ITMI20092248A1 - Metodo e apparato per la rilevazione della geometria di cilindri operativi - Google Patents

Description

METODO E APPARATO PER LA RILEVAZIONE DELLA GEOMETRIA DI

CILINDRI OPERATIVI

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La presente invenzione si riferisce ad un metodo e ad un apparato per la rilevazione della geometria di cilindri operativi, ad esempio cilindri per la lavorazione di materiali.

Il metodo e l’apparato secondo l’invenzione sono destinati, particolarmente, ma non esclusivamente, all’uso nell’operazione di rettifica di detti cilindri operativi.

Come à ̈ ben noto agli esperti del ramo, ad esempio i cilindri di laminatoi, hanno lo scopo di ridurre lo spessore di un nastro grezzo (sia esso di acciaio, di alluminio o di altro materiale) alla dimensione richiesta.

I cilindri di laminatoio sono progettati per trasferire il carico necessario alla deformazione del materiale dalla struttura fissa (la gabbia del laminatoio) al nastro.

La rotazione di detti cilindri, abbinata ai carichi, al contatto diretto con il nastro, o con altri rulli (nel caso di cilindri intermedi e di appoggio), alle sollecitazioni accidentali e, in molti casi, alla esposizione a temperature elevate, produce fenomeni di usura, fatica e danneggiamenti di vario tipo nei medesimi cilindri. Questi problemi, di origine meccanica e termica, deteriorano la superficie dei cilindri e possono generare difetti non visibili ad occhio nudo che possono generare incidenti durante il processo. È chiaro, infatti, che ogni difetto del cilindro, come, ad esempio, errori di forma, ammaccature o rugosità non idonee, riducono la qualità del nastro e, quindi, il suo prezzo di vendita. Oltre a ciò, i danneggiamenti strutturali (in particolare bruciature e cricche) possono condurre ad eventi catastrofici, come la rottura del cilindro, che inducono ancor più gravi perdite economiche.

Ciclicamente, quindi, i cilindri vengono smontati dalle gabbie, misurati nelle loro caratteristiche geometriche, analizzati con tecniche di Controllo Non Distruttivo (CND) e ricondizionati tramite rettifica, prima di essere riammessi alla funzione. Dato l’elevato investimento necessario per un parco cilindri, ogni innovazione che riduce i tempi di intervento, nell’ambito dell’operazione di ricondizionamento, ne incrementa la precisione e affidabilità e ne prolunga la vita operativa, si traduce in un guadagno netto e tangibile per il produttore di laminati.

In particolare, il panorama attuale dei dispositivi per la rilevazione della geometria di cilindri operativi à ̈ contrassegnato da soluzioni e metodologie particolarmente complesse e costose in cui il rilievo della geometria del cilindro à ̈ eseguita da macchine a più punti di misura con richieste manutentive, dovute alla loro complessità, anch’esse onerose.

Una soluzione di questi tipo à ̈ proposta in WO2006084072.

Inoltre, in US6159074, o in JP8285504, si descrivono calibri a due punti di misura in grado di misurare errori di forma basandosi su due strumenti di lettura disposti in posizioni diametralmente opposte o su un solo strumento coadiuvato da una coda di rondine fissa. In questi casi, però, la semplicità costruttiva e il costo limitato sono raggiunti a scapito della precisione, dell’affidabilità della misura, e della criticità e complessità della taratura dello strumento. Scopo generale della presente invenzione à ̈ quindi quello di realizzare un apparato di misura che risolva gli inconvenienti della tecnica nota individuando una semplificazione che comunque sia in grado di mantenere grande affidabilità e accuratezza nelle misure.

Altro scopo à ̈ quello di realizzare un apparato per la rilevazione della geometria di cilindri da ricondizionare, in particolare durante l’operazione di rettifica, estremamente semplice, economico e particolarmente funzionale.

In vista degli scopi suddetti, secondo la presente invenzione, si à ̈ pensato di realizzare un metodo ed un apparato per la rilevazione del profilo di cilindri in ricondizionamento avente le caratteristiche esposte nelle rivendicazioni allegate.

Le caratteristiche strutturali e funzionali della presente invenzione ed i suoi vantaggi nei confronti della tecnica conosciuta risulteranno ancora più chiari ed evidenti da un esame della descrizione seguente, riferita ai disegni allegati, che mostrano una forma di realizzazione di un apparato realizzato secondo l’invenzione stessa.

Nei disegni:

- la figura 1 à ̈ una vista in alzata laterale in cui à ̈ mostrato in maniera estremamente schematica un apparato secondo l’invenzione posizionabile ad esempio in una macchina rettificatrice (non mostrata);

- la figura 2 à ̈ una vista in alzata simile a quella di figura 1 in cui l’apparato misura un cilindro di dimensioni estremamente limitate rispetto a quello di figura 1.

Con riferimento alle figure, si deve precisare che un apparato quale quello mostrato può essere montato posto di fronte ad una rettificatrice per cilindri, rulli e simili qualunque sia la loro destinazione operativa. E’ noto che una tale rettificatrice comprende il basamento che supporta il carro di rettifica scorrevole dotato di relativa mola.

Un cilindro 11 supportato e corredato da un apparato 12 secondo l’invenzione viene posto sulla suddetta rettificatrice per essere ricondizionato in funzione delle necessità emergenti dalla rilevazione.

L’apparato per la rilevazione della geometria di cilindri in ricondizionamento à ̈ utilizzato, oltre che per i cilindri da laminatoio, per l’ottenimento di nastri in materiali metallici, anche in altri settori, compresi la lavorazione di rettifica di cilindri, rulli e simili per l’industria della carta e, più in generale, dei laminati piani non ferrosi e/o settori quali la costruzione di motori marini e/o sistemi idraulici di grandi dimensioni, vale a dire per l’industria in generale.

L’apparato dell’invenzione 12 risulta quindi essere montato ad esempio su un sistema indipendente e presenta come prima caratteristica peculiare quella di essere realizzato come calibro a tre punti.

La figura 1 mostra infatti come il cilindro 11 sia disposto tra una coppia di ganasce superiore 13 e inferiore 14 mobili, in allontanamento ed avvicinamento tra loro, rispetto ad una struttura intermedia fissa Tale movimentazione avviene in maniera tale che il cilindro 11 presenti sempre tre punti o zone ristrette di contatto rispetto all’apparato dell’invenzione sia con un cilindro 11 di una certa dimensione (figura 1) che con un cilindro 11 di dimensione minima (figura 2). Una coppia di punti di contatto 16 e 17 sono individuati sulle ganasce 13 e 14 ed un terzo punto o zona ristretta 18 à ̈ individuato sulla struttura fissa intermedia 15.

Le due ganasce 13 e 14 sono realizzate con superfici di contatto 19 e 20 rispetto al cilindro 11 inclinate in direzione opposta secondo una disposizione a coda di rondine (a “V†), così da accogliere tra loro almeno parzialmente porzioni di cilindri di diametri estremamente variabili. Tale disposizione consente inoltre in maniera agevole che il cilindro sia contemporaneamente in contatto anche con un punto fisso 18 di una superficie 21 della struttura fissa intermedia 15 disposta tra le due ganasce 13 e 14.

La disposizione a coda di rondine prevede che le superfici di contatto 19 e 20 presentino una angolazione fissa nonostante siano libere di muoversi in allontanamento ed avvicinamento sia tra loro sia simmetricamente rispetto alla citata struttura fissa intermedia 15.

L’apparato dell’invenzione prevede dunque, oltre che ad essere realizzato come calibro a tre punti, anche il fatto che due punti di contatto siano mobili, cioà ̈ i punti 16 e 17 individuati sulle superfici di contatto 19 e 20 delle ganasce 13 e 14, ed un punto di contatto sia fisso, cioà ̈ il punto 18 della superficie 21 della struttura fissa intermedia 15.

Secondo il metodo dell’invenzione, i tre punti 16, 17 e 18 devono essere sempre mantenuti a contatto della superficie del cilindro 11 in misurazione e lavorazione, sia a cilindro fermo che in rotazione.

Inoltre, le forze che i tre punti del calibro 16, 17 e 18 scaricano sul cilindro in misurazione devono essere sempre sostanzialmente uguali durante ogni momento della rilevazione e della lavorazione del cilindro 11 stesso.

In una forma di realizzazione, le ganasce 13 e 14 si muovono linearmente in allontanamento ed avvicinamento sia tra loro, sia rispetto alla struttura fissa intermedia 15, mantenendo sempre la medesima inclinazione delle superfici di contatto 19 e 20 ed allontanandosi o avvicinandosi rispetto al punto fisso 18 della superficie 21 della struttura fissa intermedia 15 in misura uguale l’una e l’altra.

In questo modo, l’angolo di inclinazione delle superfici di contatto 19 e 20 delle ganasce 13 e 14 e la distanza tra le ganasce medesime 13 e 14 permette di rilevare il raggio del cilindro 11.

Al ruotare del cilindro 11, all’interno dell’apparato dell’invenzione ed in contatto con i tre punti 16, 17 e 18, si rileva la geometria del cilindro 11 stesso, nei vari punti desiderati, tramite opportuni algoritmi.

Può così essere ricostruita la corretta geometria generale del cilindro in lavorazione, vale a dire: l’eccentricità, il diametro, la rotondità in ciascuna sezione del cilindro stesso.

Questa rilevazione continua permette di intervenire ad attuare opportunamente la mola della rettificatrice in continuo così da ricondizionare con i parametri geometrici desiderati il cilindro in lavorazione.

L’apparato quindi, applicabile ad una grande varietà di diametri di cilindri, dai più “snelli†(come i “Sendzimir†) ai più massicci, à ̈ funzionante in contemporanea con la rettifica (potrebbe essere applicato direttamente sulla superficie diametralmente opposta alla mola), à ̈ di estrema semplicità costruttiva e garantisce la precisione necessaria al controllo della lavorazione in tempo reale.

E’ così conseguito lo scopo menzionato al preambolo della descrizione.

Naturalmente, le forme di realizzazione per la realizzazione dell’apparato dell’invenzione possono essere le più diverse.

L’ambito di tutela del trovato à ̈ delimitato dalle rivendicazioni allegate.

Claims (2)

1. RIVENDICAZIONI 1) Apparato per la rilevazione della geometria di cilindri operativi, in particolare durante l’operazione di rettifica degli stessi, comprendente una coppia di ganasce (13, 14) mobili in allontanamento ed avvicinamento tra loro rispetto ad una struttura intermedia fissa (15), dette ganasce (13, 14) presentando superfici (19, 20) inclinate in direzione opposta tra di loro secondo una disposizione a coda di rondine rispetto ad un cilindro (11) in misurazione disposto tra di esse e tra una superficie (21) di detta struttura intermedia fissa (15), dette superfici (19, 20) di dette ganasce mobili (13, 14) e detta superficie (21) di detta struttura intermedia fissa (15) essendo mantenute sempre in contatto con detto cilindro (11) sia fermo che in rotazione.
2. 2) Metodo per la rilevazione della geometria di cilindri operativi, in particolare durante l’operazione di rettifica, ove un cilindro (11) da ricondizionare à ̈ disposto in un apparato comprendente una coppia di ganasce (13, 14) mobili in allontanamento ed avvicinamento tra loro rispetto ad una struttura intermedia fissa (15), le ganasce (13, 14) presentando superfici (19, 20) inclinate in direzione opposta secondo una disposizione a coda di rondine rispetto al cilindro (11) disposto tra di esse e tra una superficie (21) di detta struttura intermedia fissa (15), nel quale metodo le superfici (19, 20) di dette ganasce mobili (13, 14) e la superficie (21) di detta struttura intermedia fissa (15) sono mantenute sempre in contatto con detto cilindro (11) sia quando fermo che in rotazione.