ITMI20091284A1 - Macchina a geometria lineare variabile per formare in continua tubi quadri - Google Patents

Macchina a geometria lineare variabile per formare in continua tubi quadri Download PDF

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ITMI20091284A1
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rollers
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Livio Travini
Vittorio Travini
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Description

"MACCHINA A GEOMETRIA LINEARE VARIABILE PER FORMARE IN CONTINUA TUBI QUADRIâ€
DESCRIZIONE
Forma oggeto della presente invenzione una macchina “a geometria lineare variabile†per formare in continua tubi quadri (ossia a sezione quadrata o retangolare), che comprende una pluralità di stazioni di formatura che piegano progressivamente una striscia di lamiera, seguite da almeno una stazione di finitura che avvicina ulteriormente, in vista della saldatura finale, i lembi della striscia di lamiera piegata dalle stazioni di formatura e da almeno una stazione per la saldatura finale del tubo quadro.
Macchine per formare tubi quadri mediante piegatura in continua di strisce di lamiera sono ben note nella tecnica e comprendono, in serie tra loro, una pluralità di stazioni in cui la striscia di lamiera viene progressivamente deformata da coppie di rulli coniugati, ossia aventi gole presentanti profili complementari.
Tali macchine note hanno lo svantaggio di rendere necessaria la sostituzione della coppie di rulli quando si vuole (o si deve) cambiare le dimensioni del tubo prodotto, il che comporta tempi di fermo-macchina più o meno lunghi che riducono la produtività dell’ impianto.
Per ovviare a tale grave inconveniente, sono state proposte macchine per formare tubi quadri mediante piegatura in continua di lamiera, in cui i rulli superiori delle coppie di rulli delle stazioni di formatura compiono un movimento lungo un asse obliquo, posto lungo la bisettrice della gola del corrispondente rullo inferiore, che consente di usare le stesse coppie di rulli per produrre tubi quadri le cui dimensioni rientrano in un “range†più o meno ampio.
In alcune delle macchine note per formare tubi quadri, ciascuna stazione comprende una sola coppia di rulli, che piega solo un bordo (alternativamente, quello destro e quello sinistro) della striscia di lamiera: tali macchine sono ingombranti e costose, poiché devono comprendere un numero elevato di stazioni di formatura.
Scopo del presente trovato à ̈ realizzare una macchina “a geometria lineare variabile†per formare tubi quadri, che migliora le prestazioni delle macchine formatrici note poiché consente di ampliare il “range†di dimensioni dei tubi quadri che possono essere prodotti senza dover sostituire le coppie di rulli.
Questo scopo à ̈ raggiunto mediante una macchina che presenta gli elementi caratterizzanti indicati nella rivendicazione indipendente 1.
Ulteriori caratteristiche vantaggiose del trovato formano oggetto delle rivendicazioni dipendenti.
Una macchina per formare in continua tubi quadri realizzata secondo il trovato comprende, in serie tra loro, stazioni di formatura che piegano progressivamente una striscia di lamiera, almeno una stazione di finitura che avvicina ulteriormente i lembi della striscia di lamiera piegata in vista della saldatura finale ed almeno una stazione per la saldatura finale del tubo quadro.
Ciascuna stazione di formatura comprende due coppie di rulli formatori motorizzati, montati su assi orizzontali (ossia paralleli al piano della striscia di lamiera), che sono affacciate tra loro e che compiono movimenti orizzontali in verso opposto per adattare la loro distanza alla larghezza della striscia di lamiera; i rulli superiori di ciascuna coppia compiono inoltre movimenti orizzontali e/o movimenti verticali (ossia paralleli e/o ortogonali al piano della striscia di lamiera) per adattare allo spessore della striscia di lamiera almeno la loro distanza e quella dai rulli inferiori.
I movimenti orizzontali delle due coppie di rulli formatori sono contemporanei, i movimenti orizzontali e verticali del rullo superiore di una coppia di rulli formatori sono preferibilmente indipendenti dai movimenti orizzontali e verticali dell’altro rullo superiore della stessa coppia di rulli formatori.
Senza uscire dall’ ambito del trovato, i rulli superiori di due coppie di rulli formatori affacciati possono compiere movimenti orizzontali e/o verticali della stessa ampiezza.
Gli assi di rotazione dei rulli inferiori di ciascuna coppia di rulli formatori sono allineati tra loro.
Ciascuna stazione di formatura comprende inoltre due spalle che portano mezzi atti a far compiere i suddetti movimenti ai rulli formatori della stazione di formatura.
Ciascuna stazione di finitura comprende un rullo formatore folle posto sotto il tubo quadro in formazione ed avente forma cilindrica, due rulli formatori folli, posti ai lati del tubo quadro in formazione ed aventi forma troncoconica, che compiono movimenti orizzontali per adattare la loro distanza alla larghezza della striscia di lamiera e due rulli formatori folli, posti sopra il tubo quadro in formazione ed aventi forma biconica, che compiono movimenti verticali per adattare alle dimensioni del tubo in formazione almeno la loro distanza e quella dai rulli inferiori.
Il movimento orizzontale del rullo formatore posto ad un lato del tubo quadro in formazione à ̈ preferibilmente indipendente dal movimento orizzontale del rullo formatore posto all’altro lato del tubo quadro in formazione; il movimento verticale di uno dei rulli formatori posti sopra il tubo quadro in formazione à ̈ preferibilmente indipendente dal movimento verticale dell’altro rullo formatore posto sopra il tubo quadro in formazione.
Senza uscire dall’ambito del trovato, i due rulli formatori posti ai lati del tubo quadro in formazione possono compiere movimenti orizzontali della stessa ampiezza e/o i due rulli formatori posti sopra il tubo quadro in formazione possono compiere movimenti verticali della stessa ampiezza.
Ciascuna stazione di finitura comprende inoltre una spalla che porta mezzi atti a far compiere i suddetti movimenti ai rulli formatori posti ai lati del tubo quadro in formazione ed a quelli posti sopra il tubo stesso.
Una macchina secondo il trovato à ̈ detta “a geometria lineare variabile†poiché consente di produrre tubi quadri di dimensioni diverse modificando la posizione reciproca delle coppie di rulli e/o di almeno uno dei rulli di ciascuna coppia.
Il trovato sarà ora descritto con riferimento a forme di realizzazione puramente esemplificative (e quindi non limitative) illustrate nelle figure allegate, dove:
- la figura 1 mostra schematicamente una vista dall’alto (figura la) ed una vista laterale (figura lb) di una macchina per formare tubi quadri realizzata secondo il trovato;
- le figure 2 e 3 mostrano schematicamente una vista laterale in prospettiva (figura 2), una vista dall’alto (figura 3a) ed una vista laterale (figura 3b) della macchina di figura 1, privata degli elementi di copertura e dei mezzi di sostegno dei rulli formatori per mostrare solo i rulli formatori ed il tubo quadro in formazione;
- la figura 4 mostra schematicamente, in sezione, i rulli formatori ed il tubo quadro in formazione in corrispondenza delle singole stazione di formatura e di finitura;
- la figura 5 mostra schematicamente una stazione di formatura, priva degli elementi di copertura, sezionata secondo un piano ortogonale al piano della striscia di lamiera;
- la figura 6 mostra schematicamente una stazione di finitura, priva degli elementi di copertura, sezionata secondo un piano ortogonale al piano della striscia di lamiera (figura 6 a), rispettivamente secondo un piano parallelo al piano della striscia di lamiera (figura 6b).
Nelle figure allegate gli elementi corrispondenti saranno identificati mediante gli stessi riferimenti numerici.
La figura 1 mostra schematicamente una vista dall’alto (figura la) ed una vista laterale (figura lb) di una macchina 31 per formare tubi quadri 32, realizzata secondo il trovato, che comprende, in serie tra loro, stazioni di formatura 33 della striscia di lamiera 34 (che entra nella macchina 3 1 nella direzione della freccia E), almeno una stazione di finitura 35 ed almeno una stazione di saldatura (in sé nota ed omessa nelle figure 1-4), da cui il tubo 32 esce nella direzione della freccia U.
Nell’esempio di realizzazione illustrato nelle figure 1-4, la macchina 31 comprende cinque stazioni di formatura 33 e tre stazioni di finitura 35 ma, senza uscire dall’ambito del trovato, il numero delle stazioni di formatura 33 e delle stazioni di finitura 35 può variare per rispondere alle particolari esigenza di una specifica macchina 31.
Una stazione di formatura 33 sarà descritta con riferimento alle figure 2-5 ed una stazione di finitura 35 sarà descritta con riferimento alle figure 2-4 e 6.
Le figure 2 e 3 mostrano schematicamente una vista in prospettiva (figura 2), una vista dall’alto (figura 3a) ed una vista laterale (figura 3b) della macchina 31 di figura 1, privata degli elementi di copertura e dei mezzi di sostegno e/o di spostamento dei rulli formatori 1-22, per mostrare solo i rulli formatori 1-22 ed il tubo quadro 32 in formazione.
Come chiaramente rilevabile dalle figure 2 e 3, ciascuna stazione di formatura 33 comprende due coppie di rulli formatori (1, 2; 3, 4; 5, 6; 7, 8; 9, 10), tra loro affacciate, che deformano contemporaneamente entrambi i bordi della striscia di lamiera 34: una macchina 31 realizzata secondo il trovato à ̈ perciò molto più compatta e meno costosa di una macchina nota in cui ciascuna stazione di formatura comprende un sola coppia di rulli formatori che piega solo un bordo (alternativamente, quello destro e quello sinistro) della striscia di lamiera.
Come meglio rilevabile dalle viste in sezione di figura 4, in ciascuna stazione di formatura 33 gli assi di rotazione 45 (figura 5) dei rulli inferiori (2, 4, 6, 8, 10) di ciascuna coppia di rulli formatori (1, 2; 3, 4; 5, 6; 7, 8; 9, 10) sono allineati tra loro e paralleli al piano della striscia di lamiera 34; in ciascuna stazione di finitura 35 gli assi di rotazione dei rulli formatori (12, 16, 20) posti sotto il tubo quadro 32 in formazione sono paralleli al piano della striscia di lamiera 34 ed agli assi di rotazione dei rulli formatori (13, 14; 17, 18; 21, 22) posti sopra il tubo quadro 32 in formazione, mentre gli assi di rotazione di ciascuna coppia di rulli formatori (11; 15; 19) posti ai lati del tubo quadro 32 in formazione sono paralleli tra loro ed ortogonali al piano della striscia di lamiera 34.
La Richiedente ha verificato sperimentalmente che tale disposizione degli assi di rotazione dei rulli formatori à ̈ vantaggiosa poiché consente di realizzare una macchina per formare tubi quadri particolarmente compatta.
La progressiva deformazione della striscia di lamiera 34 per ottenere il tubo quadro 32, visibile nelle figure 2 e 3, Ã ̈ meglio visibile in figura 4, che mostra schematicamente, in sezione, i rulli formatori 1-22, la striscia di lamiera 34 deformata progressivamente nelle stazioni di formatura 33 (figure 4a-4e) ed il tubo quadro 32 in formazione nelle stazioni di finitura 35 (figure 4f-4h).
La figura 5 mostra schematicamente una stazione di formatura 33, priva degli elementi di copertura, sezionata secondo un piano ortogonale al piano della striscia di lamiera 34.
Nell’esempio di realizzazione illustrato in figura 5 la stazione di formatura 33 comprende le coppie di rulli formatori 1 e 2, ma la descrizione che segue si applica anche alle altre stazioni di formatura 33 appartenenti alla macchina 31.
La stazione di formatura 33 comprende due spalle 44 scorrevoli su guide orizzontali, ciascuna delle quali porta una coppia di rulli formatori (1, 2) portati da assi orizzontali 45, mezzi 46 atti a far compiere alle due coppie di rulli formatori (1, 2) movimenti orizzontali in verso opposto per adattare la distanza tra le coppie di rulli formatori (1, 2) alla larghezza della striscia di lamiera 34, mezzi 47 atti a far compiere a ciascuno dei rulli superiori 1 delle due coppie di rulli formatori (1, 2) un movimento verticale per adattare allo spessore della striscia di lamiera 34 la distanza dei rulli superiori 1 dai rulli inferiori 2, e mezzi 48 atti a far compiere ai rulli superiori 1 delle coppie di rulli formatori (1, 2) movimenti orizzontali per adattare allo spessore della striscia di lamiera 34 la distanza tra i rulli superiori 1 e quella dalle spalle 44.
Gli assi orizzontali 45 che portano i rulli superiori 1 sono scorrevoli in vani passanti realizzati nella spalla 44, mentre quelli che portano i rulli inferiori 2 sono fissi.
Il movimento verticale e/o quello orizzontale di uno dei rulli superiori 1 ha (o può avere) ampiezza diversa da quella del movimento verticale e/o di quello orizzontale dell’altro rullo superiore 1 per compensare eventuali irregolarità nello spessore della striscia di lamiera 34.
Nell’esempio di realizzazione mostrato in figura 5, i mezzi 46 sono costituiti da viti senza fine motorizzate 46’ che s’impegnano in madreviti fisse, solidali alle spalle 44 ed omesse in figura 5 per semplicità di rappresentazione grafica; i mezzi 47 sono costituiti da slitte, scorrevoli su guide verticali solidali ad una spalla 44 e mosse, ad esempio, da gruppi vite motorizzata-madrevite, che portano l’asse 45 di uno dei rulli superiori 1.
Senza uscire dall’ambito del trovato, un tecnico del ramo può realizzare la spalla 44 ed i mezzi 46, 47 e 48 che muovono i rulli formatori 1 e 2 mediante mezzi, in sé noti, diversi da quelli precedentemente citati a mero titolo d’esempio non limitativo.
La figura 6 mostra schematicamente una stazione di finitura 35, priva degli elementi di copertura, sezionata secondo un piano ortogonale al piano della striscia di lamiera 34 (figura 6a), rispettivamente secondo un piano parallelo al piano della striscia di lamiera 34 (figura 6b).
NelPesempio di realizzazione illustrato in figura 6 la stazione di finitura 35 comprende il rullo formatore 12 posto sotto il tubo quadro 32 in formazione, i rulli formatori 1 1 posti ai lati del tubo quadro 32 in formazione ed i rulli formatori 13 e 14 posti sopra il tubo quadro 32 in formazione, ma la descrizione che segue si applica anche alle altre stazioni di finitura 35 appartenenti alla macchina 31.
La stazione di finitura 35 comprende una spalla 49 che porta il rullo formatore 12 posto sotto il tubo quadro 32 in formazione, mezzi 50 atti a far compiere movimenti orizzontali ai rulli formatori 11 posti ai lati del tubo quadro 32 in formazione e mezzi 51 atti a far compiere movimenti verticali ai rulli formatori (13, 14) posti sopra il tubo quadro 32 in formazione.
Per compensare eventuali irregolarità nello spessore della striscia di lamiera 34, il movimento orizzontale di uno dei rulli formatori 11 posti ai lati del tubo quadro 32 ha (o può avere) ampiezza diversa dal movimento orizzontale del rullo formatore 11 posto all’altro lato del tubo quadro 32 in formazione ed il movimento verticale del rullo formatore 13 posto sopra il tubo quadro 32 in formazione ha (o può avere) ampiezza diversa dal movimento verticale dell’altro rullo formatore 14 posto sopra il tubo quadro 32 in formazione.
Nell’esempio di realizzazione mostrato in figura 6, i mezzi 50 sono costituiti da slitte scorrevoli su guide orizzontali, solidali alla spalla 49, mosse da martinetti ed i mezzi 51 sono costituiti da slitte, scorrevoli su guide verticali solidali alla spalla 49 e mosse da martinetti ma, senza uscire dall’ambito del trovato, un tecnico del ramo può realizzare la spalla 49 ed i mezzi 50 e 51 mediante mezzi, in sé noti, diversi da quelli precedentemente citati a mero titolo d’esempio non limitativo.
Senza uscire dall'ambito del trovato, un tecnico esperto può apportare alla macchina a geometria lineare variabile per formare tubi quadri precedentemente descritta tutte le modifiche ed i perfezionamenti suggeriti dalla normale esperienza e/o dalla naturale evoluzione della tecnica.

Claims (11)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Macchina (31) per formare in continua tubi quadri (32) comprendente, in serie tra loro, almeno una stazione di formatura (33) atta a piegare progressivamente una striscia di lamiera (34), almeno una stazione di finitura (35) atta ad avvicinare ulteriormente i lembi (36) della striscia di lamiera (34) piegata ed almeno una stazione per la saldatura del tubo quadro (32), caratterizzata dal fatto che: - ciascuna stazione di formatura (33) comprende due coppie di rulli formatori motorizzati (1, 2; 3, 4; 5, 6; 7, 8; 9, 10), montati su assi (45) paralleli al piano della striscia di lamiera (34), che sono affacciate tra loro e che compiono movimenti paralleli al piano della striscia di lamiera (34), i rulli superiori (1, 3, 5, 7, 9) di ciascuna coppia (1, 2; 3, 4; 5, 6; 7, 8; 9, 10) compiendo inoltre movimenti paralleli e/o movimenti ortogonali al piano della striscia di lamiera (34); - ciascuna stazione di finitura (35) comprende almeno un rullo formatore folle (12; 16; 20) posto sotto il tubo quadro (32) in formazione; due rulli formatori folli (11; 15; 19), posti ai lati del tubo quadro (32) in formazione, che compiono movimenti paralleli al piano della striscia di lamiera (34); due rulli formatori folli (13, 14; 17, 18; 21, 22), posti sopra il tubo quadro (32) in formazione, che compiono movimenti ortogonali al piano della striscia di lamiera (34).
  2. 2. Macchina (31) come alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che le due coppie di rulli formatori (1, 2; 3, 4; 5, 6; 7, 8; 9, 10) appartenenti a ciascuna stazione di formatura (33) deformano contemporaneamente entrambi i bordi della striscia di lamiera (34).
  3. 3. Macchina (31) come alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che i movimenti paralleli al piano della striscia di lamiera (34) delle due coppie di rulli formatori (1, 2; 3, 4; 5, 6; 7, 8; 9, 10) di una stazione di formatura (33) sono contemporanei.
  4. 4. Macchina (31) come alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che i movimenti paralleli e ortogonali al piano della striscia di lamiera (34) di uno dei rulli superiori (1, 3, 5, 7, 9) di una coppia di rulli formatori (1, 2; 3, 4; 5, 6; 7, 8; 9, 10) appartenenti ad una stazione di formatura (33) sono indipendenti da quelli dell’altro rullo superiore (1, 3, 5, 7, 9) della stessa coppia di rulli formatori (1, 2; 3, 4; 5, 6; 7, 8; 9, 10).
  5. 5. Macchina (31) come alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che gli assi di rotazione (45) dei rulli inferiori (2, 4, 6, 8, 10) di ciascuna coppia di rulli formatori (1, 2; 3, 4; 5, 6; 7, 8; 9, 10) appartenenti ad una stazione di formatura (33), sono allineati tra loro e paralleli al piano della striscia di lamiera (34).
  6. 6. Macchina (31) come alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che, in una stazione di finitura (35), gli assi di rotazione dei rulli formatori (12, 16, 20) posti sotto il tubo quadro (32) in formazione sono paralleli al piano della striscia di lamiera (34) ed agli assi di rotazione dei rulli formatori (13, 14; 17, 18; 21, 22) posti sopra il tubo quadro (32) in formazione e dal fatto che gli assi di rotazione di ciascuna coppia di rulli formatori (11, 15, 19) posti ai lati del tubo quadro (32) in formazione sono paralleli tra loro ed ortogonali al piano della striscia di lamiera (34).
  7. 7. Macchina (31) come alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che, in una stazione di finitura (35), il movimento parallelo al piano della striscia di lamiera (34) del rullo formatore (11, 15, 19) posto ad un lato del tubo quadro (32) in formazione à ̈ indipendente dal movimento parallelo al piano della striscia di lamiera (34) del rullo formatore (11, 15, 19) posto all’altro lato del tubo quadro (32) in formazione e che il movimento ortogonale al piano della striscia di lamiera (34) di uno dei rulli formatori (13, 14; 17, 18; 21, 22) posti sopra il tubo quadro (32) in formazione à ̈ indipendente dal movimento il movimento ortogonale al piano della striscia di lamiera (34) dell’altro rullo formatore (14, 13; 18, 17; 22, 21) posto sopra il tubo quadro (32) in formazione.
  8. 8. Macchina (31) come alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che una stazione di formatura (33) comprende inoltre mezzi di supporto (44) scorrevoli su guide parallele al piano della striscia di lamiera (34), ciascuno di detti mezzi di supporto portando una coppia di rulli formatori (1, 2; 3, 4; 5, 6; 7, 8; 9, 10) portati da assi (45) paralleli al piano della striscia di lamiera (34); mezzi (46) atti a far compiere alle coppie di rulli formatori (1, 2; 3, 4; 5, 6; 7, 8; 9, 10) movimenti, in verso opposto, paralleli al piano della striscia di lamiera (34) atti ad adattare la distanza tra le coppie di rulli formatori (1, 2; 3, 4; 5, 6; 7, 8; 9, 10) alla larghezza della striscia di lamiera (34); mezzi (47) atti a far compiere a ciascuno dei rulli superiori (1, 3, 5, 7, 9) delle coppie di rulli formatori (1, 2; 3, 4; 5, 6; 7, 8; 9, 10) un movimento ortogonale al piano della striscia di lamiera (34) atto ad adattare allo spessore della striscia di lamiera (34) la distanza dei rulli superiori (1, 3, 5, 7, 9) dai rulli inferiori (2, 4, 6, 8, 10) di ciascuna coppia di rulli formatori (1, 2; 3, 4; 5, 6; 7, 8; 9, 10); e mezzi (48) atti a far compiere ai rulli superiori (1, 3, 5, 7, 9) delle coppie di rulli formatori (1, 2; 3, 4; 596; 7, 8; 9, 10) movimenti paralleli al piano della striscia di lamiera (34) atti ad adattare allo spessore della striscia di lamiera (34) la distanza tra i rulli superiori (1, 3, 5, 7, 9) e quella dai mezzi di supporto (44); gli assi (45) che portano i rulli superiori (1, 3, 5, 7, 9) essendo scorrevoli in vani passanti realizzati nei mezzi di supporto (44), gli assi (45) che portano i rulli inferiori (2, 4, 6, 8, 10) essendo fissi.
  9. 9. Macchina (31) come alla rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che i movimenti ortogonali e/o paralleli al piano della striscia di lamiera (34) di un rullo superiore (1, 3, 5, 7, 9) di una coppia di rulli formatori (1, 2; 3, 4; 5, 6; 7, 8; 9, 10) hanno ampiezza diversa da quelli dell’altro rullo superiore (1, 3, 5, 7, 9) della stessa coppia di rulli formatori (1, 2; 3, 4; 5, 6; 7, 8; 9, 10).
  10. 10. Macchina (31) come alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che una stazione di finitura (35) comprende inoltre mezzi di supporto (49) atti a portare il rullo formatore (12, 16, 20) posto sotto il tubo quadro (32) in formazione, mezzi (50) atti a far compiere ai rulli formatori (11, 15, 19) posti ai lati del tubo quadro (32) in formazione movimenti paralleli al piano della striscia di lamiera entrante (34); e mezzi (51) atti a far compiere ai rulli formatori (13, 14; 17, 18; 21, 22) posti sopra il tubo quadro (32) in formazione movimenti ortogonali al piano della striscia di lamiera entrante (34).
  11. 11. Macchina (31) come alla rivendicazione 10, caratterizzata dal fatto che il movimento parallelo al piano della striscia di lamiera entrante (34) di uno dei rulli formatori (11, 15, 19) posti ai lati del tubo quadro (32) in formazione ha ampiezza diversa dal movimento parallelo al piano della striscia di lamiera entrante (34) del rullo formatore (11, 15, 19) posto all’ altro lato del tubo quadro (32) in formazione e che il movimento ortogonale al piano della striscia di lamiera entrante (34) del rullo formatore (13, 14) posto sopra il tubo quadro (32) in formazione ha ampiezza diversa dal movimento ortogonale al piano della striscia di lamiera entrante (34) dell’altro rullo formatore (14, 13) posto sopra il tubo quadro (32) in formazione.
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