ITMI940685A1

ITMI940685A1 - Procedimento e dispositivo per la fabbricazione di tubi senza saldatura mediante fluotornitura

Info

Publication number: ITMI940685A1
Application number: IT000685A
Authority: IT
Inventors: Heinz Hausler; Horst Stinnertz
Original assignee: Mannesmann Ag
Priority date: 1993-04-21
Filing date: 1994-04-13
Publication date: 1995-10-13
Also published as: FR2704163A1; DE4313648A1; IT1279365B1; ITMI940685A0; DE4313648C2

Description

DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE INDUSTRIALE

L’invenzione riguarda un procedimento e un dispositivo per l'esecuzione del procedimento per la fabbricazione di tubi senza saldatura mediante fluotornitura di un massello a simmetria rotazionale di metallo non ferroso, preferibilmente rame, sopra un mandrino, mediante più rulli di fluotornitura applicabili contro la superficie perimetrale esterna del massello, i quali sono avanzabili assialmente rispetto al massello e con contemporanea rotazione eseguono una stiro- tornitura del massello trasformandolo in tubo sopra il mandrino.

L'invenzione deriva da un processo di deformazione a freddo senza asportazione di truciolo che comunemente viene denominata fluotornitura, e frequentemente anche estrusione. Secondo tale processo, uno sbozzato a simmetria rotazionale viene stiro-tornito sopra un mandrino mediante uno o più rulli di fluotornitura appoggiati contro la sua superficie perimetrale esterna, mediante rotazione e avanzamento assiale fra sbozzato e rulli, così da formare un corpo Cavo a simmetria rotazionale a parete sottile (DE 3402 301 Al). Con tale processo è possibile formare corpi foggiati cilindrici come anche tubi, dovendosi tenere conto, se come risultato si vogliono ottenere corpi cavi con precisione dimensionale, delle forze applicate ai punti di deformazione degli sbozzati a simmetria rotazionale.

I processi di fluotornttura noti operano con riduzioni di diametro relativamente piccole, che sono dipendenti e limitate dalla struttura e dal funzionamento delle macchine impiegate nonché dai material i.

Se si richiedono dimensioni di diametro particolarmente elevate, è stato finora usuale eseguire la deformazione a freddo con processo di laminazione a passo di pellegrino, in cui notoriamente sono raggiungibili risultati qualitativi particolarmente buoni. I laminatoi a freddo a passo di pellegrino a tale scopi necessari richiedono però costi di investimento relativamente elevati, ottenendosi però anche potenzialità di produzione elevate. Se si richiedono soltanto quantità di tubi più piccole, la fabbricazione con processo di laminazione a freddo a passo di pellegrino è possibile ma frequentemente non è più economica. Per quantità di produzione più piccole sarebbe quindi desiderabile un processo di deformazione che mantenesse i vantaggi del processo di laminazione a freddo a passo di pellegrino, ossia elevate riduzioni di sezione trasversale fino al 90% e una superficie liscia dei tubi, ma che fosse realizzabile con piccoli costi di investimento.

Il processo di fluotornitura noto e la sua esecuzione su macchine per fluotornitura costituisce un processo con il quale si può eseguire una stirotornitura con superfici di tubo liscie, ma il processo noto consente soltanto piccole riduzioni di diametro .

Partendo dai problemi e inconvenienti descritti, è uno scopo delia presente invenzione creare un processo di deformazione con bassi costi di investimento per sbozzati di metallo non ferroso, che consenta anche riduzioni di sezione trasversali molto forti.

Per il raggiungimento dello scopo, secondo l’invenzione viene proposto un processo di fluotornitura con il quale la stiro-tornitura - come noto per la laminazione a passo di pellegrino - avviene per passi in più corse assiali consecutive, in cui nella corsa di avanzamento i rulli di fluotornitura vengono fatti avanzare a comando contro il massello e nella corsa di ritorno vengono retrocessi aperti nella nuova posizione di partenza.

Mediante la variante secondo la presente invenzione del processo di fluotornitura noto e la sua combinazione con il concetto del processo a passo di pellegrino diviene possibile eseguire la stirotornitura di tubi da masselli economicamente, con possibilità di riduzioni di sezione trasversale -come nel processo a freddo a passo di pellegrino -fino al 90%. Il tubo finito acquista una superficie tubolare liscia, la cui qualità è del tutto paragonabile con quella dei tubo laminato a freddo a passo di pellegrino. La stiro-tornitura per passi consente di ottenere una parete di tubo sottile a piacere, senza dover utilizzare costosi laminatoi a freddo a passo di pellegrino.

Un dispositivo per la fabbricazione di tubi senza saldatura per fluotornitura di un massello a simmetria rotazionale di metallo non ferroso, preferibilmente rame, sopra un mandrino mediante più rulli di fluotornitura applicabili contro la superficie perimetrale esterna del massello, che sono spostabili assialmente rispetto al massello e con contemporanea rotazione eseguono una stirotornitura dei massello sopra il mandrino trasformandolo in un tubo, è caratterizzato secondo una caratteristica dell'invenzione dal fatto che i cilindri di fluotornitura sono disposti distribuiti intorno al massello in una gabbia trascinata in rotazione, e la gabbia può essere fatta avanzare e retrocedere di un tratto di avanzamento rispetto al massello, i rulli di fluotornitura essendo appostabili contro il massello almeno durante il moto di avanzamento. Mediante la laminazione per passi, la parete del massello viene deformata sopra il mandrino disposto nel suo interno e trasformata in una parete di tubo sottile a piacere. L'appostamento dei cilindri di fluotornitura nella gabbia può avvenire per esempio mediante cunei o sagome che, conformate corrispondentemente alla corsa di appostamento, guidano i cilindri di fluotornitura contro il massello. Per io spostamento della gabbia stessa, sono impiegabili unità a pistone-cilindro.

Se, secondo un'altra caratteristica dell'invenzione, è previsto che i rulli di fluotornitura a loro volta siano trascinati in rotazione, unitamente con un'altra caratteristica dell'invenzione secondo la quale l'azionamento della gabbia e quello dei rulli di fluotornitura sono correlati in un ruotismo epicicloidale a sovrapposizione, può essere garantito che la velocità di rotazione dei rulli di fluotornitura venga comandata in modo che il massello non venga sollecitato a torsione o lo sia soltanto minimamente. In questo caso, non occorre che il massello venga anche mantenuto fermo per impedirne la torsione.

Se, secondo un'altra caratteristica dell'invenzione, è previsto di eseguire cilindrico il mandrino nella regione di deformazione, la parete interna tubolare del tubo finito è prestabilita dalla forma del mandrino, mentre la parete esterna viene foggiata dai rulli di fluotornitura. In questo caso il mandrino alla sua estremità libera è dotato di un prolungamento per la formazione di un codolo sul tubo.

Se, in un'altra forma di esecuzione dell'invenzione, il mandrino è eseguito conico nella regione di deformazione, sono possibili riduzioni di diametro del massello ancora maggiori.

Un esempio di esecuzione dell'invenzione è rappresentato in modo grossolanamente schematico nel disegno e verrà descritto nel seguito. Mostrano:

la figura 1, un dispositivo per la fluotornitura di tubi sopra un mandrino conico, e

la figura 2, un dispositivo per la fluotornitura di tubi sopra un mandrino cilindrico.

In figura 1 è indicato con 1 il massello, che viene laminato nel laminatoio secondo l'invenzione con l'impiego di un mandrino conico 5 per formare un tubo 2. Con 4a sono indicati i rulli di fluotornitura mostrati nella posizione base, i quali sono appostabili in direzione della doppia freccia trasversalmente all’asse del tubo. Il mandrino conico 5 è collegato in modo noto con l’asta di supporto 6 del mandrino, che presenta uno spallamento per un elemento di reazione 7a, 7b del mandrino. Per l'introduzione del massello servono gruppi di rulli di trascinamento 8a, 8b noti, consentendo il dispositivo secondo l'invenzione di essere fatto operare continuativamente, in quanto con un'asta di supporto 6 del mandrino prolungata, un secondo massello con l'ausilio del gruppo di rulli di trascinamento 8a viene fatto avanzare verso il primo massello 1, fino a che il secondo gruppo di rulli di trascinamento 8b non preleva l'estremità anteriore del secondo massello. All'asta di supporto prolungata del mandrino è associato un secondo elemento di reazione 7a dell'asta del mandrino come di per sè noto nei convenzionali processi di laminazione a freddo a passo di pellegrino.

Con 9 è indicata in modo grossolanamente schematico in figura 1 la gabbia alloggiante i rulli di fluotornitura, la quale viene posta in rotazione intorno all'asse longitudinale del tubo da un azionamento (non rappresentato). La gabbia 9 alloggia i rulli di fluotornitura 4a in elementi di supporto 11 dei rulli, i quali, appoggiati su superfici a cuneo di cunei 10, sono spostabili radialmente mediante gli stessi. A tale scopo i cunei 10 sono fissati ad asJ?3 di spinta, che con l'interposizione di una flangia rotante con la gabbia 9 che alloggia un anello di pressione 14, sono spostabili tramite un azionamento di regolazione guidato sull’alloggiamento 16 non girevole. L'alloggiamento 16 a sua volta è spostabile tramite una unità di spostamento 18 a forma di unità a pistone-cilindro nella direzione assiale del tubo (in direzione·della doppia freccia), mentre la gabbia rotante 9 è appoggiata girevolmente sul perimetro esterno dell'alloggiamento cilindrico 16. Un altro gruppo di rulli di trascinamento 19 estrae il rullo 2 alla fine della laminazione.

In figura 2, a differenza delia figura 1, è rappresentato un mandrino 3 cilindrico, che alla sua estremità libera presenta un prolungamento di mandrino 20 rastremato, con il quale può essere formato sul tubo 2 un codolo di trazione. Nella figura 2 sono rappresentate schematicamente le posizioni finali dei rulli di fluotornitura 4a, 4b per un tratto di spostamento L.

Con riferimento alle figure del disegno verrà descritto nei seguito il funzionamento del laminatoio secondo l'invenzione:

I rulli di fluotornitura 4a, che nell'esempio di esecuzione sono appostati con leggera obliquità rispetto al piano trasversale del massello 1, estrudono dal massello 1 un pezzo di lunghezza L (figura 2), che corrisponde ad una corsa di avanzamento dei rulli di fluotornitura 4a, 4b. Durante il moto di avanzamento i rulli di fluotornitura 4a vengono ravvicinati a comando mediante spostamento dei loro elementi di supporto dei rulli 11 sulle superfici a cuneo dei cunei 10, in quanto i cunei 10 vengono spostati in direzione della doppia freccia mediante l'unità a pistone-cilindro 15. Il moto di spostamento parallelo all'asse della unità pistone-cilindro 15 viene trasmesso dall'anello di pressione 14 alla flangia rotante 13, che tramite le aste di spinta 12 ad essa collegate muove i cunei 10. Mediante il ravvicinamento dei rulli di fluotornitura 4a il massello 1 viene stirato per la lunghezza L a formare il tubo finito 2 rappresentato sul lato di uscita.

Non appena i cilindri di fluotornitura 4a hanno raggiunto la loro posizione finale 4b (figura 2), essi vengono riallontanati gli uni dagli altri mediante traslazione dei cunei 10 e riportati nella posizione di partenza, per stirare un altro pezzo di massello. Mediante una laminazione per passi è possibile stirare lo spessore di parete del massello riducendola ad una parete di tubo sottile a piacere, come usuale anche nella laminazione a freddo a passo di pellegrino. I gruppi di rulli di trascinamento 18a e 8b guidano e supportano il massello, così come il gruppo di rulli di trascinamento 19 del rullo laminato finito. Sopra la asta prolungata di supporto del mandrino può venire fatto avanzare un massello successivo frontalmente contro il massello 1 che si traova nel laminatoio, e il gruppo di rulli di trascinamento 8a provvede all'avanzamento fino a che il massello successivo non giunga nella regione del gruppo di rulli di trascinamento 8b.

In figura 2 è rappresentato un altro vantaggio del procedimento e del dispositivo secondo l'invenzione, che viene consentito dall'appostamento dei rulli durante il processo di laminazione. Ossia, con un prolungamento 20 del mandrino opportunamente eseguito sul mandrino di laminazione 3 cilindrico, viene formato sul tubo 2 un codolo di trazione, che è utile per il seguito del processo. Inoltre, possono venire eseguiti diametri di tubo diversi, se i rulli di fluotornitura 4a durante il processo di laminazione intermittente vengono appostati in modi diversi.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Procedimento e dispositivo per la fabbricazione di tubi senza saldatura mediante fluotornitura di un massello a simmetria rotazionale di metallo non ferroso, preferibilmente rame, sopra un mandrino mediante più rulli di fluotornitura appostabili contro la superficie perimetrale esterna del massello, i quali sono spostabili assialmente rispetto al massello e con contemporanea rotazione stirano il massello sopra il mandrino per formare il tubo, caratterizzato dal fatto che la stiro-tornitura - come noto nella laminazione a passo di pellegrino - avviene per passi in più corse assiali consecutive, in cui nella corsa di avanzamento i rulli di fluotornitura si accostano a comando contro il massello e nella corsa di retrocessione vengono aperti e retrocessi nella nuova posizione di partenza.
2. Dispositivo per la fabbricazione di tubi senza saldatura mediante fluotornitura di un massello a simmetria rotazionale di metallo non ferroso, preferibilmente rame, sopra un mandrino mediante più rulli di fluotornitura applicabili contro la superficie perimetrale esterna del massello, i quali sono spostabili assialmente rispetto al massello e con contemporanea rotazione stirano il massello sopra il mandrino per formare il tubo, caratterizzato dai fatto che i rulli di fluotornltura (4a, 4b) sono disposti distribuiti intorno al massello (1) in una gabbia (9) trascinata in rotazione e la gabbia (9) è avanzabile e retraibile per una lunghezza di avanzamento (L) rispetto al massello (1), i rulli di fluotornltura (4a, 4b) essendo appostabili rispetto al massello (1) almeno durante il moto di avanzamento.
3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che i rulli di fluotornltura (4a, 4b) sono a loro volta azionati in rotazione.
4. Dispositivo secondo le rivendicazioni 2 e 3, caratterizzato dal fatto che l'azionamento della gabbia (9) e quello dei rulli di fluotornltura (4a, 4b) sono correlati in un ruotiamo epicicloidale a sovrapposizione .
5. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il mandrino (3) è eseguito cilindrico nella regione di deformazione.
6. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il mandrino (5) è eseguito conico nella regione di deformazione.
7. Dispositivo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che il mandrino (3) è provvisto di un prolungamento di mandrino (20) per la laminazione di un codolo sul tubo (2).