ITBO20090392A1 - Cabestano elettrico per macchine trafilatrici o per altre macchine per la lavorazione di vergelle, fili, piattine o cavi, di qualsiasi materiale. - Google Patents

Description

“Cabestano elettrico per macchine trafilatrici o per altre macchine per la lavorazione di vergelle, fili, piattine o cavi, di qualsiasi materialeâ€

TESTO DELLA DESCRIZIONE

Il trovato fa riferimento in particolare alle macchine per la trafilatura di vergelle, piattine o fili di metallo, dotate di una serie di filiere attraverso le quali il filo viene tirato tramite successive pulegge o tamburi, i cosiddetti cabestani, per subire una progressiva riduzione della sezione trasversale. Le trafile ed anche i cabestani, lavorano in un bagno di liquido che viene continuamente rinnovato e che ha sia funzioni di raffreddamento che di lubrificazione. In questo processo à ̈ importante mantenere una tensione prefissata del filo nel tratto compreso tra un cabestano e quello successivo, tenendo presente che nella successione dei passaggi, il filo stesso si allunga per cui a parità di diametro degli stessi cabestani, à ̈ necessario che i medesimi cabestani ruotino a velocità progressivamente crescenti per mantenere il filo in tensione e per assicurare una adeguata pressione di contatto tra fili e cabestano. Questa tensione, che non deve essere mai tale da snervare il filo e da portarlo in condizioni di rottura, à ̈ garantita da una adeguata pressione di contatto tra filo e cabestano che, se mantenuta a valori ottimali, migliora in generale la qualità del filo, prolunga la durata delle filiere e riduce la frizione ed il calore che ne risulta ed in genere consente di effettuare la trafilatura ad alta velocità. Il mantenimento a valori ottimali della detta pressione di contatto, si traduce in certi casi anche in economia della forza motrice impiegata per la rotazione dei cabestani.

La tecnica impiegata per l’azionamento dei cabestani successivi in un banco di trafilatura a più stadi, inizialmente prevedeva l’uso di un solo motore che con una trasmissione positiva trasmetteva il moto ai cabestani successivi con Γ interposizione di riduttori di velocità di diverse caratteristiche e tali da far ruotare gli stessi cabestani a velocità progressivamente crescenti nella direzione di marcia del filo. Questa soluzione, che presentava molte difficoltà in quanto le caratteristiche chimiche e fisiche del materiale di partenza possono essere diverse, per cui diverso à ̈ l’allungamento del filo tra una trafila e quella successiva, condizione che portava ad operare con velocità sempre eccedenti ed anche per problemi legati all’uso di un solo motore, à ̈ stata soppiantata dalle più recenti soluzioni che vedono ogni cabestano azionato da un rispettivo motore elettrico con interposta una trasmissione positiva ad ingranaggi od a pulegge dentate e cinghia, con giusto rapporto di trasmissione crescente. In altri casi i cabestani, sempre sostenuti dall’asse di rispettivi mandrini, sono collegati con tale asse ad un motore elettrico, tramite un giunto di accoppiamento. Dei mezzi sono previsti per rilevare l’assorbimento di corrente dei vari motori elettrici e per regolare le loro performances secondo programmi prestabiliti e controllati da un processore elettronico, in modo che il filo proceda da trafila a trafila con una pressione di contatto coi cabestani e quindi con uno sforzo di trazione a valori ottimali. Questa soluzione à ̈ tecnologicamente affidabile ma à ̈ costosa per la presenza dei mandrini dei cabestani, del giunto di accoppiamento o della detta trasmissione di moto che tra l’altro à ̈ rumorosa e richiede periodiche manutenzioni.

Il trovato intende ovviare a questi limiti della tecnica nota con la soluzione enunciata nell’annessa rivendicazione 1) e nelle successive rivendicazioni dipendenti, basata sulla seguente idea di soluzione. Il cabestano, di qualsiasi tipo, viene calettato direttamente sull’albero di un motore elettrico di tipo Torque o similare, sfruttando i cuscinetti interni del rotore di questo motore che sono allo scopo opportunamente predisposti e questo stesso motore à ̈ flangiato con lo statore sulla parete posteriore della spalla che con la parete anteriore definisce la camera impegnata dal liquido di lubrificazione e di raffreddamento, nella quale lavorano i cabestani e le trafile. Dei primi mezzi di tenuta sono previsti sul foro della detta spalla che à ̈ attraversato girevolmente dall’albero del motore e nel quale à ̈ alloggiato in parte uno dei gruppi di cuscinetti del motore a monte dei quali e quindi rivolti verso i detti primi mezzi di tenuta sono previsti dei secondi mezzi di tenuta dotati verso Γ esterno di una guarnizione di tenuta predisposta pneumaticamente pressurizzabile in modo da evitare infiltrazioni di liquido verso detto gruppo di cuscinetti. Il motore elettrico à ̈ dotato di un circuito a liquido per il raffreddamento forzato dello statore ed à ̈ predisposto per la circolazione nel proprio rotore, cavo, di un flusso continuo d’aria ambiente o raffreddata. Con l’estremità opposta a quella che porta il cabestano, l’albero del motore porta calettato un encoder che fornisce i segnali di velocità e di fase. Occorrendo, la stessa estremità dell’albero del motore che à ̈ collegata all’encoder, può essere collegata ad un distributore rotante che consente la circolazione di liquido di raffreddamento nel cabestano, specialmente nell’ultimo cabestano che lavora a secco e fuori dalla detta camera. La flangia di chiusura posteriore del motore à ̈ dotata di passacavi a tenuta stagna per il cavi elettrici di alimentazione, per il cavo dell’ encoder e per i cavi dei sensori interni di temperatura del motore e tutti i cavi sono collegati ad un quadro di alimentazione e di controllo che provvede all’azionamento del motore in modo tale che il filo avanzi con una pressione di contatto col cabestano e con una trazione che siano compresi in un range di valori prestabilito ed ottimale per il tipo di filo che viene di volta in volta lavorato. Unitamente ai due gruppi di cuscinetti che a monte ed a valle del rotore sostengono girevole l’albero del motore, à ̈ prevista anche almeno una mota unidirezionale che blocca la rotazione dello stesso albero del motore se questa viene indotta dalla trazione elastica del filo sul cabestano, ad esempio in caso d’arresto dell’ elettrocabestano, in modo che la partenza successiva del complesso avvenga in tutta sicurezza, senza pericolosi slittamenti tra filo e cabestano e senza pericoli di scarnicolamento, come per contro può avvenire nella tecnica nota. E’ evidente come la nuova soluzione elimini tutti i problemi che nella tecnica nota sono causati dalle trasmissioni meccaniche di moto usualmente poste tra il motore elettrico ed il cabestano e come semplifichi notevolmente tutta la parte meccanica e cinematica in quanto il cabestano à ̈ direttamente calettato sull’albero del relativo motore elettrico d’azionamento.

Maggiori caratteristiche del trovato ed i vantaggi che ne derivano, appariranno meglio evidenti dalla seguente descrizione di una forma preferita di realizzazione dello stesso, illustrata a puro titolo d’esempio, non limitativo, nelle figure delle due tavole allegate di disegni, in cui:

La figura 1 illustra un elettrocabestano in parte sezionato secondo un piano verticale che contiene l’asse di rotazione del complesso;

La fig. 2 illustra la parte assiale dell’ultimo elettrocabestano di una macchina trafilatrice, che lavora a secco sul filo e che abbisogna di mezzi per il raffreddamento interno del cabestano.

Nella figura, con 1 à ̈ indicata la spalla della struttura di supporto che con la propria superficie di destra definisce una parete della camera V nella quale lavorano ad esempio ad immersione od in altra condizione nota, ad esempio anche a spruzzo od a secco, i cabestani C e le filiere e che à ̈ dotata di fori orizzontali e passanti 2 attraversati dall’albero 103 di un motore elettrico 3 di tipo “Torque†o di altro adatto tipo, di caratteristiche adatte per l’impiego di cui trattasi, che con la propria flangia statorica anteriore 203 viene fissato sulla faccia posteriore della spalla 1, con una pluralità di viti opportunamente distribuite nell’angolo giro (non illustrate). Questa soluzione di fissaggio viene preferita a quella che potrebbe coinvolgere per questo scopo lo statore 503, in quanto questo componente à ̈ soggetto ad un notevole riscaldamento e potrebbe dar origine a problemi innescati dalle dilatazioni termiche, anche se queste problematiche sono minimizzate dalla presenza di mezzi di raffreddamento più avanti detti. Resta comunque inteso che nell’ambito del trovato rientrano qualsiasi altre adatte soluzioni per il fissaggio diretto od indiretto del motore 3 alla spalla 1.

Sul tratto d’albero 103 che sporge nella camera V, à ̈ calettato in qualsiasi adatto modo e con possibilità di sostituzione, un cabestano C che può essere di qualsiasi adatto tipo anche diverso da quello a due gole illustrato a titolo di esempio nel disegno. Prima di calettare il cabestano sull’albero 103 del motore, si infila su tale albero un coperchio 4 con guarnizioni 5 di tenuta e si fissa tale coperchio a tenuta in un’apposita sede prevista sul fronte anteriore della spalla 1 e coassialmente al foro 2, come indicato con la guarnizione 105 e con le viti 6, il tutto in modo da realizzare una prima barriera contro l’infiltrazione di liquido in direzione del motore 3, attraverso il foro 2.

Sulla flangia anteriore 203 del corpo del motore 3 può essere ricavata di pezzo o preferibilmente riportata e fissata, come nell’esempio di cui trattasi, una bussola 7 dotata di una flangia 107 di fissaggio con viti e di almeno una tenuta 8 sul diametro esterno, nella quale alloggia almeno un cuscinetto 9 di qualsiasi tipo anche diverso da quello a due corone di rulli illustrato, di grande resistenza ai carichi sia radiali che assiali, per il supporto girevole dell’albero 103 del motore e nella stessa bussola 7, a monte del cuscinetto 9, à ̈ collocata entro un’apposita flangia di supporto 10 una guarnizione di tenuta 11, mentre a valle dello stesso cuscinetto 9, in una flangia 12 à ̈ collocata una doppia barriera di mezzi di tenuta 13, 13’ tra i quali viene alimentata dell’aria a giusti valori di pressione, che in caso di eventuale cedimento delle tenute 5 e di infiltrazione di liquido verso il motore, impedisce l’ingresso del liquido stesso verso il detto cuscinetto 9. La pressurizzazione delle tenute 13, 13’ viene realizzata tramite condotti 114 ricavati nella bussola 7 ed attraverso condotti 14 ricavati nella flangia statorica 203, dotati di una bocca d’ingresso 15 per il collegamento ad una sorgente d’alimentazione d’aria filtrata ed in pressione e dotati di aperture di scarico 16 opportunamente distribuite nell’angolo giro sul fronte interno della flangia 203, attraverso le quali viene assicurata una continua circolazione d’aria per il raffrescamento interno del rotore cavo 303 e del traferro dello stesso motore, aria che poi esce attraverso aperture 17 opportunamente distribuire sulla parte più esterna della flangia posteriore statorica 403 del motore 3. Resta inteso che la bocca 15 dianzi detta, può essere diversamente aperta in una camera (non illustrata) ricavata all’ interno della spalla 1 e collegata alla detta sorgente di alimentazione dell’aria in pressione con propri condotti, in modo che non sia necessario effettuare fisicamente nessun collegamento della detta bocca 15 con dei condotti d’alimentazione. Un’altra variante può riferirsi al fatto che i condotti 16 per il raffrescamento del motore 3 possono essere collegati ad un circuito di alimentazione dell’ aria indipendente da quello che alimenta i condotti 114, in modo che questi ultimi possano essere monitorati da un pressostato e/od altri adatti mezzi attraverso i quali sia possibile individuare a distanza eventuali anomalie nelle tenute 13, 13’.

Il rotore 303 del motore può essere calettato sull’albero 103 con qualsiasi adatti mezzi anche diversi da quelli illustrati ed indicati con 18 nel disegno. Dal momento che i motori Torque sviluppano grandi quantità di calore, il loro statore 503 viene dotato di un labirinto interno 19 attraverso il quale à ̈ fatto circolare del liquido di raffreddamento e che allo scopo à ̈ dotato di attacchi d’estremità 119, 219 per il collegamento ai mezzi di circolazione forzata del detto liquido di raffreddamento, non illustrati.

Entrambe le flange statoriche 203 e 403 sono fissate sullo statore 503 con interposti mezzi di tenuta 20, 20’.

Sulla flangia posteriore 403 può essere ricavata in un sol pezzo, soprattutto per i motori di piccola potenza, oppure può essere riportata e fissata con viti sulla propria flangia 121, come nell’esempio di cui trattasi, una bussola 21 dotata sul diametro esterno di una guarnizione di tenuta 221 e che per mezzo di almeno un cuscinetto 22 sostiene girevole la parte posteriore dell’albero 103 del motore 3 e sul fronte interno di tale bussola à ̈ fissata una flangia 23 con relativa guarnizione di tenuta 123 per trattenere il grasso di lubrificazione di tale cuscinetto. Sul fronte esterno della bussola 21 à ̈ prevista una sede nella quale sporge un tratto rastremato d’estremità dell’albero 103 del motore, sul quale viene calettata la boccola interna di una ruota libera od unidirezionale 24 (vedi oltre), la cui boccola esterna à ̈ fìssa nella detta sede ed à ̈ trattenuta in questa per mezzo di un coperchio 26 con fondo 126 rimovibile, all’interno del quale à ̈ alloggiato un encoder 27 il cui equipaggio mobile à ̈ calettato con idonei mezzi 28 allo stesso albero 103. Con 30 à ̈ indicata una guarnizione di tenuta che evita il trafilamento verso l’esterno e verso Γ encoder, del grasso di lubrificazione dei cuscinetti 22, 25 e della ruota libera 24.

Sulla flangia posteriore 403 dello statore del motore 3, sono previsti dei passacavo 31 in giusto numero per l’alimentazione elettrica del motore 3, un eventuale passacavo 32 per il cavo dell’ encoder 27, qualora tale passacavo non sia previsto sul coperchio 26, e sono previsti dei passacavo 33 per i cavi collegati ai sensori interni di temperatura dello statore del motore 3, schematicamente indicati con 133 e l’insieme dei detti cavi à ̈ collegato ad un quadro di alimentazione e di controllo, non illustrato, dotato di un processore che in relazione all’assorbimento di corrente elettrica del motore ed ai dati relativi alla sua velocità di rotazione, desunti attraverso Γ encoder 27, fa si che questo operi con valori di coppia e di velocità che vengono mantenuti entro parametri prefissati in un apposito software del detto processore.

La detta ruota libera 24 à ̈ tale da impedire la rotazione dell’albero 103 del motore sotto l’azione elastica di tiro del filo sul cabestano C, ogni volta che lo stesso motore viene temporaneamente arrestato, in modo che la sua successiva partenza avvenga col filo in condizioni ottimali di cooperazione col cabestano, evitando gli allentamenti ed i possibili scarnicolamenti riscontrabili nella tecnica nota.

La figura 2 illustra una variante esecutiva dell’ elettrocabestano, particolarmente adatta per l’ultimo cabestano posto al di fuori della camera V della trafilatrice, che non lavorando immerso nel liquido abbisogna di raffreddamento. In questo caso viene usato un encoder a collocazione laterale all’estremità posteriore dell’albero 103 del motore, che attraversa il coperchio 26 e fuoriesce da questo per il collegamento all’equipaggio mobile di un collettore rotante 34 fisso con lo statore e per mezzo di una staffa 37 ad una qualsiasi parte della flangia posteriore 403 dello statore del motore 3, e dotato di attacchi 134 e 234 per l’ingresso e l’uscita del liquido di raffreddamento che attraverso canalizzazioni e condotti 35 predisposti assialmente nell’albero 103, giunge e parte da una canalizzazione interna 36 prevista in qualsiasi adatto modo nel corpo anche composito del cabestano, in modo da sottrarre a questo componente il calore che gli viene indotto dal contatto col filo da lavorare. Resta inteso che la descrizione si à ̈ riferita ad una fonna preferita di realizzazione del trovato, con l’omissione dei dettagli costruttivi del motore Torque 3 in quanto alla portata di ogni tecnico del ramo che conosce il diametro dei cabestani e lo sforzo di tiro che questi devono eseguire sul filo da lavorare. Resta altresì inteso che al trovato possono essere apportate numerose varianti e modifiche costruttive, il tutto per altro senza abbandonare il principio informatore dell’invenzione, come descritto, come illustrato e come a seguito rivendicato. Nelle rivendicazioni, i riferimenti riportati tra parentesi sono puramente indicativi e non limitativi dell’ambito di protezione delle stesse rivendicazioni.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1) Cabestano elettrico per macchine trafilatrici o per altre macchine per la lavorazione di vergelle, fili o piattine di metallo o d’altro materiale, caratterizzato dal fatto che lo stesso cabestano (C) à ̈ calettato direttamente sull’albero (103) di un motore elettrico (3) di tipo Torque o similare, di adatte caratteristiche, con cuscinetti interni (9, 22) portanti ed adatti allo scopo ed il cui statore (203, 503, 403) à ̈ fissato sulla faccia posteriore di una spalla verticale di supporto (1), in corrispondenza della cui faccia anteriore à ̈ collocato lo stesso cabestano, essendo tale spalla dotata di un foro (2) per il passaggio del detto albero (103) che attraversa almeno un coperchio (4) con mezzi di tenuta (5, 105), che chiude il detto foro (2) a protezione del motore (3), ad esempio per impedire il trafilamento verso questo del liquido di raffreddamento e di lubrificazione che interessa i cabestani e le filiere.
2. 2) Cabestano secondo la rivendicazione 1), caratterizzato dal fatto che il detto motore elettrico (3) à ̈ fissato sulla detta spalla di supporto (1) per mezzo di attacchi opportunamente distribuiti sulla sua flangia anteriore (203) nella quale sono ricavati dei canali (14) dotati esternamente di almeno una bocca (15) di collegamento ad una sorgente di mandata d’aria filtrata, a temperatura ambiente o raffreddata e dotati di una o più aperture (16) di scarico sul fronte interno della detta flangia (203), per assicurare una continua circolazione d’aria di raffrescamento attraverso il rotore cavo (303) del motore, essendo previsti sulla flangia posteriore (403) dello stesso motore, in giusta posizione ed opportunamente distribuiti, dei fori (17) per lo scarico dell’aria che ha sottratto calore alle parti interne del motore, il cui statore (503) à ̈ dotato di un proprio circuito (19, 119, 219) per la circolazione forzata di un liquido di raffreddamento.
3. 3) Cabestano secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la flangia anteriore (203) del motore elettrico (3) à ̈ dotata di pezzo o di riporto di una bussola assiale (7) e sporgente, che impegna in parte il detto foro (2) e che alloggia almeno un cuscinetto (9) con caratteristiche di notevole resistenza sia ai carichi radiali che a quelli assiali, protetto sul fronte rivolto verso il motore da una flangia (10) con relativa tenuta (11) e sul fronte rivolto verso il cabestano da una flangia (12) con una coppia di tenute (13, 13’) tra le quali viene mantenuta una pressione d’aria a giusti valori, spillandola dal circuito (14) che alimenta l’aria per il raffrescamento interno del rotore del motore (3).
4. 4) Cabestano secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che sulla flangia posteriore (403) del motore (3) può essere ricavata in un sol pezzo o fissata assialmente, una bussola (21) che per mezzo di almeno un cuscinetto (22) sostiene girevole il tratto posteriore dell’albero (103) dello stesso motore (3) e sul fronte interno di tale bussola à ̈ fissata una flangia (23) con relativa guarnizione di tenuta (123), mentre sul fronte esterno della stessa bussola (21) à ̈ prevista una sede nella quale sporge un tratto rastremato d’estremità dell’albero (103) del motore, sul quale à ̈ calettata la boccola interna di una ruota libera (24) la cui boccola esterna à ̈ fìssa nella detta sede ed à ̈ trattenuta in questa per mezzo di un coperchio (26) nel quale à ̈ alloggiato un encoder (27) il cui equipaggio mobile à ̈ calettato allo stesso albero (103), essendo previsti dei mezzi di tenuta (30) per evitare il trafilamento verso l’encoder, del grasso di lubrificazione dei cuscinetti (22, 25) e della ruota libera (24) che blocca la rotazione dell’albero del motore se questa viene indotta dalla trazione del filo sul cabestano, ad esempio in caso d’arresto delfelettrocabestano, in modo che la partenza successiva del complesso avvenga in tutta sicurezza, senza pericolosi slittamenti tra filo e cabestano e senza pericoli di scarnicolamento.
5. 5) Cabestano secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che se lo stesso cabestano opera al di fuori della camera (V) della trafilatrice ed abbisogna di raffreddamento, viene usato un encoder (27) a collocazione laterale all’estremità posteriore dell’albero (103) del motore in modo che questa possa attraversare il detto coperchio (26) e possa fuoriuscire da questo per il collegamento aH’equipaggio mobile di un collettore rotante (34) fisso con lo statore ad una qualsiasi parte della flangia posteriore (403) dello statore del motore (3) e dotato di attacchi (134, 234) per l’ingresso e l’uscita del liquido di raffreddamento che attraverso canalizzazioni e condotti (35) predisposti assialmente nel detto albero (103), giunge e parte da una canalizzazione interna (36) prevista in qualsiasi adatto modo nel corpo anche composito del cabestano, in modo da sottrarre a questo componente il calore che gli viene indotto dal contatto col filo da lavorare.
6. 6) Cabestano secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che sulla flangia posteriore (403) dello statore del motore (3), sono previsti dei passacavo (31) in giusto numero per l’alimentazione trifase del detto motore, à ̈ previsto un eventuale passacavo (32) per il cavo dell’encoder (27) e sono previsti dei passacavo (33) per i cavi collegati ai sensori interni (133) di temperatura dello statore dello stesso motore (3).
7. 7) Cabestano elettrico per macchine trafilatrici o per altre macchine per la lavorazione di vergelle, fili, piattine o cavi di qualsiasi materiale, utile anche per il trascinamento di piattine, fili, cavi o corde con o senza guaine di isolamento o protezione, realizzato in particolare, in tutto o sostanzialmente, come descritto, come illustrato nelle figure delle due tavole allegate di disegni e per gli scopi sopra esposti.