ITAL20080015A1 - Sistema di frenatura per nastri metallici multipli - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'Invenzione Industriale dal titolo:

"SISTEMA DI FRENATURA PER NASTRI METALLICI MULTIPLI"

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un sistema di frenatura di nastri metallici multipli in impianti per il taglio longitudinale di nastri metallici e, più precisamente, un sistema di frenatura di nastri metallici multipli in cui è prevista la frenatura dei nastri con strisciamento limitato ad una sola faccia degli stessi.

Come è noto, negli impianti per il taglio longitudinale di nastri di laminati metallici è previsto che una bobina contenente un unico nastro largo venga svolta e vengano contemporaneamente realizzati uno o più tagli longitudinali, ciascuno dei quali da origine ad una rispettiva bobina contenente un nastro stretto.

Le strisce di nastro così tagliate con una macchina chiamata "cesoia circolare" vengono convogliate ad una macchina chiamata aspo avvolgitore ed avvolte su una parte della stessa macchina, denominata mandrino. Il mandrino essenzialmente è costituito da un corpo cilindrico espandibile dove si avvolgono a formare una serie di sottobobine di varia larghezza e che sono disposte leggermente distanziate l’una dall’altra per azione di un separatore rotoli.

Ε' opportuno che questo avvolgimento avvenga con un certo controtiro necessario a garantire sia il non spostamento dei nastri durante l’operazione stessa, sia la compattezza delle bobine durante la loro successiva movimentazione, controtiro il cui valore dipende dalla larghezza del nastro in avvolgimento, dal suo spessore e ragioni di varia natura e In ogni caso non interessanti al fine della descrizione in corso.

Per tale operazione, quindi, sussiste il problema del corretto avvolgimento dei suddetti nastri stretti risultanti in bobine realizzate sull'aspo avvolgitore munito del relativo mandrino di avvolgimento. Allo scopo, esistono alcune tecniche usate ancor oggi per realizzare detto controtiro.

Secondo una prima tecnologia, è previsto un sistema a pressa di frenatura. Questo sistema è sostanzialmente costituito da due elementi piani, di cui uno mobile e posizionabile, e posti uno sovrastante ed uno inferiormente alle superfici dei nastri. Ciascun elemento è ricoperto da un foglio dì materiale morbido, quale ad esempio moquette o feltro (dì cui il nome spesso usato di "pressa a feltro").

Quando ì due elementi si chiudono sui nastri si dà una pressione su entrambe le facce. Questa pressione, a causa dell’ attrito sul/sui nastro/nastri, si traduce in una reazione allo scorrimento longitudinale di quest’ultimi. Tale reazione sui nastri realizza una forza in direzione contraria a quella di scorrimento e, quindi, una forza che genera un controtiro all’avvolgimento della bobina.

Questa tecnoiogia è quella più antica ed ancora in uso in quasi tutte le iinee di taglio longitudinale, poiché è il sistema più economico per realizzare un valido controtiro.

La suddetta tecnologia presenta però un inconveniente dato dal fatto che su entrambe le superfici dei nastri vengono generate delle frequenti rigature a causa dei corpi estranei che si inseriscono tra i due fogli delle presse e la superficie dei nastri stessi, tali corpi estranei rimanendo quasi sempre inclusi nei fogli fino al completo taglio del nastro di partenza. Le rigature così prodottesi rovinano le superfici dei nastri, riducendone drasticamente la qualità fino a renderla talora inidonea per certe applicazioni.

Secondo un’altra tecnologia e con lo scopo di evitare l'inconveniente derivato dalla soluzione precedente (rigature della superficie), sono entrati recentemente in uso gruppi costituiti da una o più coppie di rulli gommati scolpiti. Più precisamente, la superficie dei rulli presenta più o meno profonde e dense incisioni longitudinali e circonferenziali, che formano una sorta di “denti”.

Secondo questa tecnologia, i rulli sono comandati da motori a velocità controllata in modo che la loro velocità periferica sia sempre percentualmente inferiore alla velocità reale del nastro più lento. Lo spessore del nastro di partenza non è lo stesso su tutta la larghezza per inevitabili difetti di laminazione e, conseguentemente, le bobine che si formano sull'aspo con i nastri più sottili sono più piccole di diametro e, quindi, la velocità dei relativi nastri è più bassa,

in fase operativa, il nastro che viene tirato dall'aspo avanza piu velocemente del "dente" con cut è a contatto e lo deforma in avanti senza scorrimento- Dalla deformazione del “dente" il nastro riceve una controreazione all' indietro fino a quando, esaurito l'arco di contatto, il dente ritorna alla sua posizione di riposo. Questo metodo, ancorché più che valido per quanto concerne l’eliminazione dello scorrimento superficie del nastro-elemento frenante, presenta però alcuni inconvenientL

Un primo inconveniente è dato dal fatto di presentare qualche limitazione del valore di frenatura. Un altro inconveniente è dato dal fatto di essere molto costoso a seguito della necessità di modificare l'impianto elettrico già esistente (nel caso di revamping) con l'introduzione, in ogni caso di un motore in più rispetto a quelli già esistenti e di una più onerosa qualità di realizzazione della parte meccanica (riduttori, allunghe, giunti, basamenti).

Scopo quindi della presente invenzione è quello di risolvere i suddetti inconvenienti dello stato della tecnica fornendo un sistema di frenatura per nastri metallici multipli in impianti per il taglio longitudinale di nastri metallici in cui è prevista la frenatura dei nastri eseguendo uno strisciamento limitato ad una sola faccia degli stessi. Quindi, la presente invenzione ha per oggetto un sistema di frenatura per nastri metallici sostanzialmente secondo le rivendicazioni annesse.

Verrà ora fornita una descrizione dettagliata di una forma preferita di realizzazione del sistema di frenatura della presente invenzione, data a titolo esemplificativo e non limitativo, facendo riferimento ai disegni annessi in cui:

la figura 1 illustra schematicamente un impianto di taglio di nastri ed in cui è evidenziata la disposizione di un sistema di frenatura secondo la presente invenzione;

la figura 2 illustra un primo sistema di frenatura di nastri e secondo lo stato della tecnica;

la figura 3 illustra un secondo sistema di frenatura di nastri e secondo lo stato della tecnica; e

la figura 4 illustra un sistema di frenatura di nastri secondo la presente invenzione.

Con riferimento alla figura 1, 'viene in essa illustrato in maniera schematica un impianto per il taglio longitudinale di nastri di laminati metallici.

Tipicamente, è prevista una bobina contenente un unico nastro largo 5 che viene supportata su uno svolgìtore 1, il quale girando la svolge verso un gruppo di taglio 2 del nastro 5 per realizzare contemporaneamente uno o più tagli longitudinali 5, ciascun nastro stretto darà origine ad una rispettiva bobina piu a valle.

Le strisce di nastro 5 vengono tagliate sul gruppo di taglio 2 con una macchina chiamata "cesoia circolare" e vengono convogliate ad un gruppo avvolgitore 4 che comprende una macchina chiamata aspo avvolgitore, il quale supporta su un mandrino le sottobobine dì nastro stretto.

Il mandrino essenzialmente è costituito da un corpo cilindrico espandibile dove si avvolgono a formare la serie di sottobobine di varia larghezza e che sono disposte leggermente distanziate l'una dall’altra per azione di un separatore rotoli.

Per realizzare un controtiro, necessario a garantire sia il non spostamento dei nastri 5 durante l'operazione stessa, sia la compattezza delle bobine durante la loro successiva movimentazione, è previsto a monte del gruppo avvolgitore 4 ed a valle del gruppo di taglio 2 un gruppo di frenatura 3, il quale comprende un sistema di frenatura che può essere realizzato sia secondo lo stato della tecnica, sia secondo la presente invenzione. Con riferimento ora alla figura 2, viene in essa illustrato un prima forma di realizzazione del sistema di frenatura 3 secondo lo stato della tecnica.

Come è possibile intendere nella figura, il sistema di frenatura 3 presenta un basamento fisso 30 il quale presenta superiormente un elemento piano fisso e che comprende un foglio di materiale morbido quale il feltro o equivalente 32. Analogamente, è previsto in posizione reciproca un secondo elemento piano 31 che presenta anch’esso un foglio in materiale morbido quale feltro o equivalente 32. Il secondo elemento piano 31 è mobile lungo la direzione verticale potendo, quindi, awicinarsi/ailontanarsi dal primo elemento piano 32. Inoltre, è previsto che i nastri da frenare 5 scorrano tra detti due elementi piani 32.

Quando i due elementi piani 32 si chiudono sui nastri 5 si dà pressione a uno o più tubi 33 di materiate elastico annegati nell’elemento piano 32 fisso. In questo modo, viene esercitata una pressione su entrambe te facce degli elementi piani 32, pressione che si traduce, per attrito, in una reazione allo spostamento dei nastri 5 tra di essi disposti. La reazione é denominata “controtiro” e permette di eseguire un avvolgimento dei nastri sull’aspo 4 in maniera ottimale.

I tubi gonfiabili 33 hanno la duplice funzione di garantire una distribuzione uniforme di pressione su tutta la larghezza dell’elemento piano 32 ed inoltre, regolando la pressione dell'aria, di regolare il valore del suddetto “controtiro".

Con riferimento ora alla figura 3, viene in essa illustrato una seconda forma di realizzazione di un sistema di frenatura 3 secondo lo stato della tecnica. Per semplicità descrittiva parti uguali avranno numeri uguali.

Come è possibile intendere nella figura, questo sistema di frenatura si differenzia da quello precedente dal fatto di avere quali elementi di frenatura rulli 34 piuttosto che gli elementi piani 32 di strisciamento. Secondo questo sistema, sono previste due coppie di rulli 34 disposti in maniera opposta gli uni agli altri. Ciascun rullo 34 presenta una superfìcie gommata e scolpita, inoltre, i nastri 5 sono disposti scorrevolmente tra dette coppie di rulli 5.

I rulli 34 sono comandati da rispettivi pignoni 35 provenienti da un riduttore a gabbie di pignoni o simile 36 azionato da uno o più motori 37,

Secondo questo sistema, la velocità periferica dei rulli 34 è sempre percentualmente inferiore alia velocità reale del nastro 5 più lento. In fase operativa, il nastro 5 che viene tirato dall'aspo avanza più velocemente della superficie scolpita del rullo 34 con cui è a contatto e quindi, deforma quest’ultìma ma senza scorrimento relativo.

Dalla deformazione della superficie gommata dei rullo 34 il nastro 5 riceve una controreazione nella direzione opposta a quella di avanzamento del nastro 5 e per tutto l'arco di contatto tra rullo 34 e nastro 5 e, quindi, un “controtiro" aH’awolgitore 4.

Con riferimento ora alla figura 4, viene in essa illustrato in maniera schematica un sistema di frenatura realizzato secondo la presente invenzione. Anche in questo caso, per chiarezza illustrativa parti uguali avranno numeri uguali.

Secondo l’invenzione, l'azione dì frenatura si esercita per totale scorrimento solo su una faccia dei nastri 5 (cioè quella che non ha problemi di qualità superficiale) mentre l'altra faccia, non essendo soggetta a strisciamenti rimane con le stesse caratteristiche di qualità elevate del nastro di partenza 5.

Il sistema di frenatura secondo Sa presente invenzione consiste pertanto di un elemento fìsso 32 ricoperto di materiale morbido (moquette, feltro o equivalente), in cui sono annegati, ma non necessariamente, uno o più tubi 33 in materiale elastico alimenta bili con aria compressa.

In corrispondenza della parte opposta all’elemento piano 32, e quindi sopra i nastri 5 da frenare, è prevista una o più coppie di rulli 34. I rulli 34 possono essere montati folli o frenati su un elemento di supporto (quest’ultimo non mostrato in figura) ma, comunque, sono montati mobili in direzione verticale ovvero ortogonale a quella di avanzamento dei nastri 5. I rulli 34 possono avere superfici diverse. La disposizione è tale per cui, premendo sulla corrispondente superfìcie dei nastri 5, i rulli 34 esercitano la stessa pressione tra l’altra faccia dei nastri 5 e l’elemento fisso 32 sottostante il quale, essendo fisso, fornisce una reazione di “controtiro".

Normalmente l'interesse degli utilizzatori è rivolto ad avere una sola faccia con alta qualità superficiale.

Verranno ora forniti dati sperimentali ottenuti da un esempio realizzai ivo dì un gruppo di frenatura 3 realizzato secondo la presente invenzione e montato su un impianto di taglio ed avvolgimento di nastri multipli.

L'impianto presentava le seguenti caratteristiche di funzionamento: a) velocità di avanzamento dei nastri 0 / 400 m/min b) spessore dei nastri 0,1 / 3 mm

c) larghezza dei singoli nastri 6/1200 mm

d) larghezza totale macchina 100/2010 mm e) valori specifici dì frenatura (riferiti alla sezione di ogni singolo nastro) 0,4 / 1 ,5 kg/mm<2>f) valori specifici di frenatura

(riferiti alla larghezza) 0,05/ 2 kg/mm g) valore medio de! coeff. di attrito nastro/feltro 0,4

h) pressione specifica nastri/feltro 0.125 /4 Kg/mm

Quindi, sono state impostate le seguenti variabili dì impianto al l’un ita di controllo dello stesso:

1 ) spessore dei nastri da frenare 0.5 mm

2) tiro specifico da realizzare 1 kg/mnri

3) valore stimato del coeff. di attrito

tra nastro e feltro 0,4

A seguito del funzionamento, si sono ottenuti i seguenti dati rilevati: a) tiro specifico per ogni mm di nastro

larghezza nastro 0,5 x 1 = 0,5 0,5 kg/mm b) pressione specifica

per ogni mm di larghezza (0,5 : 0,4 = 1,25) 1.25 kg/mm c) larghezza di azione della pressione nel

tubo flessìbile 15 mm d) superficie di azione dell'aria compressa

(15 x 1 = 15) 15 mm<2>/mm e) pressione aria richiesta

(1,25 : 15) - 0,08 kg/mm2 0,8 bar Come è possibile intendere dai valori ottenuti, il sistema di frenatura della presente invenzione permette di eseguire il procedimento di frenatura e taglio dei nastri 5 nella maniera più soddisfacente e come richiesto.

Il sistema della presente invenzione presenta numerosi vantaggi. Un primo vantaggio è dato dal fatto di realizzare un sistema idoneo a preservare le qualità di una superficie.

Un altro vantaggio è dato dal fato di poter offrire una drastica riduzione di costì di acquisto, revamping e gestione rispetto ai sistemi dello stato della tecnica che forniscono prestazioni analoghe.

Un ulteriore vantaggio è dato dal fatto di fornire la possibilità di agevole sostituzione di sistemi o gruppi già esistenti (presse a feltro) su linee non recentissime senza dover procedere a pesanti modifiche all’azionamento, e ad onerosi rifacimenti delle parti meccaniche e non, presenti per lo scopo in oggetto.

Da quanto precedentemente esposto appare evidente che l'invenzione non è limitata alla forma esecutiva testé descritta ed illustrata a semplice titolo di esempio non limitativo, ma potrà essere ampiamente variata e modificata, nel suo complesso e nei singoli particolari, a seconda delle specifiche esigenze e convenienze di fabbricazione e d’impiego, soprattutto costruttivamente e nell'ambito degli equivalenti tecnici e funzionali senza per questo abbandonare il principio informatore sopra esposto ed a seguito rivendicato.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema (3) per la frenatura di nastri metallici multipli (5) comprendente un basamento (30) ed primi mezzi (32,33) per la frenatura a strisciamento di detti nastri metallici multipli (5), detti mezzi fissi (32) essendo fissi rispetto a detto basamento (30), caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre secondi mezzi (34) mobili per la frenatura non strisciante di detti nastri metallici multipli (5).
2. 2. Sistema (3) per la frenatura di nastri metallici multipli (5) secondo la rivendicazione precedente, in cui detti primi mezzi di frenatura comprendono un primo elemento piano morbido (32) disposto fisso rispetto a detto basamento (30), e mezzi (33) di regolazione della pressione da esercitare su detti nastri multipli (5).
3. 3. Sistema (3) per la frenatura di nastri metallici multipli (5) secondo la rivendicazione precedente, in cui detti mezzi di regolazione della pressione da esercitare su detti nastri multipli comprendono uno o più tubi (33) in materiale elastico alimentabili con aria compressa, e disposti inferiormente a detto elemento piano morbido (32).
4. 4. Sistema (3) per la frenatura di nastri metallici multipli (5) secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui detto elemento piano morbido (32) comprende un materiale morbido quale moquette, feltro o equivalente.
5. 5. Sistema (3) per la frenatura di nastri metallici multipli (5) secondo una qualsiasi delie rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi mobili comprendono una o più coppie di rulli (34) girevoli presentanti la loro superficie ricoperta di materiale elastico, detti rulli (34) essendo disposti su un supporto (35) che è mobile lungo la direzione ortogonale rispetto a quella di avanzamento di detti nastri multipli (5).
6. 6. Sistema (3) per la frenatura di nastri metallici multipli (5) secondo la rivendicazione precedente, in cui ciascun rullo (34) di detta una o più coppie di rulli è montato in maniera girevole folle o frenata su detto supporto (35).
7. 7. Sistema (3) per la frenatura dì nastri metallici multipli (5) secondo la rivendicazione 5 o 6, in cui ciascun rullo (34) di detta coppia di rulli presenta la propria superficie scolpita.