE, SISTEMA E METODO DI MANIPOLAZIONE PER ANELLI DI LAMINAZIONE
DESCRIZIONE
Campo tecnico
La presente invenzione riguarda un manipolatore e un sistema di manipolazione per anelli di laminazione e ulteriormente un metodo di manipolazione per anelli di laminazione secondo le caratteristiche della parte precaratterizzante delle rivendicazioni principali.
Tecnica anteriore
Nel campo della laminazione di prodotti metallici ? noto il ricorso a macchine di laminazione dotate di un gruppo di anelli di laminazione posizionati reciprocamente ravvicinati e definenti un passaggio del prodotto metallico. Il prodotto metallico viene assoggettato ad una azione meccanica di compressione durante il suo avanzamento attraverso il passaggio in modo tale da variarne la forma in sezione e/o le dimensioni in sezione al fine di ottenere un prodotto finale avente forma e dimensioni desiderate. Le macchine di laminazione dotate di anelli possono lavorare prodotti metallici di varie forme e dimensioni e gli anelli di laminazione possono essere sostituiti sia per il cambio delle dimensioni del prodotto lavorato sia per avvenuta usura degli anelli stessi. ? quindi necessario operare la rimozione dalla macchina di laminazione degli anelli di laminazione installati e operare successivamente il montaggio di una nuova serie di anelli di laminazione. Ciascun anello di laminazione ? ulteriormente dotato di un corrispondente cuneo di bloccaggio per bloccaggio sul mandrino della macchina e di un corrispondente spessore. La sostituzione di un anello comporta, quindi, anche la sostituzione di tali componenti e l?operazione di sostituzione avviene mediante l?utilizzo di attrezzi che sono specifici e differenti per ciascun tipo di combinazione di anello, cuneo e spessore.
Maggiore ? il tempo impiegato per la procedura di cambio degli anelli di laminazione, maggiore ? il tempo di fermo dell?impianto di laminazione.
Attualmente, sia le operazioni di rimozione che le operazioni di montaggio degli anelli di laminazione dalla macchina di laminazione vengono effettuate mediante una serie di operazioni distinte che prevedono l?utilizzo di diversi attrezzi i quali sono differenti, come spiegato in precedenza, in funzione della combinazione di anello, cuneo e spessore da rimuovere. La sequenza prevede che l?operatore sollevi e movimenti manualmente l?anello e il cuneo tra la macchina di laminazione e una rastrelliera di deposito delle varie combinazioni di anello, cuneo e spessore disponibili.
Problemi della tecnica anteriore
Le soluzioni della tecnica anteriore sono soggette a varie problematiche.
La necessit? di avere diversi attrezzi differenti in funzione della combinazione di anello, cuneo e spessore sui quali operare comporta la necessit? di tempi di preparazione per le operazioni di cambio degli anelli. Pertanto, ogni attrezzo necessita di manutenzione e di una serie di parti di ricambio dedicate.
Le operazioni di movimentazione vengono svolte dall?operatore assumendo una posizione con la schiena piegata in avanti verso il mandrino della macchina e le mani protese in avanti per prelevare o applicare la combinazione di anello, cuneo e spessore. Ci? comporta sollecitazioni alla zona rachide lombosacrale dell?operatore che possono portare a infortuni e insorgenza di malattie professionali a causa del peso degli elementi da movimentare e alla necessit? di assumere posture innaturali inarcate con le braccia protese sostenendo il peso degli elementi stessi con sovraccarico biomeccanico degli arti superiori.
Le soluzioni della tecnica anteriore richiedono tempistiche mediamente lunghe per le operazioni di cambio degli anelli di laminazione, con la conseguenza che l?impianto di laminazione deve rimanere fermo con evidenti problemi dal punto di vista dell?efficienza dell?impianto e della resa economica.
Scopo dell?invenzione
Scopo della presente invenzione ? di fornire un manipolatore e un sistema di manipolazione per anelli di laminazione che consenta di agevolare e facilitare le operazioni sia di rimozione degli anelli di laminazione dalla macchina che di montaggio di nuovi anelli di laminazione nella macchina stessa.
Concetto dell?invenzione
Lo scopo viene raggiunto con le caratteristiche delle rivendicazioni principali mediante un manipolatore, relativo sistema di manipolazione e metodo in cui il manipolatore comprendente una testa e un sistema di presa reciprocamente cooperanti per presa, trasporto, calettamento e scalettamento di un assieme di un cuneo di bloccaggio e un anello di laminazione, la testa comprendente una camicia internamente racchiudente secondo una configurazione concentrica un codolo di fissaggio e una coppia di pistoni movimentabili per calettamento e scalettamento dell?assieme (5, 7) di cuneo di bloccaggio e anello di laminazione rispetto al mandrino di una macchina di laminazione.
Le sottorivendicazioni rappresentano soluzioni vantaggiose.
Effetti vantaggiosi dell?invenzione
La soluzione in conformit? con la presente invenzione, attraverso il notevole apporto creativo il cui effetto costituisce un immediato e non trascurabile progresso tecnico, presenta diversi vantaggi.
Il manipolatore e il sistema di manipolazione per anelli di laminazione secondo la presente invenzione consentono vantaggiosamente di poter ricorrere ad un unico elemento per la gestione delle operazioni di smontaggio e montaggio di anelli di laminazione di differenti dimensioni, evitando, quindi, la necessit? di avere a disposizione attrezzi differenti in funzione delle dimensioni degli anelli.
Ulteriormente il manipolatore e il sistema di manipolazione per anelli di laminazione secondo la presente invenzione consentono di gestire e movimentare l?anello di laminazione e il corrispondente cuneo di bloccaggio con un?unica operazione con vantaggi dal punto di vista del tempo necessario per il cambio degli anelli di laminazione della macchina.
Il manipolatore e il sistema di manipolazione per anelli di laminazione secondo la presente invenzione evitano che l?operatore debba movimentare carichi pesanti in posizioni di elevata sollecitazione della zona rachide lombosacrale dell?operatore.
Descrizione dei disegni
Viene di seguito descritta una soluzione realizzativa con riferimento ai disegni allegati da considerarsi come esempio non limitativo della presente invenzione in cui:
Fig. 1 rappresenta una vista schematica laterale del sistema di manipolazione inventivo.
Fig.2 rappresenta una vista in sezione del manipolatore inventivo.
Fig.3 rappresenta una vista secondo la linea di sezione A-A di Fig.2.
Fig.4 rappresenta una vista ingrandita del particolare B di Fig.2.
Fig.5 rappresenta una vista laterale della testa del manipolatore inventivo.
Fig.6 rappresenta una vista secondo il punto di vista C di Fig.5.
Fig.7 rappresenta una vista secondo il punto di vista D di Fig.5.
Fig.8 rappresenta una vista secondo la linea di sezione E-E di Fig.6.
Fig.8 rappresenta una vista secondo la linea di sezione F-F di Fig.7.
Fig.9 rappresenta una vista prospettica sezionata della testa di Fig.5.
Fig. 10 ? Fig. 19 rappresentano schematicamente una sequenza di montaggio di un assieme di anello di laminazione e cuneo di bloccaggio su un mandrino tramite il manipolatore inventivo.
Fig. 20 ? Fig. 26 rappresentano schematicamente una sequenza di smontaggio di un assieme di anello di laminazione e cuneo di bloccaggio da un mandrino tramite il manipolatore inventivo.
Fig. 27 rappresenta una vista prospettica in sezione esemplificativa illustrante l?inserimento della testa del manipolatore inventivo su un cuneo esemplificativo.
Fig. 28 rappresenta una vista in sezione di una porzione del manipolatore inventivo illustrante una fase di calettamento.
Fig. 29 rappresenta una vista prospettica di uno dei componenti del manipolatore inventivo.
Descrizione dell?invenzione
La presente invenzione riguarda (Fig. 1, Fig. 2) un sistema di manipolazione (3) comprendente un rispettivo manipolatore (1) per anelli di laminazione. Il sistema di manipolazione (3) comprende ulteriormente un braccio articolato (2) che supporta il manipolatore (1) in corrispondenza di una propria prima estremit? e che ? fissato ad un basamento (47) di supporto a terra, ad esempio realizzato in forma di colonna di supporto a terra. Il braccio articolato (2) ? composto da sezioni reciprocamente movimentabili l?una rispetto all?altra e da elementi di azionamento (46) per la movimentazione controllata di ciascuna sezione del braccio articolato (2) in modo tale da movimentare il manipolatore (1) supportato alla prima estremit? del braccio articolato (2). Ad esempio, gli elementi di azionamento (46) possono essere pistoni idraulici, motori elettrici o una combinazione di pistoni idraulici e motori elettrici. Le sezioni del braccio articolato (2) potranno prevedere sezioni di rotazione per rotazione oppure per inclinazione di una parte del braccio articolato (2) su un piano orizzontale o verticale, sezioni di estensione per allungamento o accorciamento di una parte del braccio articolato (2) orizzontalmente o verticalmente, sezioni di sollevamento o abbassamento per movimentazione di una parte del braccio articolato (2). Il sistema del braccio articolato (2) e relative sezioni e elementi di azionamento (46) ? da considerarsi noto e realizzabile secondo una molteplicit? di varianti e alternative che saranno immediatamente evidenti ad un esperto del ramo e la soluzione rappresentata ? da considerarsi esemplificativa di una delle possibili forme di realizzazione.
Il sistema di manipolazione (3) comprende ulteriormente una unit? di controllo (45) per impostazione o acquisizione. L?unit? di controllo (45) potr? ricevere dati di impostazione tramite un corrispondente pannello di controllo e, in alternativa o in combinazione, potr? essere collegata a un sistema di automazione dell?impianto di laminazione per ricevere dati di impostazione. I dati di impostazione potranno, ad esempio, comprendere una programmazione delle operazioni da svolgere al successivo fermo di impianto per la sostituzione di anelli di laminazione (5) montati su una macchina di laminazione (4), ad esempio, per cambio del formato di produzione o per usura degli anelli di laminazione (5) che sono attualmente montati. L?unit? di controllo (45) potr? inoltre, sulla base di dati ricevuti impostare parametri operativi del manipolatore (1), come ad esempio una pressione di azionamento per l?operazione di calettatura degli anelli di laminazione (5) in funzione della dimensione degli anelli di laminazione (5) stessi. L?unit? di controllo (45) potr? inoltre gestire e comandare i precedentemente descritti elementi di azionamento (46) per la movimentazione controllata di ciascuna sezione del braccio articolato (2) in modo tale da movimentare il manipolatore (1) supportato alla prima estremit? del braccio articolato (2).
Ad esempio, il braccio articolato (2) potr? essere movimentabile tra almeno due posizioni, una prima posizione essendo una posizione di intervento sulla macchina di laminazione (4) per rimozione di anelli di laminazione (5) dalla macchina di laminazione (4) oppure per montaggio di anelli di laminazione (5) sulla macchina di laminazione (4) e una seconda posizione essendo una posizione di prelievo o deposito di anelli di laminazione (5) da una rastrelliera (48) di immagazzinamento. Gli operatori dell?impianto, quindi, potranno predisporre una serie di anelli di laminazione (5) sulla rastrelliera (48) con la quale il sistema di manipolazione (3) si interfaccia per prelievo e deposito degli anelli di laminazione (5) durante le operazioni di rimozione o montaggio degli anelli di laminazione (5) sulla macchina di laminazione (4).
Il manipolatore (1) ? montato sulla prima estremit? del braccio articolato (2) mediante un supporto (8) e pu? essere orientato tramite gli elementi di azionamento (46) del braccio articolato (2) per variazione di inclinazione di un asse longitudinale (49) del manipolatore (1) al fine dell?orientamento del manipolatore (1) in condizione di allineamento con un asse di montaggio (50) della macchina di laminazione (4), secondo il quale devono avvenire l?estrazione e l?inserimento degli anelli di laminazione (5) rispetto alla macchina di laminazione (4) e, in particolare, rispetto a un mandrino (6) di montaggio dell?anello di laminazione (5).
Il manipolatore (1) ? configurato per svolgere pi? funzioni:
- scalettamento di un anello di laminazione (5) dal mandrino (6) della macchina (4); - calettamento di un anello di laminazione (5) sul mandrino (6) della macchina (4); - presa di un assieme di anello di laminazione (5) e cuneo (7) dalla macchina (4);
- presa di un assieme di anello di laminazione (5) e cuneo (7) dalla rastrelliera (48); - trasporto di un assieme di anello di laminazione (5) e cuneo (7).
Le operazioni di scalettamento e calettamento avvengono mediante il ricorso a un sistema idraulico per applicazione delle rispettive forze di rimozione dell?assieme di anello di laminazione (5) e cuneo (7) dal mandrino (6) e di inserimento dell?assieme di anello di laminazione (5) e cuneo (7) sul mandrino (6). Le operazioni di presa e trasporto avvengono mediante un sistema di presa (9) del manipolatore (1).
Grazie alla soluzione inventiva descritta del manipolatore (1) ? possibile ricorrere ad un unico attrezzo per svolgere tutte le funzioni descritte, contrariamente alle soluzioni della tecnica anteriore che necessitano di pi? attrezzi per tali operazioni e, ulteriormente, di attrezzi differenti in funzione delle dimensioni dell?anello di laminazione (5) con il quale operare. Pertanto, si eviteranno tutti i tempi morti di cambio attrezzatura, cambio tubazioni, parti di ricambio dedicate.
Infatti, la macchina di laminazione (4) pu? essere attrezzata con diversi anelli di laminazione (5) in funzione di forma e dimensioni del prodotto metallico da lavorare nel processo di laminazione. A titolo esemplificativo, possono essere presenti anelli di laminazione (5) con diametro di 235 mm e altezza tra 74 e 101 mm abbinati a un cuneo avente lunghezza di 130 mm, anelli di laminazione (5) con diametro di 235 mm e altezza tra 74 e 85 mm abbinati a un cuneo avente lunghezza di 115 mm, anelli di laminazione (5) con diametro di 235 mm e altezza tra 90 e 101 mm abbinati a un cuneo avente lunghezza di 115 mm, anelli di laminazione (5) con diametro di 235 mm e altezza tra 64 e 91 mm abbinati a un cuneo avente lunghezza di 120 mm, anelli di laminazione (5) con diametro di 235 mm e altezza tra 64 e 75 mm abbinati a un cuneo avente lunghezza di 115 mm, anelli di laminazione (5) con diametro di 235 mm e altezza tra 64 e 79 mm abbinati a un cuneo avente lunghezza di 115 mm, anelli di laminazione (5) con diametro di 235 mm e altezza tra 76 e 91 mm abbinati a un cuneo avente lunghezza di 120 mm. Tali valori sono da considerarsi esemplificativi e non limitativi, essendo possibile, in funzione dell?impianto di laminazione, avere anche dimensioni maggiori o minori di quelle indicate sia per gli anelli che per i rispettivi cunei.
La variabilit? delle dimensioni degli elementi da manipolare implica che il manipolatore (1) deve essere dotato di sistema di taratura che si adatta al variare dei pesi in gioco, senza gravare sui movimenti e sull?apparato muscolo scheletrico dell?operatore. Infatti, le operazioni usualmente svolte dagli operatori per la sostituzione degli anelli di laminazione (5) dalle macchine di laminazione (4) evidenziano un elevato rischio di sollecitazione per il rachide lombosacrale a causa della necessit? di movimentare carichi pesanti in condizioni di scorretta postura degli operatori, con conseguente sovraccarico biomeccanico degli arti superiori. Ci? ? dovuto principalmente alla posizione dei mandrini (6) che si trovano entro la macchina di laminazione (4) e che per essere raggiunti dall?operatore comportano la necessit? per l?operatore di piegarsi in avanti con le braccia tese sostenendo il peso dell?anello di laminazione al fine di raggiungere il mandrino dentro la macchina. Attualmente, nelle soluzioni della tecnica anteriore, per eseguire le varie lavorazioni sono necessari tre diversi tipi di utensili per ciascun tipo di combinazione di anello, cuneo, spessore. Di conseguenza, si hanno tre utensili per ogni combinazione e ogni utensile necessita di manutenzione, di una serie di parti di ricambio dedicate, aumentando i costi oltre che i rischi derivanti dalla presenza di possibili guasti su uno degli utensili. Grazie alla soluzione inventiva, invece, ? possibile ricorrere ad un unico utensile, cio? il manipolatore (1) descritto, per svolgere tutte le funzioni necessarie e per tutte le varie tipologie dimensionali della combinazione di anello, cuneo, spessore
Una delle problematiche affrontate ? stata quella di implementare un sistema di bilanciamento della pressione di calettamento, in modo che l?anello di laminazione (5) si blocchi nella posizione prevista sul mandrino (6), senza eccedere nella forza di calettamento applicata rischiando poi di incontrare difficolt? i una successiva fase di scalettamento dell?anello o rischiando di rompere o danneggiare l?anello di laminazione (5), che ? un elemento realizzato usualmente in carburo di tungsteno.
Il manipolatore (1) comprende (Fig. 2) una testa (10) dotata di attacchi idraulici per comandare le operazioni di calettamento e scalettamento di anelli di laminazione (5). La testa (10) supporta su un primo lato un sistema di presa (9) per il serraggio di un assieme di anello di laminazione (5) e cuneo (7) durante le operazioni di trasporto tra la macchina di laminazione (4) e la rastrelliera (48). La testa (10) supporta su un secondo lato, opposto al primo lato, un sistema di comando (11) tramite il quale l?operatore controlla le operazioni del manipolatore (1). Il sistema di comando (11) comprende una maniglia (24) tramite la quale l?operatore pu? afferrare il manipolatore e guidare i movimenti dello stesso mentre ? in condizione supportata dal braccio articolato (2). Il sistema di comando (11) comprende ulteriormente un volante (25) tramite il quale l?operatore pu? azionare uno dei componenti della testa del manipolatore (1) come sar? spiegato nel seguito della descrizione.
Il sistema di presa (9) comprende (Fig. 2, Fig. 3) un elemento di fissaggio (51), come ad esempio, una flangia oppure una coppia di elementi di fissaggio laterali, per fissaggio del sistema di presa (9) esternamente e lateralmente rispetto alla testa (10). L?elemento di fissaggio (51) supporta almeno due ganasce (12?, 12??) atte a essere movimentate tra due posizioni delle quali una prima posizione ? una posizione aperta delle ganasce (12?, 12??) e delle quali una seconda posizione ? una posizione chiusa delle ganasce (12?, 12??), in cui le ganasce serrano tra di esse l?anello di laminazione (5) ottenendo cos? una presa dello stesso da parte del manipolatore. Ad esempio, il sistema di presa (9) pu? essere un sistema di presa (9) a due ganasce (12?, 12??) che effettuano una presa dell?anello di laminazione secondo posizioni di presa disposte a 180? oppure pu? essere un sistema di presa (9) a tre ganasce (12?, 12??) che effettuano una presa dell?anello di laminazione secondo posizioni di presa disposte a 120?. Nella forma preferita della presente invenzione il sistema di presa (9) comprende due ganasce (12?, 12??) costituite da una prima ganascia (12?) e una seconda ganascia (12??). Le due ganasce (12?, 12??) sono disposte reciprocamente in opposizione a 180? rispetto alla testa (10) del manipolatore (1) che effettuano una presa dell?anello di laminazione secondo posizioni di presa disposte a 180?. La prima ganascia (12?) ? costituita da un corpo oblungo con una prima estremit? terminale e una seconda estremit? terminale reciprocamente opposte rispetto allo sviluppo in lunghezza del corpo oblungo. La prima estremit? terminale della prima ganascia (12?) ? dotata di una estensione di presa, la quale ha una superficie di contatto arcuata per appoggio contro la superficie dell?anello di laminazione (5) al fine di serraggio dello stesso. La seconda estremit? terminale della prima ganascia (12?) ? collegata a un primo attuatore (14?). Tra la prima estremit? terminale e la seconda estremit? terminale della prima ganascia (12?) ? presente un primo incernieramento (13?) che consente la rotazione del corpo oblungo della prima ganascia (12?) tra le precedentemente definite due posizioni, cio? la prima posizione aperta delle ganasce (12?, 12??) e la seconda posizione chiusa delle ganasce (12?, 12??), secondo il principio di una leva. Il primo attuatore (14?) agisce in spinta o in trazione sulla seconda estremit? terminale della prima ganascia (12?), causando la rotazione del corpo oblungo della prima ganascia (12?) attorno al primo incernieramento (13?) con conseguente movimentazione della estensione di presa sulla prima estremit? terminale della prima ganascia (12?) per, rispettivamente, serraggio oppure rilascio dell?anello di laminazione (5). Analogamente, la seconda ganascia (12??) ? costituita da un corpo oblungo con una prima estremit? terminale e una seconda estremit? terminale reciprocamente opposte rispetto allo sviluppo in lunghezza del corpo oblungo. La prima estremit? terminale della seconda ganascia (12??) ? dotata di una estensione di presa la quale ha una superficie di contatto arcuata per appoggio contro la superficie dell?anello di laminazione (5) al fine di serraggio dello stesso. La seconda estremit? terminale della seconda ganascia (12??) ? collegata a un secondo attuatore (14??). Tra la prima estremit? terminale e la seconda estremit? terminale della seconda ganascia (12??) ? presente un secondo incernieramento (13??) che consente la rotazione del corpo oblungo della seconda ganascia (12??) tra le precedentemente definite due posizioni, cio? la prima posizione aperta delle ganasce (12?, 12??) e la seconda posizione chiusa delle ganasce (12?, 12??), secondo il principio di una leva. Il secondo attuatore (14??) agisce in spinta o in trazione sulla seconda estremit? terminale della seconda ganascia (12??), causando la rotazione del corpo oblungo della seconda ganascia (12??) attorno al secondo incernieramento (13??) con conseguente movimentazione della estensione di presa sulla prima estremit? terminale della seconda ganascia (12??) per, rispettivamente, serraggio oppure rilascio dell?anello di laminazione (5). Preferibilmente, nella condizione di serraggio dell?anello di laminazione (5), la superficie di contatto arcuata dell?estensione di presa delle ganasce (12?, 12??) poggia sull?anello di laminazione in corrispondenza di un canale di laminazione, il quale ? rientrato rispetto alla superficie circonferenziale dell?anello di laminazione (5) che ha una conformazione discoidale. Ci? consente una presa maggiormente stabile e sicura, perch? l?estensione di presa ? inserita entro il canale di laminazione e si impedisce uno scivolamento dell?anello di laminazione (5) che potrebbe causarne la caduta durante le fasi di trasporto.
La testa (10) ? l?elemento del manipolatore (1) e del sistema di manipolazione (3) che svolge le funzioni di calettamento (Fig. 11, Fig. 12, Fig. 13, Fig. 14, Fig. 15, Fig. 16, Fig. 17, Fig. 18, Fig. 19) e scalettamento (Fig. 20, Fig. 21, Fig. 22, Fig. 23, Fig. 24, Fig. 25, Fig. 26) dell?anello di laminazione (5) sulla macchina di laminazione (4) e, in particolare, rispetto a un mandrino (6) della macchina di laminazione (4) in cui il mandrino (6) ? l?elemento motorizzato della macchina di laminazione (4) che mette in rotazione l?anello di laminazione (5) per laminazione di un prodotto metallico che viene assoggettato ad una azione meccanica di compressione durante il suo avanzamento attraverso un passaggio di laminazione racchiuso tra i canali di laminazione di due o pi? anelli di laminazione (5) posizionati reciprocamente ravvicinati.
La testa (10) comprende (Fig.2, Fig.3, Fig.4, Fig.5, Fig.6, Fig.7, Fig.8, Fig.9, Fig. 10) un involucro (36), il quale ? fissato su una camicia (15) che internamente comprende gli elementi della testa (10) che sono movimentabili pneumaticamente per lo svolgimento delle operazioni di calettamento e scalettamento. L?involucro (36) e la camicia (15) sono disposti (Fig. 2) uno di seguito all?altro lungo un asse longitudinale (49) del manipolatore (1) che corrisponde anche all?asse di sviluppo longitudinale della testa (10). L?involucro (36) ? fissato sulla camicia (15) tramite (Fig. 2) una flangia di chiusura anteriore (29), la quale, oltre a fissare l?involucro (36) sulla camicia (15), costituisce anche l?elemento di chiusura della camicia (15) stessa per racchiudere internamente gli elementi scorrevoli. L?involucro (36) costituisce (Fig.2) anche una interfaccia di accoppiamento con il supporto (8) per il montaggio del manipolatore (1) sulla prima estremit? del braccio articolato (2) come precedentemente spiegato. La camicia (15) costituisce (Fig. 2) anche l?elemento sul quale avviene il fissaggio del sistema di presa (9) tramite il precedentemente descritto elemento di fissaggio (51), come ad esempio una flangia oppure una coppia di elementi di fissaggio laterali, per fissaggio del sistema di presa (9) esternamente e lateralmente rispetto alla camicia (15) della testa (10). La camicia (15) contiene internamente (Fig.2, Fig.6, Fig.7, Fig.8, Fig.9, Fig.10) un codolo (16) assialmente centrale il quale serve, come sar? spiegato nel seguito della descrizione, per realizzare un punto di ancoraggio sul mandrino (6) della macchina di laminazione (4), al fine di poter successivamente applicare le forze di calettamento e scalettamento su un assieme di anello di laminazione (5) e rispettivo cuneo (7) di bloccaggio dell?anello di laminazione (5) sul mandrino per interferenza meccanica. Tra la camicia (15) e il codolo (16) sono disposti, in modo concentrico attorno al codolo (16) ed entro la camicia (15), un pistone interno (17) e un pistone esterno (18) secondo una disposizione concentrica in cui il pistone esterno (18) ? disposto tra la camicia (15) e il pistone interno (17), il pistone interno (17) ? disposto tra il pistone esterno (18) e il codolo (16).
Una flangia di chiusura posteriore (23) ? fissata (Fig. 8, Fig. 9) sulla camicia (15) e costituisce anche l?elemento di chiusura della camicia (15) stessa per racchiudere internamente gli elementi scorrevoli. Una flangia di chiusura posteriore (23) ? fissata sulla camicia (15) dal lato opposto rispetto al lato di fissaggio della precedentemente descritta flangia di chiusura anteriore (29). Un coperchio (37) ? fissato alla flangia di chiusura posteriore (23) per protezione della estremit? posteriore del pistone esterno (18).
Il codolo (16) (Fig.2, Fig.6, Fig.7, Fig.8, Fig.9, Fig.10) ? disposto assialmente centralmente rispetto alla testa (10) ed ? libero di scorrere assialmente e ruotare internamente alla testa (10), essendo supportato scorrevolmente internamente alla camicia (15) tramite una flangia di supporto (21) supportante una boccola di scorrimento (22), ad esempio, realizzata in forma di bronzina ed essendo supportato scorrevolmente tramite un elemento di guida (35) internamente all?involucro (36) che ? fissato alla camicia (15) posteriormente rispetto alla estremit? di ingaggiamento del manipolatore (1) con il mandrino (6). Il codolo (16) ? dotato su una prima estremit? di un sistema di accoppiamento rilasciabile con il mandrino (6). Il codolo (16) ? ulteriormente dotato, in corrispondenza di una seconda estremit?, di un attacco per una barra (30) di comando la quale ? collegata esternamente alla testa (10) con il volante (25) di comando manuale da parte dell?operatore del sistema di comando (11) per comando di avvitamento e svitamento reciproco di codolo (16) e mandrino (6).
Il pistone interno (17) ? scorrevole (Fig. 2, Fig. 8, Fig. 9, Fig. 10) assialmente tra il codolo (16) e il pistone esterno (18). Il pistone interno (17) ? comandabile tramite un comando di calettamento (44), in modo tale che il pistone interno (17) ? movimentabile (Fig.2, Fig.8, Fig. 9, Fig. 10, Fig. 17) tra due posizioni delle quali una prima posizione di riposo ritratta (Fig. 16) rispetto al codolo (16) e una seconda posizione estratta (Fig. 17) in cui il pistone interno (17) esercita una forza secondo un verso di spinta (52) sul cuneo (7) dell?assieme di cuneo (7) e anello di laminazione (5) per spingere il cuneo (7) tra l?anello di laminazione (5) e il mandrino (6) della macchina di laminazione (4), in modo tale da ottenere un bloccaggio per interferenza tra l?assieme di cuneo (7) e anello di laminazione (5) e il mandrino (6). Una serie di molle (20) disposte circonferenzialmente tra il pistone esterno (18) e un elemento di battuta (19) che aderisce su una sporgenza del pistone interno (17) vengono compresse nel passaggio del pistone interno (17) tra la prima posizione di riposo ritratta e la seconda posizione estratta del pistone interno (17), in modo tale che le molle (20) esercitano una forza di richiamo del pistone interno (17) dalla seconda posizione estratta alla prima posizione di riposo ritratta quando viene interrotto il comando di calettamento (44).
Il pistone esterno (18) ? scorrevole (Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4, Fig. 8, Fig. 9, Fig. 10) assialmente tra la camicia (15) e il pistone interno (17). Il pistone esterno (18) ? comandabile tramite un comando di scalettamento (43), in modo tale che il pistone esterno (18) ? movimentabile (Fig. 2, Fig. 8, Fig. 9, Fig. 10, Fig. 24) tra due posizioni delle quali una prima posizione di riposo estratta (Fig.8) rispetto al codolo (16) e una seconda posizione ritratta (Fig. 24) in cui il pistone esterno (18) esercita una forza secondo un verso di trazione (40) sul cuneo (7) dell?assieme di cuneo (7) e anello di laminazione (5) per tirare il cuneo (7) tra l?anello di laminazione (5) e il mandrino (6) della macchina di laminazione (4), in modo tale da ottenere uno sbloccaggio della condizione di interferenza tra l?assieme di cuneo (7) e anello di laminazione (5) e il mandrino (6), cos? da poter rimuovere l?assieme di cuneo (7) e anello di laminazione (5) dal mandrino (6). La serie di molle (20) disposte tra il pistone esterno (18) e l?elemento di battuta (19) che aderisce su una sporgenza del pistone interno (17) viene compressa nel passaggio del pistone esterno (18) tra la prima posizione di riposo estratta e la seconda posizione ritratta del pistone esterno (18) in modo tale che le molle (20) esercitano una forza di richiamo del pistone esterno (18) dalla seconda posizione ritratta alla prima posizione di riposo estratta quando viene interrotto il comando di scalettamento (43).
Al fine di scaricare la pressione determinata da un effetto cuscinetto che si genera a causa dell?arretramento del pistone esterno (18) durante l?operazione di scalettamento, si prevede una valvola di sfiato (58) la quale consente di sfiatare e scaricare la pressione che si genera annullando l?effetto cuscinetto.
? presente ulteriormente una serie di spine (41) disposte tra il pistone esterno (18) e l?elemento di battuta (19) che aderisce su una sporgenza del pistone interno (17), le spine (41) guidanti i movimenti di scorrimento di pistone esterno (18) e pistone interno (17) tra le rispettive posizioni ritratte ed estratte rispetto al codolo (16). Le spine (41) sono preferibilmente disposte internamente alle molle (20). A titolo di esempio non limitativo, in una forma di realizzazione si prevede il ricorso a una serie di spine e molle disposte circonferenzialmente in cui la serie comprende 26 spine e 26 molle.
Il comando di scalettamento (43) ? collegato tramite un condotto di scalettamento (38) ad una camera di scalettamento (39). Mediante immissione di un fluido in pressione, come ad esempio, aria compressa oppure olio, dal comando di scalettamento (43) entro il condotto di scalettamento (38) fino a raggiungere la camera di scalettamento (39), si crea una pressione entro la camera di scalettamento (39) la quale ? sigillata tramite una serie di guarnizioni. L?aumento di pressione nella camera di scalettamento (39) causa l?insorgenza della precedentemente descritta forza di scalettamento secondo il verso di trazione (40) indicato e la camera di scalettamento (39) aumenta di volume grazie allo spostamento del pistone esterno (18) dalla prima posizione di riposo estratta (Fig. 8) rispetto al codolo (16) alla seconda posizione ritratta (Fig. 24), in cui il pistone esterno (18) esercita la forza di trazione (40) sul cuneo (7) tramite rispettivi denti (31) che, come sar? spiegato nel seguito, sono posizionati in una posizione oltre corrispondenti contro-denti (32) presenti (Fig. 3) sul cuneo (7). In pratica (Fig. 2, Fig. 24, Fig. 27) il pistone esterno (18) comprende, in corrispondenza di una estremit? di ingaggiamento del pistone esterno (18) con il cuneo (7) dell?assieme (5, 7) di cuneo (7) e anello di laminazione (5), una serie di denti (31) inframezzati ad aperture (33) per inserimento di una porzione del pistone esterno (18) in posizione di estrazione inserita posteriormente al cuneo (7), in modo tale che i denti (31) del pistone esterno (18) sono posizionabili posteriormente a contro-denti (32) del cuneo (7) per applicazione della forza secondo il verso di trazione (40) per scalettamento dell?assieme (5, 7) rispetto al mandrino (6). La serie di denti (31) inframezzati ad aperture (33) del pistone esterno (18) ha una conformazione corrispondente ai contro-denti (32) del cuneo (7) i quali sono inframezzati a contro-aperture (59) del cuneo (7), in modo tale che i denti (31) del pistone esterno (18) sono inseribili posteriormente al cuneo (7) mediante passaggio dei denti (31) attraverso le contro-aperture (59) del cuneo (7) e mediante passaggio dei contro-denti (32) del cuneo (7) attraverso le aperture (33) del pistone esterno (18).
Si prevede (Fig. 29) che il pistone esterno (18) sia dotato ulteriormente di elementi di battuta (60) i quali sono atti a determinare il verso di rotazione del pistone esterno (18) rispetto al cuneo (7) per mantenimento della posizione di bloccaggio in cui i denti (31) del pistone esterno (18) sono inseriti posteriormente ai contro-denti (32) del cuneo (7). Gli elementi di battuta sono disposti (Fig.29) in corrispondenza di una estremit? destra dei denti (31) secondo una vista frontale del pistone esterno (18), in modo tale che quando viene ruotato il volante (25) per avvitamento del codolo (16) sul mandrino (6), i denti (31) rimangono in posizione di bloccaggio dietro i contro-denti (32) del cuneo (7).
Il comando di calettamento (44) ? collegato (Fig. 28) tramite un condotto di calettamento (53) ad una camera di calettamento (42) adiacente al pistone interno e posizionata posteriormente al pistone interno rispetto alla posizione di ingaggiamento della testa (10) sul mandrino (6). Mediante immissione di un fluido in pressione, come ad esempio aria compressa oppure olio, dal comando di calettamento (44) entro il condotto di calettamento (53) fino a raggiungere la camera di calettamento (42), si crea una pressione entro la camera di calettamento (42) la quale ? sigillata tramite una serie di guarnizioni. L?aumento di pressione nella camera di calettamento (42) causa l?insorgenza della precedentemente descritta forza di calettamento secondo il verso di spinta (52) indicato e la camera di calettamento (53) aumenta di volume grazie allo spostamento del pistone interno (17) dalla prima posizione di riposo ritratta (Fig.16) rispetto al codolo (16) alla seconda posizione estratta (Fig.17), in cui il pistone interno (17) esercita la forza di spinta (52) sul cuneo (7) tramite una rispettiva propria estremit? di spinta. La serie di molle (20) disposte tra il pistone esterno (18) e l?elemento di battuta (19) che aderisce su una sporgenza del pistone interno (17) viene compressa nel passaggio del pistone interno (17) dalla prima posizione di riposo ritratta (Fig.16) rispetto al codolo (16) alla seconda posizione estratta (Fig. 17), in quanto il movimento del pistone interno (17) causa anche lo spostamento dell?elemento di battuta (19), che causa la compressione delle molle (20), in modo tale che le molle (20) esercitano una forza di richiamo del pistone interno (17) dalla seconda posizione estratta alla prima posizione di riposo ritratta quando viene interrotto il comando di calettamento (43).
Sar? evidente ad un esperto del ramo che in una soluzione meno preferita della presente invenzione si potranno prevedere elementi elastici distinti per la generazione delle forze di ritorno di pistone interno (17) e pistone esterno (18), secondo una configurazione in cui sono presenti:
- primi elementi elastici per applicazione di una forza di ritorno del pistone interno (17), i primi elementi elastici essendo posizionati in moto tale che i primi elementi elastici sono compressi quando il pistone interno (17) si trova nella seconda posizione estratta per applicazione della forza di calettamento secondo il verso di spinta (52);
- secondi elementi elastici per applicazione di una forza di ritorno del pistone esterno (18), i secondi elementi elastici essendo posizionati in moto tale che i secondi elementi elastici sono compressi quando il pistone esterno (18) si trova nella seconda posizione ritratta per applicazione della forza di scalettamento secondo il verso di trazione (40).
Tuttavia, nella soluzione preferita della presente invenzione, i primi elementi elastici e i secondi elementi elastici sono coincidenti essendo costituiti dalla descritta serie di molle (20) disposte tra il pistone esterno (18) e l?elemento di battuta (19) aderente a una sporgenza del pistone interno (17), in modo tale che le molle (20) sono in condizione compressa dal pistone esterno (18) contro l?elemento di battuta (19) quando il pistone esterno (18) si trova nella seconda posizione ritratta del pistone esterno (18) e, in modo tale che le molle (20) sono in condizione compressa dall?elemento di battuta (19) contro il pistone esterno (18) quando il pistone interno (17) si trova nella seconda posizione estratta con spostamento dell?elemento di battuta (19) tramite la sporgenza del pistone interno (17). In questo modo, vantaggiosamente, la serie di molle che esercita la forza di richiamo sul pistone interno (17) ? la medesima serie di molle che esercita la forza di richiamo sul pistone esterno (18) essendo le molle compresse in un primo verso di compressione oppure in un secondo verso di compressione opposto in funzione del fatto che venga attuato lo spostamento del pistone esterno (18), oppure dell?assieme di pistone interno (17) ed elemento di battuta (19), cio? in funzione del fatto che la compressione sia causata dal pistone esterno (18) oppure da pistone interno (17) ed elemento di battuta (19).
La presente invenzione riguarda anche un metodo di manipolazione per un assieme (5, 7) di un cuneo (7) e un anello di laminazione (5), in cui il metodo comprende una fase di montaggio (Fig.11, Fig.12, Fig.13, Fig.14, Fig.15, Fig.16, Fig.17, Fig.18, Fig.19) mediante calettamento dell?assieme di cuneo (7) e anello di laminazione (5) su un mandrino (6) di una macchina di laminazione (4) e una fase di smontaggio (Fig.20, Fig.21, Fig.22, Fig.23, Fig.24, Fig. 25, Fig. 26) mediante scalettamento dell?assieme di cuneo (7) e anello di laminazione (5) dal mandrino (6) della macchina di laminazione (4).
Con riferimento alla fase di montaggio, si prevede una sequenza di applicazione di un assieme di anello di laminazione (5) e rispettivo cuneo (7) su un mandrino (6) di una macchina di laminazione (4), secondo i seguenti passi:
a) movimentazione (Fig. 1) del braccio articolato (2) del sistema di manipolazione (3) da una posizione di riposo a una posizione di prelievo dalla rastrelliera (48) sulla quale ? posizionato almeno un assieme di anello di laminazione (5) e rispettivo cuneo (7) da montare sul mandrino (6) della macchina di laminazione (4). La movimentazione viene effettuata da un operatore che agisce sulla maniglia (24) del sistema di comando (11) del manipolatore (1) con azione coadiuvata degli elementi di azionamento (46) del braccio articolato (2) per riduzione dello sforzo; b) inclinazione del manipolatore (1) tramite inclinazione del supporto (8) per allineamento dell?asse longitudinale (49) del manipolatore (1) con un asse centrale (54) di un elemento di deposito (56) della rastrelliera (48) sul quale ? presente un assieme di anello di laminazione (5) e rispettivo cuneo (7) da installare sulla macchina di laminazione (4). L?inclinazione viene effettuata dall?operatore che agisce sulla maniglia (24) del sistema di comando (11) del manipolatore (1) con azione coadiuvata degli elementi di azionamento (46) del braccio articolato (2) per riduzione dello sforzo;
c) rotazione (Fig. 27) del manipolatore (1) attorno al proprio asse longitudinale (49) secondo un verso di rotazione (34) per allineamento del pistone esterno (18), in modo tale che aperture (33) presenti tra i denti (31) del pistone esterno (18) siano allineate con corrispondenti contro-denti (32) presenti sul cuneo (7) per penetrazione dei denti (31) del pistone esterno (18) verso una posizione inserita oltre i contro-denti (32) del cuneo. La rotazione attorno all?asse longitudinale (49) viene effettuata dall?operatore che agisce sulla maniglia (24) del sistema di comando (11) del manipolatore (1);
d) avanzamento del manipolatore (1) per penetrazione dei denti (31) del pistone esterno (18) verso una posizione inserita oltre i contro-denti (32) del cuneo. L?avanzamento viene effettuato dall?operatore che agisce sulla maniglia (24) del sistema di comando (11) del manipolatore (1) con azione coadiuvata degli elementi di azionamento (46) del braccio articolato (2) per riduzione dello sforzo;
e) rotazione (Fig. 3) del manipolatore (1) attorno al proprio asse longitudinale (49), in modo tale che i denti (31) del pistone esterno (18) siano posizionati in condizione di allineamento con i corrispondenti contro-denti (32) presenti sul cuneo (7) e in posizione avanzata oltre i contro-denti (32) presenti sul cuneo (7) cos? da impedire che il cuneo (7) si possa sfilare dal manipolatore (1) durante il trasporto. La rotazione attorno all?asse longitudinale (49) viene effettuata dall?operatore che agisce sulla maniglia (24) del sistema di comando (11) del manipolatore (1); f) serraggio del sistema di presa (9) del manipolatore (1), in modo tale che le ganasce (12?, 12??) si portino dalla prima posizione aperta delle ganasce (12?, 12??) alla seconda posizione chiusa delle ganasce (12?, 12??) per serraggio dell?anello di laminazione (5) tra le ganasce (12?, 12??). Il serraggio del sistema di presa (9) viene comandato dall?operatore, in modo tale da azionare gli attuatori (14?, 14??) del sistema di presa (9). In questa situazione l?assieme di anello di laminazione (5) e cuneo (7) ? saldamente afferrato dal manipolatore tramite i denti (31) del pistone esterno (18) che bloccano il cuneo (7) e le ganasce (12?, 12??) che serrano l?anello di laminazione (5);
g) movimentazione (Fig. 1) del braccio articolato (2) del sistema di manipolazione (3) dalla posizione di prelievo dalla rastrelliera (48) alla posizione di montaggio sul mandrino (6) della macchina di laminazione (4). La movimentazione viene effettuata da un operatore che agisce sulla maniglia (24) del sistema di comando (11) del manipolatore (1) con azione coadiuvata degli elementi di azionamento (46) del braccio articolato (2) per riduzione dello sforzo;
h) inclinazione del manipolatore (1) tramite inclinazione del supporto (8) per allineamento dell?asse longitudinale (49) del manipolatore (1) con l?asse di montaggio (50) del mandrino (6). L?inclinazione viene effettuata dall?operatore che agisce sulla maniglia (24) del sistema di comando (11) del manipolatore (1) con azione coadiuvata degli elementi di azionamento (46) del braccio articolato (2) per riduzione dello sforzo;
i) avanzamento (Fig.11) del manipolatore (1) per inserimento (Fig.12) dell?assieme di cuneo (7) e anello di laminazione (5) sul mandrino (6) della macchina di laminazione (4). L?avanzamento viene effettuato dall?operatore che agisce sulla maniglia (24) del sistema di comando (11) del manipolatore (1) con azione coadiuvata degli elementi di azionamento (46) del braccio articolato (2) per riduzione dello sforzo;
j) rilascio (Fig.13) da parte del sistema di presa (9) del manipolatore (1), in modo tale che le ganasce (12?, 12??) si portino dalla seconda posizione chiusa delle ganasce (12?, 12??) alla prima posizione aperta delle ganasce (12?, 12??) per rilascio della presa sull?anello di laminazione (5). Il rilascio del sistema di presa (9) viene comandato dall?operatore, in modo tale da azionare gli attuatori (14?, 14??) del sistema di presa (9). In questa situazione l?anello di laminazione (5) non ? pi? trattenuto dalle ganasce, mentre il cuneo (7) ? ancora afferrato dal manipolatore tramite i denti (31) del pistone esterno (18) che bloccano il cuneo (7);
k) ulteriore avanzamento (Fig. 14) del manipolatore (1) per inserimento (Fig. 12) dell?assieme di cuneo (7) e anello di laminazione (5) sul mandrino (6) con arretramento del volante (25) del sistema di comando (11) che viene spinto indietro dal mandrino (6) a causa della penetrazione del mandrino nella testa (10) del manipolatore (1);
l) fissaggio (Fig. 15) del manipolatore (1) al mandrino (6) mediante avvitamento del codolo (16) sul mandrino (6) della macchina di laminazione (4), in modo tale che, grazie al fissaggio del codolo (16) al mandrino sia possibile applicare una forza di inserimento e bloccaggio del cuneo (7) rispetto al mandrino (6) stesso. Il fissaggio viene effettuato dall?operatore che agisce sul volante (25) del sistema di comando (11) del manipolatore (1) per avvitare il codolo (16) che, come precedentemente spiegato ? libero di ruotare internamente alla testa (10) ed ? dotato (Fig.2) di una filettatura (26) che si accoppia con una corrispondente contro-filettatura (27) presente sul mandrino (6);
m) calettamento (Fig. 17) dell?assieme di cuneo (7) e anello di laminazione (5) sul mandrino (6) della macchina di laminazione (4) mediante spinta esercitata dal pistone interno (17) che viene movimentato assialmente tramite il comando di calettamento (44), in modo tale che il pistone interno (17) si porti dalla prima posizione di riposo ritratta (Fig. 16) rispetto al codolo (16) alla seconda posizione estratta (Fig. 17), in cui il pistone interno (17) esercita la forza secondo il verso di spinta (52) sul cuneo (7) spingendo il cuneo (7) tra l?anello di laminazione (5) e il mandrino (6) della macchina di laminazione (4), in modo tale da ottenere un bloccaggio per interferenza tra l?assieme di cuneo (7) e l?anello di laminazione (5) e il mandrino (6). La serie di molle (20) disposte circonferenzialmente tra il pistone esterno (18) e l?elemento di battuta (19) viene caricato mediante compressione delle molle (20);
n) rilascio del comando di calettamento (44), in modo tale che le molle (20) esercitano una forza di richiamo del pistone interno (17) dalla seconda posizione estratta alla prima posizione di riposo ritratta;
o) rilascio del fissaggio (Fig. 18) del manipolatore (1) sul mandrino (6) mediante svitamento del codolo (16) dal mandrino (6) della macchina di laminazione (4). Il rilascio del fissaggio viene effettuato dall?operatore che agisce sul volante (25) del sistema di comando (11) del manipolatore (1) per svitare il codolo (16) dal mandrino (6);
p) contro-rotazione del manipolatore (1) attorno al proprio asse longitudinale (49), in modo tale che i contro-denti (32) presenti sul cuneo (7) siano in condizione di allineamento con le aperture (33) del pistone esterno (18) per consentire lo sfilamento della testa (10) dall?assieme di anello di laminazione (5) e cuneo (7). La rotazione attorno all?asse longitudinale (49) viene effettuata dall?operatore che agisce sulla maniglia (24) del sistema di comando (11) del manipolatore (1); q) arretramento (Fig. 19) del manipolatore (1) dall?assieme di cuneo (7) e anello di laminazione (5) montati sul mandrino (6) della macchina di laminazione (4). L?arretramento viene effettuato dall?operatore che agisce sulla maniglia (24) del sistema di comando (11) del manipolatore (1) con azione coadiuvata degli elementi di azionamento (46) del braccio articolato (2) per riduzione dello sforzo;
r) movimentazione (Fig. 1) del braccio articolato (2) del sistema di manipolazione (3) verso una posizione di riposo oppure verso la posizione di prelievo dalla rastrelliera (48) per montaggio di un successivo assieme di anello di laminazione (5) e rispettivo cuneo (7) su un altro mandrino (6) della macchina di laminazione (4). La movimentazione viene effettuata da un operatore che agisce sulla maniglia (24) del sistema di comando (11) del manipolatore (1) con azione coadiuvata degli elementi di azionamento (46) del braccio articolato (2) per riduzione dello sforzo. In questa condizione l?anello di laminazione (5) risulta calettato e fissato sul mandrino (6) tramite il cuneo (7) ed ? pronto per la laminazione tramite la macchina di laminazione (4).
Con riferimento alla fase di smontaggio, si prevede una sequenza di rimozione di un assieme di anello di laminazione (5) e rispettivo cuneo (7) da un mandrino (6) di una macchina di laminazione (4), secondo i seguenti passi:
1) movimentazione (Fig. 1) del braccio articolato (2) del sistema di manipolazione (3) da una posizione di riposo a una posizione di prelievo dalla macchina di laminazione (4) sulla quale ? posizionato almeno un assieme di anello di laminazione (5) e rispettivo cuneo (7) da rimuovere da un mandrino (6) della macchina di laminazione (4). La movimentazione viene effettuata da un operatore che agisce sulla maniglia (24) del sistema di comando (11) del manipolatore (1) con azione coadiuvata degli elementi di azionamento (46) del braccio articolato (2) per riduzione dello sforzo;
2) inclinazione del manipolatore (1) tramite inclinazione del supporto (8) per allineamento dell?asse longitudinale (49) del manipolatore (1) con l?asse di montaggio (50) del mandrino (6). L?inclinazione viene effettuata dall?operatore che agisce sulla maniglia (24) del sistema di comando (11) del manipolatore (1) con azione coadiuvata degli elementi di azionamento (46) del braccio articolato (2) per riduzione dello sforzo;
3) avanzamento (Fig.20) del manipolatore (1) per penetrazione (Fig.21) del mandrino (6) entro la testa (10) del manipolatore. L?avanzamento viene effettuato dall?operatore che agisce sulla maniglia (24) del sistema di comando (11) del manipolatore (1) con azione coadiuvata degli elementi di azionamento (46) del braccio articolato (2) per riduzione dello sforzo;
4) rotazione (Fig.27) del manipolatore (1) secondo il verso di rotazione (34) attorno al proprio asse longitudinale (49) per allineamento del pistone esterno (18), in modo tale che le aperture (33) presenti tra i denti (31) del pistone esterno (18) siano allineate con corrispondenti contro-denti (32) presenti sul cuneo (7) per penetrazione dei denti (31) del pistone esterno (18) verso una posizione inserita oltre i contro-denti (32) del cuneo. La rotazione attorno all?asse longitudinale (49) viene effettuata dall?operatore che agisce sulla maniglia (24) del sistema di comando (11) del manipolatore (1);
5) ulteriore avanzamento (Fig.22) del manipolatore (1) per penetrazione (Fig.27) dei denti (31) del pistone esterno (18) verso una posizione inserita oltre i contro-denti (32) del cuneo con arretramento (Fig.22) del volante (25) del sistema di presa che viene spinto indietro dal mandrino (6) a causa della penetrazione del mandrino nella testa (10) del manipolatore (1). L?avanzamento viene effettuato dall?operatore che agisce sulla maniglia (24) del sistema di comando (11) del manipolatore (1) con azione coadiuvata degli elementi di azionamento (46) del braccio articolato (2) per riduzione dello sforzo;
6) rotazione (Fig. 3) del manipolatore (1) attorno al proprio asse longitudinale (49), in modo tale che i denti (31) del pistone esterno (18) siano posizionati in condizione di allineamento con i corrispondenti contro-denti (32) presenti sul cuneo (7) e in posizione avanzata oltre i contro-denti (32) presenti sul cuneo (7). La rotazione attorno all?asse longitudinale (49) viene effettuata dall?operatore che agisce sulla maniglia (24) del sistema di comando (11) del manipolatore (1);
7) serraggio (Fig.23) del sistema di presa (9) del manipolatore (1), in modo tale che le ganasce (12?, 12??) si portino dalla prima posizione aperta delle ganasce (12?, 12??) alla seconda posizione chiusa delle ganasce (12?, 12??) per serraggio dell?anello di laminazione (5) tra le ganasce (12?, 12??). Il serraggio del sistema di presa (9) viene comandato dall?operatore, in modo tale da azionare gli attuatori (14?, 14??) del sistema di presa (9). In questa situazione l?assieme di anello di laminazione (5) e cuneo (7) ? saldamente afferrato dal manipolatore tramite i denti (31) del pistone esterno (18) che bloccano il cuneo (7) e le ganasce (12?, 12??) che serrano l?anello di laminazione (5);
8) fissaggio (Fig. 23) del manipolatore (1) al mandrino (6) mediante avvitamento del codolo (16) sul mandrino (6) della macchina di laminazione (4), in modo tale che grazie al fissaggio del codolo (16) al mandrino sia possibile applicare una forza di sbloccaggio del cuneo (7) rispetto al mandrino (6) stesso. Il fissaggio viene effettuato dall?operatore che agisce sul volante (25) del sistema di comando (11) del manipolatore (1) per avvitare il codolo (16) che, come precedentemente spiegato ? libero di ruotare internamente alla testa (10) ed ? dotato (Fig.2) di una filettatura (26) che si accoppia con una corrispondente contro-filettatura (27) presente sul mandrino (6);
9) scalettamento (Fig. 24) dell?assieme di cuneo (7) e anello di laminazione (5) dal mandrino (6) della macchina di laminazione (4) mediante trazione esercitata dal pistone esterno (18) che viene movimentato assialmente tramite il comando di scalettamento (43) per applicazione della forza di scalettamento secondo il verso di trazione (40), in modo tale che il pistone esterno (18) si porti dalla prima posizione di riposo estratta (Fig. 8) rispetto al codolo (16) alla seconda posizione ritratta (Fig. 24), in cui il pistone esterno (18) esercita la forza di trazione (40) sul cuneo (7) tramite rispettivi denti (31) che sono posizionati nella posizione oltre i corrispondenti contro-denti (32) presenti (Fig. 3) sul cuneo (7). La serie di molle (20) disposte circonferenzialmente tra il pistone esterno (18) e l?elemento di battuta (19) viene caricata mediante compressione delle molle (20);
10) rilascio del comando di scalettamento (43), in modo tale che le molle (20) esercitano una forza di richiamo del pistone esterno (18) dalla seconda posizione ritratta alla prima posizione di riposo estratta;
11) rilascio del fissaggio (Fig. 25) del manipolatore (1) sul mandrino (6) mediante svitamento del codolo (16) dal mandrino (6) della macchina di laminazione (4). Il rilascio del fissaggio viene effettuato dall?operatore che agisce sul volante (25) del sistema di comando (11) del manipolatore (1) per svitare il codolo (16) dal mandrino (6);
12) arretramento (Fig. 26) del manipolatore (1) dal mandrino (6) della macchina di laminazione (4) con rimozione dell?assieme di cuneo (7) e anello di laminazione (5) dal mandrino (6). In questa situazione l?assieme di anello di laminazione (5) e cuneo (7) ? saldamente afferrato dal manipolatore tramite i denti (31) del pistone esterno (18) che bloccano il cuneo (7) e le ganasce (12?, 12??) che serrano l?anello di laminazione (5). L?arretramento viene effettuato dall?operatore che agisce sulla maniglia (24) del sistema di comando (11) del manipolatore (1) con azione coadiuvata degli elementi di azionamento (46) del braccio articolato (2) per riduzione dello sforzo;
13) movimentazione (Fig.1) del braccio articolato (2) del sistema di manipolazione (3) dalla posizione di montaggio sul mandrino (6) della macchina di laminazione (4) alla posizione di deposito sulla rastrelliera (48). La movimentazione viene effettuata dall?operatore che agisce sulla maniglia (24) del sistema di comando (11) del manipolatore (1) con azione coadiuvata degli elementi di azionamento (46) del braccio articolato (2) per riduzione dello sforzo;
14) inclinazione del manipolatore (1) tramite inclinazione del supporto (8) per allineamento dell?asse longitudinale (49) del manipolatore (1) con un asse centrale (54) di un elemento di deposito (56) della rastrelliera (48) dove depositare l?assieme di cuneo (7) e anello di laminazione (5) sulla rastrelliera;
15) avanzamento del manipolatore (1) per inserimento (Fig. 1) dell?assieme di cuneo (7) e anello di laminazione (5) su un apposito elemento di deposito della rastrelliera (48);
16) contro-rotazione del manipolatore (1) attorno al proprio asse longitudinale (49), in modo tale che i contro-denti (32) presenti sul cuneo (7) siano in condizione di allineamento con le aperture (33) del pistone esterno (18) per consentire lo sfilamento della testa (10) dall?assieme di anello di laminazione (5) e cuneo (7). In questa situazione, il cuneo (7) non ? pi? trattenuto tramite i denti (31) del pistone esterno (18) mentre l?anello di laminazione (5) ? ancora trattenuto dalle ganasce. La rotazione attorno all?asse longitudinale (49) viene effettuata dall?operatore che agisce sulla maniglia (24) del sistema di comando (11) del manipolatore (1);
17) rilascio (Fig. 13) da parte del sistema di presa (9) del manipolatore (1), in modo tale che le ganasce (12?, 12??) si portino dalla seconda posizione chiusa delle ganasce (12?, 12??) alla prima posizione aperta delle ganasce (12?, 12??) per il rilascio della presa sull?anello di laminazione (5). In questa situazione l?anello di laminazione (5) non ? pi? trattenuto dalle ganasce e il cuneo (7) non ? pi? trattenuto dal manipolatore tramite i denti (31) del pistone esterno (18). Il rilascio del sistema di presa (9) viene comandato dall?operatore, in modo tale da azionare gli attuatori (14?, 14??) del sistema di presa (9);
18) arretramento del manipolatore (1) dalla rastrelliera (48) con completamento del deposito dell?assieme di cuneo (7) e anello di laminazione (5) sulla rastrelliera. L?arretramento viene effettuato dall?operatore che agisce sulla maniglia (24) del sistema di comando (11) del manipolatore (1) con azione coadiuvata degli elementi di azionamento (46) del braccio articolato (2) per riduzione dello sforzo; 19) movimentazione (Fig.1) del braccio articolato (2) del sistema di manipolazione (3) verso una posizione di riposo, oppure verso una ulteriore posizione di prelievo dalla macchina di laminazione (4) sulla quale ? posizionato un ulteriore assieme di anello di laminazione (5) e rispettivo cuneo (7) da rimuovere da un mandrino (6) della macchina di laminazione (4). La movimentazione viene effettuata da un operatore che agisce sulla maniglia (24) del sistema di comando (11) del manipolatore (1) con azione coadiuvata degli elementi di azionamento (46) del braccio articolato (2) per riduzione dello sforzo.
Sebbene nella forma di realizzazione descritta l?accoppiamento tra codolo (16) e mandrino (6) sia stata descritta con riferimento a una soluzione in cui il codolo (16) ? dotato (Fig. 2) di una filettatura (26) che si accoppia con una corrispondente contro-filettatura (27) presente sul mandrino (6), sar? evidente a un esperto del ramo che sono possibili molteplici sistemi di accoppiamento tra codolo (16) e mandrino (6), come ad esempio sistemi di accoppiamento a baionetta, sistemi di accoppiamento per interferenza con mezzi elastici di ritegno, eccetera. In generale, dunque, ? presente un sistema di accoppiamento rilasciabile tra codolo (16) e mandrino (6) che consente di fissare in modo rilasciabile il codolo (16) al mandrino (6), in modo da creare una condizione di reciproco fissaggio che consente l?applicazione delle forze di calettamento e scalettamento.
In una forma di realizzazione (Fig.2), un perno (28) ? disposto frontalmente sul codolo (16) ed ? atto a inserirsi in un corrispondente foro presente centralmente sul mandrino (6), al fine di consentire un facile allineamento tra i due elementi nelle fasi di avvicinamento del manipolatore (1) verso il mandrino (6).
Una unit? idraulica (55) posizionata sul sistema di manipolazione (3) oppure a fianco del sistema di manipolazione (3) fornisce un fluido in pressione, come ad esempio aria compressa oppure olio, per l?azionamento della testa (10), in modo da potere impartire il comando di scalettamento (43) e il comando di calettamento (44) mediante iniezione del fluido in pressione per indurre lo spostamento del pistone interno (17) e del pistone esterno (18) durante le rispettive operazioni come precedentemente descritto.
I comandi descritti possono essere impartiti (Fig. 1) mediante una pulsantiera (57) disposta sul manipolatore (1), oppure sul braccio articolato (2) in prossimit? del supporto (8) o comunque in una posizione prossima al sistema di comando (11) comprendente la maniglia (24) e il volante (25). La pulsantiera (57) comprende ad esempio:
- un dispositivo di controllo a pulsante o a leva per il controllo di un sistema di salita e discesa del manipolatore (1) per allineamento dell?asse longitudinale (49) del manipolatore (1) con l?asse di montaggio (50) del mandrino (6);
- un dispositivo di controllo a pulsante o a leva per il controllo di un sistema di inclinazione del manipolatore (1) per la descritta inclinazione del manipolatore (1) tramite inclinazione del supporto (8) per allineamento dell?asse longitudinale (49) del manipolatore (1) con l?asse di montaggio (50) del mandrino (6);
- un dispositivo di controllo a pulsante o a leva per il controllo del sistema di presa (9), cio? per comandare l?apertura e la chiusura delle ganasce (12?, 12??); - un dispositivo di controllo a pulsante o a leva per impartire il comando di calettamento;
- un dispositivo di controllo a pulsante o a leva per impartire il comando di scalettamento;
- eventuali spie di indicazione dello stato del sistema.
A titolo esemplificativo e non limitativo, in una forma preferita della presente invenzione, i comandi di tipo idraulico avvengono mediante azione su una rispettiva pompa dotata di elettrovalvole valvole a semplice effetto, in modo tale che finch? l?operatore aziona il dispositivo di controllo di calettamento o scalettamento, la pompa esercita pressione nella relativa camera e nel momento in cui il dispositivo di controllo viene rilasciato la pompa entra in modalit? di scarico rilasciando la pressione in modo che possano agire le molle (20) di ritorno.
Una delle problematiche affrontate ? stata quella di implementare un sistema di bilanciamento della pressione di calettamento, in modo che l?anello di laminazione (5) si blocchi nella posizione prevista sul mandrino (6), senza eccedere nella forza di calettamento applicata rischiando poi di incontrare difficolt? i una successiva fase di scalettamento dell?anello o rischiando di rompere o danneggiare l?anello di laminazione (5), che ? un elemento realizzato usualmente in carburo di tungsteno.
Il sistema di bilanciamento ? studiato in modo che:
- nell?operazione di calettamento, viene applicata una pressione di azionamento indicativamente tra 550 e 650 bar con ottenimento di una forza di spinta compresa tra 60 e 70 tonnellate, cio? approssimativamente tra 580 kN 690 kN;
- nell?operazione di scalettamento, viene applicata una pressione di azionamento indicativamente tra 400 e 500 bar con ottenimento di una forza di trazione compresa tra 55 e 65 tonnellate, cio? approssimativamente tra 540 kN e 640 kN.
Il sistema di bilanciamento delle pressioni ? realizzato a valle della pompa di generazione di pressione del sistema, che serve per mettere in pressione il fluido di azionamento dei pistoni (17, 18). A valle della pompa di generazione di pressione del sistema ? presente, innanzitutto, una valvola di massima pressione della pompa tarata sui valori massimi di pressione ammissibili dalla pompa, a scopo di protezione della pompa stessa.
Tra una prima uscita della pompa e una prima mandata di collegamento al comando di calettamento (44) per movimentazione del pistone interno (17) sono disposte:
- una prima elettrovalvola, che a seguito della pressione da parte dell?operatore di un pulsante di calettamento della pulsantiera (57) apre una prima connessione per il fluido in pressione dalla pompa verso la prima mandata;
- una prima valvola regolatrice di pressione limitante la massima pressione di calettamento.
Tra una seconda uscita della pompa e una seconda mandata di collegamento al comando di scalettamento (43) per movimentazione del pistone esterno (18) sono disposte:
- una seconda elettrovalvola, che a seguito della pressione da parte dell?operatore di un pulsante di scalettamento della pulsantiera (57) apre una seconda connessione per il fluido in pressione dalla pompa verso la seconda mandata;
- una seconda valvola regolatrice di pressione limitante la massima pressione di scalettamento.
La prima valvola regolatrice ? impostata in modo tale che la pressione del fluido in pressione nella prima mandata di collegamento verso il comando di calettamento (44) ? inferiore rispetto alla pressione nella seconda mandata di collegamento verso il comando di scalettamento (43). Cos? facendo si ottiene un sistema che permette di impostare due diverse pressioni di lavoro reciprocamente indipendenti sulla prima mandata di collegamento al comando di calettamento (44) e sulla seconda mandata di collegamento al comando di scalettamento (43), evitando che l?operatore possa calettare con pressioni eccessive che poi andrebbero ad inficiare lo scalettamento.
In definitiva, la presente invenzione riguarda (Fig.1, Fig.2) un manipolatore (1) per un assieme (5, 7) di un cuneo (7) e un anello di laminazione (5) per un mandrino (6) di una macchina di laminazione (4), il manipolatore (1) comprendente (Fig.8, Fig.9, fig.10) una testa (10) e (Fig. 2) un sistema di presa (9) reciprocamente cooperanti per presa, trasporto, calettamento e scalettamento dell?assieme (5, 7), in cui il sistema di presa (9) comprende ganasce (12?, 12??) movimentabili tra due posizioni delle quali una prima posizione aperta delle ganasce (12?, 12??) e delle quali una seconda posizione chiusa delle ganasce (12?, 12??), in cui le ganasce serrano tra di esse l?anello di laminazione (5) per supporto dell?assieme (5, 7). La testa (10) comprende una camicia (15) internamente racchiudente secondo una configurazione concentrica un codolo (16) di fissaggio e una coppia di pistoni (17, 18) comprendenti un pistone esterno (18) e un pistone interno (17) disposti concentricamente tra la camicia (15) e il codolo (16), il codolo (16) essendo dotato su una prima estremit? di un sistema di accoppiamento rilasciabile con il mandrino (6) in modo tale che una forza applicata a un pistone della coppia di pistoni (17, 18) ? tale da corrispondere a una movimentazione di spostamento di detto pistone della coppia di pistoni (17, 18) rispetto al mandrino (6) con mantenimento della condizione di accoppiamento tra codolo (16) e mandrino (6), il pistone interno (17) essendo movimentabile tra due posizioni delle quali una prima posizione di riposo ritratta rispetto al codolo (16) e una seconda posizione estratta per applicazione di una forza secondo un verso di spinta (52) per calettamento dell?assieme (5, 7) sul mandrino (6), il pistone esterno (18) essendo movimentabile tra due posizioni delle quali una prima posizione di riposo estratta rispetto al codolo (16) e una seconda posizione ritratta per applicazione di una forza secondo un verso di trazione (40) per scalettamento dell?assieme (5, 7) rispetto al mandrino (6).
Vantaggiosamente tramite la configurazione cos? composta, il manipolatore (1) consente la presa, il trasporto, il calettamento, lo scalettamento di assiemi di assieme (5, 7) di cuneo (7) e anello di laminazione (5), anche di dimensioni differenti, con un?unica attrezzatura i modo maggiormente semplice e affidabile rispetto alle soluzioni esistenti.
La descrizione della presente invenzione ? stata fatta con riferimento alle figure allegate in una forma di realizzazione preferita della stessa, ma ? evidente che molte possibili alterazioni, modifiche e varianti saranno immediatamente chiare agli esperti del settore alla luce della precedente descrizione. Cos?, va sottolineato che l'invenzione non ? limitata dalla descrizione precedente, ma include tutte quelle alterazioni, modifiche e varianti in conformit? con le annesse rivendicazioni.
NOMENCLATURA UTILIZZATA
Con riferimento ai numeri identificativi riportati nelle figure allegate, si ? usata la seguente nomenclatura:
1. Manipolatore per anello di laminazione
2. Braccio articolato
3. Sistema di manipolazione
4. Macchina di laminazione
5. Anello di laminazione
6. Mandrino
7. Cuneo
8. Supporto
9. Sistema di presa
10. Testa
11. Sistema di comando
12?. Prima ganascia
12??. Seconda ganascia
13?. Primo incernieramento
13??. Secondo incernieramento
14?. Primo attuatore
14??. Secondo attuatore
15. Camicia
16. Codolo
17. Pistone interno
18. Pistone esterno
19. Elemento di Battuta
20. Molla
21. Flangia di supporto
22. Boccola
23. Flangia di chiusura posteriore 24. Maniglia
25. Volante
26. Filettatura
27. Contro-filettatura
28. Perno
29. Flangia di chiusura anteriore 30. Barra
31. Dente
32. Contro-dente
33. Apertura
34. Verso di rotazione
35. Elemento di guida
36. Involucro
37. Coperchio
38. Condotto di scalettamento 39. Camera di scalettamento 40. Verso di trazione
41. Spina - pin
42. Camera di calettamento 43. Comando di scalettamento 44. Comando di calettamento 45. Unit? di controllo
46. Elemento di azionamento 47. Basamento
48. Rastrelliera
49. Asse longitudinale
50. Asse di montaggio
51. Elemento di fissaggio 52. Verso di spinta
53. Condotto di calettamento 54. Asse centrale
55. Unit? idraulica
56. Elemento di deposito 57. Pulsantiera
58. Valvola di sfiato
59. Contro-apertura
60. Elemento di battuta
Claims (25)
1. Manipolatore (1) per un assieme (5, 7) di un cuneo (7) e un anello di laminazione (5) per un mandrino (6) di una macchina di laminazione (4), il manipolatore (1) comprendente una testa (10) e un sistema di presa (9) reciprocamente cooperanti per presa, trasporto, calettamento e scalettamento dell?assieme (5, 7), in cui il sistema di presa (9) comprende ganasce (12?, 12??) movimentabili tra due posizioni delle quali una prima posizione aperta delle ganasce (12?, 12??) e delle quali una seconda posizione chiusa delle ganasce (12?, 12??), in cui le ganasce serrano tra di esse l?anello di laminazione (5) per supporto dell?assieme (5, 7), caratterizzato dal fatto che la testa (10) comprende una camicia (15) internamente racchiudente, secondo una configurazione concentrica, un codolo (16) di fissaggio e una coppia di pistoni (17, 18) comprendenti un pistone esterno (18) e un pistone interno (17) disposti concentricamente tra la camicia (15) e il codolo (16), il codolo (16) essendo dotato su una prima estremit? di un sistema di accoppiamento rilasciabile con il mandrino (6), in modo tale che una forza applicata a un pistone della coppia di pistoni (17, 18) ? tale da corrispondere a una movimentazione di spostamento di detto pistone della coppia di pistoni (17, 18) rispetto al mandrino (6) con mantenimento della condizione di accoppiamento tra codolo (16) e mandrino (6), il pistone interno (17) essendo movimentabile tra due posizioni delle quali una prima posizione di riposo ritratta rispetto al codolo (16) e una seconda posizione estratta per applicazione di una forza secondo un verso di spinta (52) per calettamento dell?assieme (5, 7) sul mandrino (6), il pistone esterno (18) essendo movimentabile tra due posizioni delle quali una prima posizione di riposo estratta rispetto al codolo (16) e una seconda posizione ritratta per applicazione di una forza secondo un verso di trazione (40) per scalettamento dell?assieme (5, 7) rispetto al mandrino (6).
2. Manipolatore (1) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che
il codolo (16) ? disposto assialmente centralmente rispetto alla testa (10), il codolo (16) essendo libero di scorrere assialmente e ruotare internamente alla testa (10).
3. Manipolatore (1) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che il sistema di accoppiamento tra codolo (16) e mandrino (6) ? costituito da una filettatura (26) presente sulla prima estremit? del codolo (16) per accoppiamento con una corrispondente contro-filettatura (27) del mandrino (6).
4. Manipolatore (1) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che il codolo (16) ? dotato, in corrispondenza di una seconda estremit?, opposta alla prima estremit?, di un attacco per una barra (30) di comando la quale ? collegata esternamente alla testa (10) con un volante (25) per comando di avvitamento e svitamento reciproco di codolo (16) e mandrino (6).
5. Manipolatore (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 2 a 4, caratterizzato dal fatto che
il codolo (16) ? supportato sulla testa (10), per libero scorrimento e rotazione del codolo (16), tramite una flangia di supporto (21) fissata sulla camicia (15), in cui la flangia di supporto (21) supporta una boccola di scorrimento (22) e tramite un elemento di guida (35) scorrevole internamente a un involucro (36) fissato sulla camicia (15).
6. Manipolatore (1) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che l?involucro (36) e la camicia (15) sono disposti uno di seguito all?altro lungo un asse longitudinale (49) del manipolatore (1) che corrisponde anche a un asse di sviluppo longitudinale della testa (10), l?involucro (36) essendo fissato sulla camicia (15) tramite una flangia di chiusura anteriore (29), la quale costituisce un elemento di chiusura della camicia (15).
7. Manipolatore (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che
comprende un comando di calettamento (44) collegato tramite un condotto di calettamento (53) a una camera di calettamento (42) adiacente al pistone interno (17), in modo tale che una immissione di fluido in pressione entro la camera di calettamento (42) corrisponde all?applicazione di detta forza di calettamento secondo il verso di spinta (52) con spostamento del pistone interno (17) dalla prima posizione di riposo ritratta rispetto al codolo (16) alla seconda posizione estratta, in cui il pistone interno (17) esercita la forza di spinta.
8. Manipolatore (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che
il pistone interno (17) comprende una rispettiva estremit? di spinta esercitante la forza di spinta sul cuneo (7) dell?assieme (5, 7) di cuneo (7) e anello di laminazione (5) per calettamento dell?assieme (5, 7) sul mandrino (6), in modo tale da ottenere un bloccaggio per interferenza tra l?assieme di cuneo (7) e anello di laminazione (5) e il mandrino (6).
9. Manipolatore (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che
il pistone esterno (18) comprende, in corrispondenza di una estremit? di ingaggiamento del pistone esterno (18) con il cuneo (7) dell?assieme (5, 7) di cuneo (7) e anello di laminazione (5), una serie di denti (31) inframezzati ad aperture (33) per inserimento di una porzione del pistone esterno (18) in posizione di estrazione inserita posteriormente al cuneo (7), in modo tale che i denti (31) del pistone esterno (18) sono posizionabili posteriormente a contro-denti (32) del cuneo (7) per applicazione della forza secondo il verso di trazione (40) per scalettamento dell?assieme (5, 7) rispetto al mandrino (6).
10. Manipolatore (1) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che la serie di denti (31) inframezzati ad aperture (33) del pistone esterno (18) ha una conformazione corrispondente ai contro-denti (32) del cuneo (7) i quali sono inframezzati a contro-aperture (59) del cuneo (7), in modo tale che i denti (31) del pistone esterno (18) sono inseribili posteriormente al cuneo (7) mediante passaggio dei denti (31) attraverso le controaperture (59) del cuneo (7) e mediante passaggio dei contro-denti (32) del cuneo (7) attraverso le aperture (33) del pistone esterno (18).
11. Manipolatore (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che
comprende un comando di scalettamento (43) collegato tramite un condotto di scalettamento (38) ad una camera di scalettamento (39) adiacente al pistone esterno (18), in modo tale che una immissione di fluido in pressione entro la camera di scalettamento (39) corrisponde all?applicazione di detta forza di scalettamento secondo il verso di trazione (40) con spostamento del pistone esterno (18) dalla prima posizione di riposo estratta rispetto al codolo (16) alla seconda posizione ritratta in cui il pistone esterno (17) esercita la forza di trazione.
12. Manipolatore (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che
comprende primi elementi elastici per applicazione di una forza di ritorno del pistone interno (17), i primi elementi elastici essendo posizionati in moto tale che i primi elementi elastici sono compressi quando il pistone interno (17) si trova nella seconda posizione estratta per applicazione della forza di calettamento secondo il verso di spinta (52).
13. Manipolatore (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che
comprende secondi elementi elastici per applicazione di una forza di ritorno del pistone esterno (18), i secondi elementi elastici essendo posizionati in moto tale che i secondi elementi elastici sono compressi quando il pistone esterno (18) si trova nella seconda posizione ritratta per applicazione della forza di scalettamento secondo il verso di trazione (40).
14. Manipolatore (1) secondo la rivendicazione 11 e secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che
i primi elementi elastici e i secondi elementi elastici sono coincidenti essendo costituiti da una serie di molle (20) disposte tra il pistone esterno (18) e un elemento di battuta (19) aderente a una sporgenza del pistone interno (17), in modo tale che le molle (20) sono in condizione compressa dal pistone esterno (18) contro l?elemento di battuta (19) quando il pistone esterno (18) si trova nella seconda posizione ritratta del pistone esterno (18) e in modo tale che le molle (20) sono in condizione compressa dall?elemento di battuta (19) contro il pistone esterno (18) quando il pistone interno (17) si trova nella seconda posizione estratta con spostamento dell?elemento di battuta (19) tramite la sporgenza del pistone interno (17), le molle essendo compresse in un primo verso di compressione oppure in un secondo verso di compressione opposto in funzione del fatto che la compressione sia causata dal pistone esterno (18) oppure da pistone interno (17) ed elemento di battuta (19).
15. Manipolatore (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che
il sistema di presa (9) comprende due di dette ganasce (12?, 12??) disposte reciprocamente in opposizione a 180? rispetto alla testa (10) del manipolatore (1), una prima ganascia (12?) essendo costituita da un corpo oblungo con una prima estremit? terminale e una seconda estremit? terminale reciprocamente opposte rispetto allo sviluppo in lunghezza del corpo oblungo, la prima estremit? terminale della prima ganascia (12?) essendo dotata di una estensione di presa, la quale ha una superficie di contatto arcuata per serraggio mediante appoggio contro una superficie perimetralmente esterna dell?anello di laminazione (5), la seconda estremit? terminale della prima ganascia (12?) essendo collegata a un primo attuatore (14?), tra la prima estremit? terminale e la seconda estremit? terminale della prima ganascia (12?) essendo presente un primo incernieramento (13?) per rotazione del corpo oblungo della prima ganascia (12?) tra la prima posizione aperta delle ganasce (12?, 12??) e la seconda posizione chiusa delle ganasce (12?, 12??), una seconda ganascia (12??) essendo costituita da un corpo oblungo con una prima estremit? terminale e una seconda estremit? terminale reciprocamente opposte rispetto allo sviluppo in lunghezza del corpo oblungo, la prima estremit? terminale della seconda ganascia (12??) essendo dotata di una estensione di presa, la quale ha una superficie di contatto arcuata per serraggio mediante appoggio contro la superficie perimetralmente esterna dell?anello di laminazione (5), la seconda estremit? terminale della seconda ganascia (12??) essendo collegata a un secondo attuatore (14??), tra la prima estremit? terminale e la seconda estremit? terminale della seconda ganascia (12??), essendo presente un secondo incernieramento (13??) per rotazione del corpo oblungo della seconda ganascia (12??) tra la prima posizione aperta delle ganasce (12?, 12??) e la seconda posizione chiusa delle ganasce (12?, 12??).
16. Manipolatore (1) secondo la rivendicazione 7 e secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che
comprende un sistema di bilanciamento a valle di una pompa di generazione di pressione del fluido in pressione di azionamento dei pistoni (17, 18), per bilanciamento della pressione del fluido in pressione entro la camera di calettamento (42) e per bilanciamento della pressione del fluido in pressione entro la camera di scalettamento (39), in cui il sistema di bilanciamento comprende tra una prima uscita della pompa e una prima mandata di collegamento verso il comando di calettamento (44) del manipolatore (1):
- una prima elettrovalvola per apertura di una prima connessione per il fluido in pressione dalla pompa verso la prima mandata;
- una prima valvola regolatrice di pressione limitante la massima pressione di calettamento;
e ulteriormente in cui il sistema di bilanciamento comprende tra una seconda uscita della pompa e una seconda mandata di collegamento verso il comando di scalettamento (43) del manipolatore (1):
- una seconda elettrovalvola per apertura di una seconda connessione per il fluido in pressione dalla pompa verso la seconda mandata;
- una seconda valvola regolatrice di pressione limitante la massima pressione di scalettamento;
in cui la prima valvola regolatrice ? impostata in modo tale che la pressione del fluido in pressione nella prima mandata di collegamento verso il comando di calettamento (44) ? inferiore rispetto alla pressione nella seconda mandata di collegamento verso il comando di scalettamento (43).
17. Sistema di manipolazione (3) per un assieme (5, 7) di un cuneo (7) e un anello di laminazione (5) per un mandrino (6) di una macchina di laminazione (4), in cui il sistema di manipolazione (3) comprende un manipolatore (1) per presa, trasporto, calettamento e scalettamento dell?assieme (5, 7) e in cui il sistema di manipolazione (3) comprende ulteriormente un braccio articolato (2) supportante il manipolatore (1) in corrispondenza di una propria prima estremit?, il braccio articolato (2) essendo composto da sezioni reciprocamente movimentabili l?una rispetto all?altra e da elementi di azionamento (46) per la movimentazione controllata di ciascuna sezione del braccio articolato (2) per movimentazione del manipolatore (1) supportato alla prima estremit? del braccio articolato (2), caratterizzato dal fatto che il manipolatore (1) ? realizzato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.
18. Sistema di manipolazione (3) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che
il braccio articolato (2) ? movimentabile tra almeno due posizioni, una prima posizione essendo una posizione di lavoro sulla macchina di laminazione (4) per calettamento e scalettamento dell?assieme (5, 7) di cuneo (7) e anello di laminazione (5) e una seconda posizione essendo una posizione di prelievo o deposito dell?assieme (5, 7) di cuneo (7) e anello di laminazione (5) in corrispondenza di una rastrelliera (48) di immagazzinamento.
19. Sistema di manipolazione (3) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 17 a 18, caratterizzato dal fatto che
il sistema di manipolazione (3) comprende ulteriormente una unit? di controllo (45) per impostazione o acquisizione di parametri operativi del manipolatore (1).
20. Metodo di manipolazione per un assieme (5, 7) di un cuneo (7) e un anello di laminazione (5), in cui il metodo comprende una fase di montaggio mediante calettamento dell?assieme di cuneo (7) e anello di laminazione (5) su un mandrino (6) di una macchina di laminazione (4) e una fase di smontaggio mediante scalettamento dell?assieme di cuneo (7) e anello di laminazione (5) dal mandrino (6) della macchina di laminazione (4), mediante un sistema di manipolazione (3) comprendente un braccio articolato (2) supportante un manipolatore (1), in cui il manipolatore (1) comprende una testa (10) e un sistema di presa (9) dotato di ganasce (12?, 12??) di serraggio dell?anello di laminazione (5) movimentabili tra una prima posizione aperta delle ganasce (12?, 12??) per rilascio della presa e una seconda posizione chiusa delle ganasce (12?, 12??), la testa (10) comprendente una camicia (15) internamente racchiudente, secondo una configurazione concentrica, un codolo (16) di fissaggio e una coppia di pistoni (17, 18) comprendenti un pistone esterno (18) e un pistone interno (17) disposti concentricamente tra la camicia (15) e il codolo (16) lungo un asse longitudinale (49) del manipolatore (1), il codolo (16) essendo dotato su una prima estremit? di un sistema di accoppiamento rilasciabile con il mandrino (6), in modo tale che una forza applicata a un pistone della coppia di pistoni (17, 18) ? tale da corrispondere a una movimentazione di spostamento di detto pistone della coppia di pistoni (17, 18) rispetto al mandrino (6) con mantenimento della condizione di accoppiamento tra codolo (16) e mandrino (6), il pistone interno (17) essendo movimentabile tra due posizioni delle quali una prima posizione di riposo ritratta rispetto al codolo (16) e una seconda posizione estratta per applicazione di una forza secondo un verso di spinta (52) per calettamento dell?assieme (5, 7) sul mandrino (6), il pistone esterno (18) essendo movimentabile tra due posizioni delle quali una prima posizione di riposo estratta rispetto al codolo (16) e una seconda posizione ritratta per applicazione di una forza secondo un verso di trazione (40) per scalettamento dell?assieme (5, 7) rispetto al mandrino (6), in cui la fase di montaggio comprende almeno i seguenti passi:
(h) inclinazione del manipolatore (1) per allineamento dell?asse longitudinale (49) del manipolatore (1) con un asse di montaggio (50) del mandrino (6);
(i) avanzamento del manipolatore (1) per inserimento dell?assieme (5, 7) di cuneo (7) e anello di laminazione (5) sul mandrino (6) della macchina di laminazione (4);
(j) rilascio da parte del sistema di presa (9), in modo tale che le ganasce (12?, 12??) si portino dalla seconda posizione chiusa delle ganasce (12?, 12??) alla prima posizione aperta delle ganasce (12?, 12??) per rilascio della presa sull?anello di laminazione (5);
(k) ulteriore avanzamento del manipolatore (1) per inserimento dell?assieme (5, 7) di cuneo (7) e anello di laminazione (5) sul mandrino (6) con arretramento di un volante (25) di un sistema di comando (11) che viene spinto indietro dal mandrino (6) a causa della penetrazione del mandrino nella testa (10) del manipolatore (1);
(l) fissaggio del manipolatore (1) al mandrino (6) mediante fissaggio del codolo (16) della testa (10) sul mandrino (6), il fissaggio del codolo (16) avvenendo mediante un sistema di accoppiamento rilasciabile con il mandrino (6);
(m) calettamento dell?assieme di cuneo (7) e anello di laminazione (5) sul mandrino (6) della macchina di laminazione (4) mediante spinta esercitata dal pistone interno (17) della testa (10) che viene movimentato assialmente, in modo tale che il pistone interno (17) si porti dalla prima posizione di riposo ritratta rispetto al codolo (16) alla seconda posizione estratta in cui il pistone interno (17) esercita la forza secondo il verso di spinta (52) sul cuneo (7) spingendo il cuneo (7) tra l?anello di laminazione (5) e il mandrino (6) della macchina di laminazione (4), in modo tale da ottenere un bloccaggio per interferenza tra l?assieme di cuneo (7) e l?anello di laminazione (5) e il mandrino (6);
(n) rilascio della spinta del pistone interno (17), in modo tale che primi elementi elastici esercitano una forza di richiamo del pistone interno (17) dalla seconda posizione estratta alla prima posizione di riposo ritratta;
(o) rilascio del fissaggio del manipolatore (1) sul mandrino (6) mediante rilascio del sistema di accoppiamento rilasciabile dal mandrino (6).
21. Metodo di manipolazione secondo la rivendicazione precedente, in cui la fase di montaggio comprende ulteriormente i seguenti passi eseguiti prima del passo (h):
(a) movimentazione del braccio articolato (2) del sistema di manipolazione (3) da una posizione di riposo a una posizione di prelievo da una rastrelliera (48) sulla quale ? posizionato almeno un assieme (5, 7) di anello di laminazione (5) e rispettivo cuneo (7) da montare sul mandrino (6) della macchina di laminazione (4);
(b) inclinazione del manipolatore (1) per allineamento di un asse longitudinale (49) del manipolatore (1) con un asse centrale (54) di un elemento di deposito (56) della rastrelliera (48) sul quale ? presente l?assieme di anello di laminazione (5) e rispettivo cuneo (7) da installare sulla macchina di laminazione (4);
(c) rotazione del manipolatore (1) attorno al proprio asse longitudinale (49) secondo un verso di rotazione (34) per allineamento del pistone esterno (18) del manipolatore (1), in modo tale che aperture (33) presenti tra denti (31) del pistone esterno (18) siano allineate con corrispondenti contro-denti (32) presenti sul cuneo (7) per penetrazione dei denti (31) del pistone esterno (18) verso una posizione inserita oltre i contro-denti (32) del cuneo;
(d) avanzamento del manipolatore (1) con penetrazione dei denti (31) del pistone esterno (18) verso una posizione inserita oltre i contro-denti (32) del cuneo;
(e) rotazione del manipolatore (1) attorno al proprio asse longitudinale (49), in modo tale che i denti (31) del pistone esterno (18) siano posizionati in condizione di allineamento con i corrispondenti contro-denti (32) presenti sul cuneo (7) e in posizione avanzata oltre i contro-denti (32) presenti sul cuneo (7) cos? da impedire che il cuneo (7) si possa sfilare dal manipolatore (1) durante il trasporto;
(f) serraggio del sistema di presa (9), in modo tale che ganasce (12?, 12??) si portino dalla prima posizione aperta delle ganasce (12?, 12??) alla seconda posizione chiusa delle ganasce (12?, 12??) per serraggio dell?anello di laminazione (5) tra le ganasce (12?, 12??); (g) movimentazione del braccio articolato (2) del sistema di manipolazione (3) dalla posizione di prelievo dalla rastrelliera (48) a una posizione di montaggio sul mandrino (6) della macchina di laminazione (4).
22. Metodo di manipolazione secondo la rivendicazione precedente, in cui la fase di montaggio comprende ulteriormente i seguenti passi eseguiti dopo il passo (o):
(p) contro-rotazione del manipolatore (1) attorno al proprio asse longitudinale (49), in modo tale che i contro-denti (32) presenti sul cuneo (7) siano in condizione di allineamento con aperture (33) del pistone esterno (18) per sfilamento della testa (10) dall?assieme di anello di laminazione (5) e cuneo (7);
(q) arretramento del manipolatore (1) dall?assieme di cuneo (7) e anello di laminazione (5) montati sul mandrino (6) della macchina di laminazione (4);
(r) movimentazione del braccio articolato (2) del sistema di manipolazione (3) verso la posizione di riposo.
23. Metodo di manipolazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 20 a 22, in cui la fase di smontaggio comprende almeno i seguenti passi:
(7) serraggio del sistema di presa (9), in modo tale che le ganasce (12?, 12??) si portino dalla prima posizione aperta delle ganasce (12?, 12??) alla seconda posizione chiusa delle ganasce (12?, 12??) per serraggio dell?anello di laminazione (5) tra le ganasce (12?, 12??); (8) fissaggio del manipolatore (1) al mandrino (6) mediante fissaggio del codolo (16) della testa (10) sul mandrino (6), mediante il sistema di accoppiamento rilasciabile con il mandrino (6);
(9) scalettamento dell?assieme di cuneo (7) e anello di laminazione (5) dal mandrino (6) della macchina di laminazione (4) mediante trazione esercitata dal pistone esterno (18) che viene movimentato assialmente per applicazione di una forza di scalettamento secondo un verso di trazione (40), in modo tale che il pistone esterno (18) si porti da una prima posizione di riposo estratta rispetto al codolo (16) a una seconda posizione ritratta, in cui il pistone esterno (18) esercita la forza di trazione sul cuneo (7) tramite rispettivi denti (31) che sono posizionati nella posizione oltre i corrispondenti contro-denti (32) presenti sul cuneo (7);
(10) rilascio della trazione del pistone esterno (18), in modo tale che secondi elementi elastici esercitano una forza di richiamo del pistone esterno (18) dalla seconda posizione ritratta alla prima posizione di riposo estratta;
(11) rilascio del fissaggio del manipolatore (1) sul mandrino (6) mediante rilascio del sistema di accoppiamento rilasciabile dal mandrino (6);
(12) arretramento del manipolatore (1) dal mandrino (6) della macchina di laminazione (4) con rimozione dell?assieme di cuneo (7) e anello di laminazione (5) dal mandrino (6).
24. Metodo di manipolazione secondo la rivendicazione precedente, in cui la fase di smontaggio comprende ulteriormente i seguenti passi eseguiti prima del passo (7):
(1) movimentazione del braccio articolato (2) del sistema di manipolazione (3) dalla posizione di riposo a una posizione di prelievo dalla macchina di laminazione (4) sulla quale ? posizionato almeno un assieme di anello di laminazione (5) e rispettivo cuneo (7) da rimuovere dal mandrino (6) della macchina di laminazione (4);
(2) inclinazione del manipolatore (1) per allineamento dell?asse longitudinale (49) del manipolatore (1) con l?asse di montaggio (50) del mandrino (6);
(3) avanzamento del manipolatore (1) per penetrazione del mandrino (6) entro la testa (10) del manipolatore;
(4) rotazione del manipolatore (1) secondo il verso di rotazione (34) attorno al proprio asse longitudinale (49) per allineamento del pistone esterno (18), in modo tale che aperture (33) presenti tra denti (31) del pistone esterno (18) siano allineate con corrispondenti controdenti (32) presenti sul cuneo (7) per penetrazione dei denti (31) del pistone esterno (18) verso una posizione inserita oltre i contro-denti (32) del cuneo;
(5) ulteriore avanzamento del manipolatore (1) per penetrazione dei denti (31) del pistone esterno (18) verso una posizione inserita oltre i contro-denti (32) del cuneo con arretramento del volante (25) del sistema di comando (11) che viene spinto indietro dal mandrino (6) a causa della penetrazione del mandrino nella testa (10) del manipolatore (1); (6) rotazione del manipolatore (1) attorno al proprio asse longitudinale (49), in modo tale che i denti (31) del pistone esterno (18) siano posizionati in condizione di allineamento con i corrispondenti contro-denti (32) presenti sul cuneo (7) e in posizione avanzata oltre i contro-denti (32) presenti sul cuneo (7).
25. Metodo di manipolazione secondo la rivendicazione precedente, in cui la fase di smontaggio comprende ulteriormente i seguenti passi eseguiti dopo il passo (12):
(13) movimentazione del braccio articolato (2) del sistema di manipolazione (3) dalla posizione di montaggio sul mandrino (6) della macchina di laminazione (4) a posizione di deposito su rastrelliera (48);
(14) inclinazione del manipolatore (1) per allineamento dell?asse longitudinale (49) del manipolatore (1) con l?asse centrale (54) di un elemento di deposito (56) della rastrelliera (48) dove depositare l?assieme di cuneo (7) e anello di laminazione (5) sulla rastrelliera; (15) avanzamento del manipolatore (1) per inserimento dell?assieme di cuneo (7) e anello di laminazione (5) sull?elemento di deposito della rastrelliera (48);
(16) contro-rotazione del manipolatore (1) attorno al proprio asse longitudinale (49), in modo tale che i contro-denti (32) presenti sul cuneo (7) siano in condizione di allineamento con le aperture (33) del pistone esterno (18) per consentire lo sfilamento della testa (10) dall?assieme di anello di laminazione (5) e cuneo (7);
(17) rilascio da parte del sistema di presa (9), in modo tale che le ganasce (12?, 12??) si portino dalla seconda posizione chiusa delle ganasce (12?, 12??) alla prima posizione aperta delle ganasce (12?, 12??) per il rilascio della presa sull?anello di laminazione (5);
(18) arretramento del manipolatore (1) dalla rastrelliera (48) con completamento del deposito dell?assieme di cuneo (7) e anello di laminazione (5) sulla rastrelliera;
(19) movimentazione del braccio articolato (2) del sistema di manipolazione (3) verso la posizione di riposo.
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP0298675A1 (en) * | 1987-07-06 | 1989-01-11 | MORGAN CONSTRUCTION COMPANY (a Massachusetts corporation) | Sleeve mounting and removal tool |
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| JPH07201B2 (ja) * | 1986-08-19 | 1995-01-11 | 新日本製鐵株式会社 | 圧延ロ−ル交換方法 |
| EP1034854A2 (de) * | 1999-03-09 | 2000-09-13 | SKET Walzwerkstechnik GmbH | Vorrichtung zur Montage, Sicherung und Demontage eines auf einer fliegend gelagerten Walzenwelle verspannten Walzrings |
-
2021
- 2021-07-07 IT IT102021000017912A patent/IT202100017912A1/it unknown
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