ITMI972514A1 - Macchina trafilatrice multipasso dotata di dispositivo di regolazione e controllo migliorati della tensione del filo in lavorazione, particolarmente per la trafilatura di fili metallici - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Il presente trovato riguarda una macchina trafilatrice multipasso dotata di un dispositivo di regolazione e controllo della tensione del filo in lavorazione, particolarmente adatta per trafilatura di fili metallici e simili.

In particolare il trovato riguarda macchine trafilatrici multiple a secco ed a umido.

Con trafilatura si intende una lavorazione plastica a freddo consistente nel passaggio forzato per trazione del materiale attraverso il foro sagomato di una filiera. La disposizione in serie di più filiere con fori di diametri decrescenti permette di ridurre il diametro primitivo alla dimensione desiderata.

Come è noto, per la trafilatura di fili metallici, il filo passa attraverso una filiera ove subisce una riduzione di sezione mediante deformazione plastica.

L'azione traente viene effettuata da una bobina di traino, a valle della filiera, che, ruotando avvolge su se stessa un certo numero di spire del filo.

Nel caso di trafilatrici multipasso l'operazione viene ripetuta più volte in successione rinviando e quindi sono previste più filiere in serie fra loro, ciascuna dotata di una relativa bobina a valle.

Il filo viene dunque rinviato da una bobina alla successiva filiera con conseguente riduzione di diametro tra un passaggio e l'altro.

L'azione traente deve essere effettuata perchè il filo in lavorazione, facendo attrito sulla bobina traente,azionata da un motore elettrico, permette alla stessa di tirarlo (con un effetto cabestano), di avvolgerlo e in seguito di rinviarlo alla bobina seguente.

Dato che l'operazione di trafilatura avviene senza asportazione di materiale, ossia a volume costante, assume particolare importanza il rapporto fra la sezione e la velocità del filo che deve essere mantenuto costante per ogni passaggio attraverso le diverse filiere e rispettive bobine.

Per questo motivo ad ogni riduzione di diametro del filo si avrà un allungamento dello stesso e conseguentemente ogni bobina avrà, in progressione, velocità di rotazione crescenti per avvolgere un filo di lunghezza sempre maggiore.

La situazione ideale sarebbe quella in cui il passaggio del filo è diretto da una bobina alla successiva.

Il presupposto fondamentale per un corretto funzionamento è che la velocità di rotazione delle singole bobine rispetti rigorosamente le variazioni di tensione del filo in uscita dalle rispettive filiere, adeguando la propria velocità agli allungamenti che subisce il filo nel passaggio attraverso le diverse filiere.

Nella pratica questa condizione teoricamente ideale è difficilmente realizzabile per la difficoltà di effettuare un preciso controllo delle velocità dei singoli motori che azionano le bobine e per le variabili che intervengono durante la lavorazione, quali l'usura delle filiere, ecc.

Per ovviare a tali inconvenienti, sono state impiegate macchine trafilatrici ad accumulo di filo tra una bobina e la successiva e più di recente a ballerino o a sensore d'ansa.

Questi ultimi sono elementi mobili su cui viene deviato il filo in lavorazione. Le eventuali variazioni di allungamento del filo provocano spostamenti angolari o rettilinei di questi elementi che, mediante trasduttori di posizione, quali trasduttori induttivi (potenziometri, encoder, ecc) controllano e correggono la velocità del corrispondente motore,mantenendo in tal modo una lavorazione senza interruzione.

Le soluzioni di tipo noto sopra esposte hanno tuttavia l'inconveniente di piegare il filo sugli elementi mobili, con piegature talvolta eccessive per ottenere caratteristiche metallurgiche ottimali del medesimo.

Inoltre, sorgono inconvenienti dovuti a difficoltà costruttive delle macchine trafilatrici adottanti tali soluzioni, nonché difficoltà di infilaggio delle macchine.

Un altra soluzione adotta recentemente per realizzare macchine trafilatrici il cui funzionamento sia il più possibile aderente alla condizione ottimale precedentemente esposta prevede il controllo della velocità delle singole bobine rilevando le variazioni di tensione del filo sia nel tratto compreso tra la filiera e la bobina che tra questa e la filiera successiva.

La posizione delle bobine e delle filiere è fissa per cui, non essendovi elementi mobili, il controllo della velocità dei motori delle bobine genera tensioni variabili sul filo nel tratto tra bobina e filiera successiva.

Compito del presente trovato è quindi quello di realizzare una macchina trafilatrice multipasso dotata di un dispositivo di regolazione e controllo del filo in lavorazione che permetta di mantenere una trazione diretta del filo, senza dover ricorrere a dispositivi di accumulo dello stesso o a ballerini e simili.

Nell'ambito di questo compito, uno scopo del presente trovato è quello di realizzare una macchina trafilatrice multipasso che sia dotata di un dispositivo di regolazione e controllo della trazione del filo che permetta di mantenere costante la tensione sul filo nel tratto di tiro critico tra filiera e bobina di trazione e nel tratto di rilascio critico tra bobina e filiera successiva.

Un altro scopo del presente trovato è quello di realizzare una macchina trafilatrice multipasso che permetta di realizzare la trafilatura di fili di differenti materiali mediante la medesima macchina.

Un altro scopo del presente trovato è quello di realizzare una macchina trafilatrice multipasso che presenti un numero minimo di parti costruttive.

Non ultimo scopo del presente trovato è quello di realizzare una macchina trafilatrice multipasso di elevata affidabilità, di relativamente facile realizzazione ed a costi competitivi.

Questo compito, nonché questi e altri scopi che meglio appariranno in seguito sono raggiunti da una macchina trafilatrice multipasso, particolarmente per la trafilatura di fili metallici, comprendente una pluralità di bobine traenti del filo in uscita da una relativa filiera, disposte fra loro in successione per l'avvolgimento del filo in uscita dalla filiera ed il rinvio alla successiva filiera, caratterizzata dal fatto che ciascuna bobina traente è fissa mentre la relativa filiera è mobile rispetto alla relativa bobina traente, per mantenere sostanzialmente costante in lunghezza il tratto di filo rispetto alla relativa bobina traente e variabile in lunghezza rispetto alla bobina traente che precede, per una regolazione costante della tensione del filo tra filiera e bobina e tra bobina e filiera successiva.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di forme di realizzazione preferite, ma non esclusive, della macchina trafilatrice multipasso secondo il trovato, illustrate a titolo indicativo e non limitativo negli uniti disegni, in cui:

la Fig. 1 è una vista schematica, in pianta, raffigurante una prima forma di realizzazione della macchina trafilatrice multipasso secondo il presente trovato; e

la Fig. 2 è una vista schematica, in pianta, illustrante una seconda forma di realizzazione della macchina trafilatrice multipasso secondo il presente trovato.

Con riferimento alle sopra citate figure, e in particolare alla Fig. 1, con il numero di riferimento 10 è indicato il filo in lavorazione il quale passa nella filiera le viene avvolto sul corpo cilindrico della bobina traente 3.

VI indica la velocità del filo 10 nel tratto filiera 1-bobina 3 e VI' indica la velocità del filo 10 nel tratto bobina traente 3-filiera successiva 1.

Analogamente, per le successive bobine 3 sono indicate le rispettive velocità V2, V2',V3 e V3'.

Per un corretto funzionamento della macchina trafilatrice è indispensabile che durante il funzionamento si verifichino le seguenti condizioni:

-alla velocità V il tiro tra la filiera 1 e la bobina 3 rimanga costante;

-nel tratto tra la bobina 3 e la successiva filiera 1 la velocità V sia uguale alla velocità V nel tratto precedente.

Al fine di mantenere un tensionamento costante del filo 10 lungo tutte le porzioni della macchina trafilatrice, è necessario che vi sia sincronizzazione di una bobina traente con quella che la precede e con quella che la segue, in modo da non avere variazioni delle velocità V e V (con V e V si indicano qui le velocità, per una generica bobina, nei tratti prima e dopo la bobina rispettivamente).

Nella Fig. 1 è illustrata una prima forma di realizzazione della macchina trafilatrice secondo il presente trovato, comprendente una pluralità di bobine traenti 3 e di filiere 1, ciascuna supportata da un braccio mobile 2 incernierato sul centro della rispettiva bobina traente 3.

Ciascun braccio mobile 2 è azionato da relativi mezzi attuatori 4 solidali con l'intelaiatura della macchina trafilatrice.

Ciascuna filiera 1 è quindi in grado di effettuare uno spostamento secondo un arco A-B con conseguente regolazione della tensione del filo 10.

La Fig. 2 illustra una seconda forma di realizzazione della macchina trafilatrice secondo il presente trovato in cui, a differenza della prima forma di realizzazione, il braccio mobile 2 è incernierato all'esterno del centro della bobina traente 3, ad esempio tangente alla linea di tiro del filo 10,o comunque in una posizione che permetta di non avere variazioni di lunghezza del tratto di filo 10 tra filiera 1 e bobina traente 3.

Per entrambe le forme di realizzazione previste lo spostamento del braccio mobile 2 e della relativa filiera 1 attiva mezzi di rilevamento 6, quali un sensore di posizione 6, opportunamente realizzato ad esempio da un trasduttore induttivo, potenziometro, sensore di prossimità, encoder, eccetera, il quale agisce sugli organi di controllo del motore che aziona la bobina 3 interessata, regolandone la velocità di rotazione.

Il mantenimento della velocità di sincronismo per cui le diverse filiere 1 si mantengono in corrispondenza di una posizione mediana di equilibrio, individuata da un punto centrale dei mezzi di rilevamento 6, ossia un punto in cui i mezzi di rilevamento non rilevano alcuno spostamento della filiera e quindi non emettono alcun segnale di rallentamento o accelerazione della bobina traente, è garantito dallo spostamento della filiera 1 secondo l'arco A-B.

Lo spostamento in un senso o nell'altro della filiera 1 lungo l'arco A-B attiva,mediante i mezzi di rilevamento 6, un segnale che, agendo su mezzi di regolazione (non mostrati) del corrispondente motore che aziona la bobina traente 3 ne regola la velocità di rotazione ripristinando il sincronismo fra le varie bobine traenti 3 e di conseguenza riportando la filiera 1 in corrispondenza del punto mediano di equilibrio sopra citato.

Si è in pratica constatato come la macchina trafilatrice secondo il trovato assolva pienamente il compito prefissato in quanto consente di ottenere una regolazione costante della tensione tra filiera e bobina e filiera successiva senza l'ausilio di ballerini o sensori o sistemi analoghi di rilevamento della variazione di tensione del filo.

La macchina trafilatrice cosi concepita è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo.

Inoltre tutti 1 dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti. Cosi, ad esempio, nelle diverse figure è illustrata un macchina trafilatrice multipla con bobine ad asse orizzontale: tuttavia, è possibile impiegare anche bobine ad asse verticale, bobine orizzontali sovrapposte, bobine verticali disposte scalarmente,ecc.

Per entrambe le forme di realizzazione illustrate nelle figure 1 e 2 è possibile prevedere, a monte delle filiere 1, rispettive pulegge di rinvio 11 solidali alle scatole porta filiere, le quali consentono di avere un'entrata del filo nelle filiere perfettamente allineato al centro delle stesse.

Nella figura 2 il centro di rotazione del braccio 2 può essere spostato rispetto alla tangente alla bobina 3.

Inoltre, lo spostamento delle filiere è descritto avvenire secondo un arco, ma è possibile prevedere uno spostamento differente, purché si mantengano le condizioni di tensione del filo sopra descritte.

In pratica, i materiali impiegati, purché compatibili con l'uso specifico, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Macchina trafilatrice multipasso, particolarmente per la trafilatura di fili metallici, comprendente una pluralità di bobine traenti del filo in uscita da una relativa filiera, disposte fra loro in successione per l'avvolgimento del filo in uscita dalla filiera ed il rinvio alla successiva filiera, caratterizzata dal fatto che ciascuna bobina traente è fissa mentre la relativa filiera è mobile rispetto alla relativa bobina traente, per mantenere sostanzialmente costante in lunghezza il tratto di filo rispetto alla relativa bobina traente e variabile in lunghezza rispetto alla bobina traente che precede, per una regolazione costante della tensione del filo tra filiera e bobina e tra bobina e filiera successiva.
2. 2. Macchina trafilatrice secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che ciascuna filiera è mobile secondo un arco rispetto alla relativa bobina traente.
3. 3. Macchina trafilatrice multipasso secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che ciascuna filiera è collegata ad un relativo braccio mobile azionato da mezzi di attuazione.
4. 4. Macchina trafilatrice secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che ciascun braccio mobile è incernierato sull'asse di rotazione della rispettiva bobina traente, l'arco di movimento di detta filiera avendo centro in corrispondenza del punto di incernieramento di detto braccio mobile.
5. 5. Macchina trafilatrice secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che ciascun braccio mobile è incernierato esternamente al centro della relativa bobina traente.
6. 6.Macchina trafilatrice secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che ciascun braccio mobile è incernierato esternamente al centro della relativa bobina traente, tangente alla linea di tiro di detto filo, per mantenere costante in lunghezza il tratto di filo tra filiera e corrispondente bobina traente, l'arco di movimento di detta filiera avendo centro in corrispondenza del punto di incernieramento di detto braccio mobile.
7. 7. Macchina trafilatrice secondo la rivendicazione I, caratterizzata dal fatto di comprendere mezzi di rilevamento della posizione di detta bobina atti a comandare mezzi di regolazione della velocità di rotazione di detta bobina, in funzione della posizione rilevata.
8. 8. Macchina trafilatrice secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di comprendere una puleggia di rinvio disposta a monte di ciascuna filiera, per il centraggio dell'ingresso del filo nella rispettiva filiera.
9. 9. Macchina trafilatrice secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere una o più delle caratteristiche descritte e/o illustrate.