ITMI980547A1 - Laminatoio a bracci oscillanti destinato in particolare ma non esclusivamente alla laminazione di tubi senza saldatura - Google Patents

Description

Descrizione deH’invenzione industriale dal titolo: “ Laminatoio a bracci oscillanti, destinato in particolare ma non esclusivamente alla laminazione di tubi senza saldatura ”

La presente invenzione concerne la laminazione di tubi metallici e soprattutto quella dei tubi senza saldatura; essa può comunque trovare applicazione anche nella lavorazione dei corpi astiformi in genere quali bramme, barre, vergelle e similari.

Prima di procedere oltre è dunque il caso di precisare che in questa descrizione e nelle rivendicazioni che seguiranno, per brevità si farà riferimento prevalentemente alla laminazione dei tubi; tuttavia quanto esposto dovrà intendersi valido anche, dove non specificato altrimenti, anche per i corpi astiformi di cui si è detto poc’anzi.

In questo campo della tecnica sono stati messi a punto negli ultimi anni notevoli progressi, che riguardano i laminatoi con gabbie o unità di laminazione a tre o più rulli comandati; i laminatoi realizzati secondo questa concezione permettono infatti di ottenere una qualità di lavorazione migliore rispetto a quelli tradizionali con gabbie a due rulli contrapposti.

Essi sono pertanto da preferire sotto questo aspetto ma la loro realizzazione pratica implica alcune difficoltà rilevanti, tra le quali si deve annoverare la regolazione sotto carico.

Come infatti spiegato ampiamente nei brevetti italiani N. 1254864 e 1264032 ai quali si rimanda per questo scopo, questa regolazione, che consiste nel controllare la distanza dell’asse di rotazione dei rulli da quello di laminazione lungo il quale avanza un tubo da lavorare, presenta però tutta una serie di notevoli difficoltà tecniche quando deve venire eseguita nei laminatoi con gabbie di laminazione a tre o più rulli comandati.

In sintesi si può dire che tali difficoltà sono state risolte montando i rulli di lavoro su rispettivi bracci a leva, oscillanti in piani trasversali all’asse di laminazione ed imperniati su un contenitore o telaio di supporto estraibile dalla struttura esterna del laminatoio; vantaggiosamente quest’ ultima può essere di tipo sostanzialmente tubolare oppure aperta lungo un fianco.

Nel primo caso essa risulta particolarmente adatta alla lavorazione di tubi su mandrino, perché la sua configurazione chiusa intorno all’asse di laminazione compensa al meglio le notevoli sollecitazioni radiali che si determinano in questo tipo di lavorazione. Nel secondo caso risultano invece favorite le operazioni di servizio e manutenzione dei rulli dato che l’estrazione e l’introduzione dei contenitori dove sono imperniati i relativi bracci oscillanti, può venire eseguita indipendentemente per ciascuno di essi muovendolo radialmente rispetto all’asse di laminazione in corrispondenza del fianco aperto della struttura.

Un aspetto importante che interessa la manutenzione dei laminatoi qui considerati, consiste nella periodica ritonitura dei loro rulli; infatti la superficie di lavoro di questi ultimi, configurata secondo il caratteristico profilo a gola, col tempo si usura o si danneggia inevitabilmente così che per poter mantenere una buona qualità di lavorazione, dopo un certo periodo i rulli vengono ritorniti e quindi riportati nelle condizioni operative richieste.

Con questa lavorazione al tornio viene asportato uno strato di materiale dalla superficie di lavoro dei rulli, mantenendone tuttavia inalterato il profilo dato che esso deve corrispondere a quello esterno dei tubi da laminare; al termine della ritomitura i rulli presentano quindi una dimensione nominale lungo il loro profilo a gola, ridotta di un valore pari al doppio dello spessore di materiale asportato sul loro diametro.

Per la laminazione di tubi aventi diametro prefissato, piccoli valori di questa riduzione possono venire compensati dalla regolazione d’assetto del laminatoio consentita dai bracci oscillanti: oltre certi limiti questo non è però più possibile ed è proprio questa la situazione che si verifica quando i rulli subiscono, con l’andar del tempo, numerose ritomiture.

La fìg. 1 dei disegni acclusi mostra questo stato di cose e da essa si può osservare come nel caso di asportazione. di uno spessore elevato dalla superficie del rullo, l’oscillazione del relativo braccio a leva necessaria a portare il suo profilo a gola in posizione utile per laminare un tubo di diametro esterno prefissato, comporta uno spostamento dello stesso rullo rispetto al suo piano di simmetria originale (cioè il suo piano mediano passante per l’asse di laminazione del tubo prima della/e ritomitura/e) che risulta inaccettabile per una corretta laminazione.

Per superare questo inconveniente, dai brevetti italiani prima indicati è noto infulcrare i bracci a leva rispetto a dei perni montati sul telaio o contenitore di supporto già richiamato, in modo registrabile: vale a dire che conformemente a questa soluzione, per compensare l’effetto appena descritto dovuto alla ritomitura dei rulli si regola la posizione del perno rispetto al quale oscillano i bracci a leva. Questa operazione viene effettuata manualmente dagli operatori preposti alla manutenzione.

E’ tuttavia evidente che tale regolazione, la quale non risulta sempre agevole dato che nelle zone interessate si possono formare incrostazioni e depositi vari derivanti dalla lavorazione, deve essere ripetuta per ciascun perno di un contenitore: se si pensa che per ogni contenitore sono presenti tre o più bracci a leva e che in un laminatoio vi possono anche essere sei o più contenitori, diventa facile capire come i tempi e le modalità per registrare tutti i perni rischiano di diventare alquanto lunghi ed onerosi.

E’ quindi lo scopo della presente invenzione quello di porre rimedio ad una simile situazione.

In altre parole, essa si propone di realizzare un laminatoio del tipo con bracci a leva oscillanti trasversalmente all’asse di laminazione ed in cui tali bracci sono disposti su contenitori estraibili da una struttura portante esterna, il quale permetta una regolazione della posizione dei punti di fulcro dei bracci capace di superare gli inconvenienti presenti nello stato del’arte precedentemente considerato.

Tale scopo è raggiunto da un laminatoio le cui caratteristiche sono enunciate nelle rivendicazioni annesse a questa descrizione.

L’invenzione nel complesso, con le sue caratteristiche ed i vantaggi che da esse derivano, risulterà maggiormente dalla seguente descrizione dettagliata di un suo esempio preferito e non esclusivo di realizzazione, illustrato nei disegni allegati in cui:

- la fig. 1 mostra, come già detto, la condizione di un braccio a leva senza regolazione del perno, a seguito della sua ritomitura;

- la fig. 2 mostra una vista in prospettiva di un laminatoio secondo il trovato;

- le figg. 3, 3 a, 3b mostrano schematicamente la regolazione dei fulcri dei bracci a leva secondo il trovato;

- la fig. 4 mostra una vista in sezione longitudinale di una porzione del laminatoio di fig. 2;

- la fig. 5 mostra una vista in sezione lungo la linea V-V di fig. 4;

- le figg. 6 e 7 mostrano un telaio porta-rulli estratto dalla struttura esterna del laminatoio, in rispettive condizioni operative;

- la fig. 8 mostra una vista ingrandita di un particolare della fig. 5;

- la fig. 9 mostra schematicamente il funzionamento del particolare della figura 8;

- la fig. 10 mostra in dettaglio una vista laterale dei piedi di appoggio di un contenitore porta-rulli del laminatoio secondo l’invenzione;

- la fig. 11 mostra una vista in pianta, parzialmente sezionata, del laminatoio delle figure precedenti;

- le figg. 12 e 13 mostrano rispettive viste di fronte e di lato di un braccio a leva del laminatoio dell’ invenzione.

Con riferimento ai disegni appena indicati, in essi con 1 è complessivamente indicato un laminatoio secondo l’invenzione.

Esso comprende una struttura esterna portante 2, costituita da una serie di elementi piastriformi 3 configurati a corona circolare e disposti fianco a fianco a distanza prefissata tra loro lungo un asse longitudinale L del laminatoio, che è anche l’asse di laminazione dove avanzano i tubi da lavorare; gli elementi piastriformi 3 appoggiano su un basamento 4 visibile sommariamente nei disegni e sono tenuti insieme in modo rigido con dei tiranti o con dei distanziali 5, come peraltro già noto dai brevetti italiani più sopra richiamati.

All’ interno di questa struttura 2 si trovano dei contenitori porta-rulli 10 disposti a pacco, che vengono appresso considerati in dettaglio; per brevità si farà in genere riferimento solo ad uno di essi.

Ciascun contenitore 10 comprende una parete di fondo 11 in cui è centralmente formata un’apertura 12 per il passaggio dei tubi in lavorazione, ed un corpo 13 di irrigidimento configurato sostanzialmente a cornice piana contrapposto frontalmente alla parete anzidetta, cui è collegato rigidamente da tre blocchi 14, 15 e 16. Come si può osservare soprattutto dalle figure 4 e 6, la parete di fondo 11 ed il corpo di irrigidimento 13 hanno il bordo esterno sagomato poligonalmente che si adatta in modo ottimale agli spazi presenti all’ interno; tuttavia il profilo di questo bordo potrà differire da quello illustrato, in funzione di differenti scelte di progetto.

I tre blocchi 14-16 sono disposti ad una distanza l’uno dall’altro tale da permettere la libera rotazione di tre bracci 18, 19, 20 a leva, intorno a rispettivi perni 22, 23, 24, come mostrato nelle figure 6 e 7; i blocchi 14-16 si trovano cioè a sufficiente distanza per consentire l’alloggiamento tra di loro dei bracci 18-20.

In questa circostanza occorre sottolineare l’importanza del fatto che i perni 22-24 siano predisposti in corrispondenza dei blocchi 14-16: ciò rende infatti possibile di mantenere lateralmente aperto il contenitore 10 e di ruotare quindi liberamente i bracci 18-20 come riferito sopra, perché il loro movimento rotatorio non è intralciato da alcun elemento che colleghi la parete di fondo 11 con il corpo di irrigidimento 13.

I contenitori 10 vengono introdotti nella struttura esterna 2 del laminatoio dal lato a valle di questa, quello cioè da cui escono i tubi laminati; essi vengono fatti scorrere lungo due guide 26 e 27 che si estendono parallele all’asse L e sono fissate all’interno degli elementi piastriformi 3.

In particolare i contenitori 10 sono disposti nella struttura 2 in modo che i loro blocchi 14-16 formino un triangolo sostanzialmente simmetrico rispetto ad un asse verticale V passante per quello di laminazione L (si vedano in particolare le fig. 3, 5 e 6); il perché di questa simmetria “sostanziale” verrà meglio chiarito in seguito.

Ulteriormente, in accordo con una forma preferita dell’invenzione i contenitori 10 sono fomiti in corrispondenza dei loro due blocchi 15 e 16 che si trovano nella struttura 2 ad un livello inferiore rispetto all’asse di laminazione L, di rispettivi piedi 30 e 31 di appoggio sulle guide 26 e 27.

In questo esempio dell’invenzione i piedi 30 e 31 sono quattro, due per ogni lato del contenitore, e si protendono esternamente ad esso verso le guide già richiamate; essi sono inoltre registrabili: ciò significa che possono venire regolati per variare la posizione dei blocchi 15 e 16 ad essi associati.

Questa registrazione dei piedi d’appoggio 30, 31 avviene per mezzo di rispettivi dispositivi di cui essi sono internamente dotati.

Con riferimento alla fig. 8, ciascuno di tali dispositivi comprende un elemento 32 a colonna, avente estremità inferiore 32a arrotondata che appoggia su una base 33 concava; la base 33 è in pratica la parte dei piedi di appoggio 30, 31 destinata a scorrere lungo le due guide 26 e 27, sostenendo nel contempo l’elemento 32 in modo snodato, vale a dire permettendo lievi inclinazioni di esso rispetto alla verticale V. Tra l’elemento a colonna 32 e la base 33 possono essere previsti mezzi, non riportati nei disegni, atti a mantenere il primo accoppiato con il secondo impedendo slittamenti il loro disaccoppiamento.

L’elemento 32 è guidato scorrevolmente in un foro 34 passante all’interno del relativo piede di appoggio del contenitore e sopra di esso è applicato uno spessore 37, sostituibile in funzione della registrazione desiderata e fissato alla superficie del piede rivolta verso l’alto, con dei bulloni 36.

Come si vedrà meglio dopo, il dispositivo appena descritto permette di ottenere la regolazione desiderata dei perni 22-24 dei bracci a leva 18-20, alzando ed abbassando i piedi di appoggio del contenitore; tuttavia prima di vedere nel dettaglio questo aspetto dell’invenzione, è opportuno terminare la descrizione del laminatoio 1 nel complesso.

I contenitori 10 dopo esser giunti nella loro posizione di lavoro all’intemo della struttura 2 del laminatoio, vengono bloccati verticalmente da quattro cilindri idraulici 38 attivi dal basso sui blocchi 15 e 16 di ciascuno di essi (due per ogni lato del contenitore, situati in prossimità delle guide 26 e 27), in collaborazione con altrettanti riscontri 39 a squadra fissati alla struttura 2.

Per quanto concene l’arresto in direzione orizzontale di ciascun contenitore 10, esso viene eseguito mediante uno spintore 40 che agisce orizzontalmente sul contenitore portando così gli spessori 37 in contatto con i riscontri a squadra 39 che si trovano dalla parte opposta.

Per una ulteriore sicurezza dell’arresto di ciascun contenitore nella posizione di lavoro, in questo esempio è stato infine previsto un altro spintore 41, attivo lungo la direzione verticale V sul blocco 14 superiore.

La regolazione della posizione dei bracci a leva 18-20, vale a dire il controllo della loro rotazione intorno al relativo perno 22-24 di incenieramento, viene eseguita con mezzi noti analoghi a quelli riferiti nei brevetti più volte richiamati, cui pertanto si rinvia per maggiori ragguagli.

A titolo di breve richiamo è sufficiente dire qui che tali mezzi sono dei gruppi cilindro-pistone 43, 44, 45 idraulici o elettromeccanici, in cui una parte (solitamente il cilindro) viene fissata tra due elementi piastriformi 3 del laminatoio, mentre l’altra parte (cioè il pistone) è mobile a va’ e vieni lungo una direzione radiale rispetto all’asse di laminazione L. La parte mobile agisce sul braccio in modo da impedirne le oscillazioni e mantenendo quindi la distanza dell’asse di rotazione del relativo rullo da quello di laminazione L, secondo i parametri prefissati per la regolazione.

Nel caso siano di tipo elettromeccanico questi gruppi cilindropistone vengono anche chiamati comunemente “vitoni”, in quanto la traslazione della parte mobile avviene in virtù di un suo accoppiamento filettato con quella fìssa, mentre nella soluzione idraulica essi sono anche noti come “capsule”.

I bracci a leva 18-20 supportano ognuno un rispettivo rullo 48, 49 e 50 di lavoro, comandato tramite una corrispondente allunga. 51, 52 e 53 collegata a mezzi motori non mostrati nei disegni; ulteriormente i bracci anzidetti sono dotati ciascuno di un’appendice 18a, 19a, 20a che serve come punto di applicazione della forza da parte di un meccanismo di equilibratura 55. Quest’ultimo è un sistema articolato in cui un azionatore idraulico 56 agisce su una estremità di un bilanciere 57 oscillante rispetto ad un asse fisso sulla struttura 2 del laminatoio; all’estremità opposta il bilanciere 57 esercita una forza sull’appendice 18a-20a del braccio corrispondente, in modo tale da equilibrare il peso complessivo di quest’ultimo (comprensivo anche di quello del rullo e della relativa guarnitura) assicurando così una condizione di contatto prestabilita con il gruppo cilindro-pistone 43, 44 e 45.

Nei precedenti laminatoi descritti nei brevetti di cui sopra, questa funzione veniva svolta con delle molle o altri sistemi equivalenti che erano tuttavia disposti a bordo del contenitore porta-rulli: nella soluzione predisposta secondo questa invenzione, invece, i meccanismi di equilibratura 55 sono montati sulla struttura 2 del laminatoio e pertanto il loro peso non grava più sul contenitore porta-rulli 10, il quale risulta così alleggerito a tutto favore della sua movimentazione.

In accordo con una forma preferita del laminatoio descritto sinora, i bracci a leva 18, 19, 20 di un contenitore 10 sono disposti secondo una configurazione ribaltata intorno alla verticale V, rispetto a quelli del contenitore adiacente nel’impaccamento: in questo modo le allunghe di comando risultano parallele a quelle del contenitore adiacente, semplificando quindi la disposizione dei motori di comando dei rulli intorno alla struttura 2 (a questo riguardo si osservino le figg. 1 e 5, nella seconda delle quali le allunghe relative ad un contenitore adiacente sono indicate con linea tratteggiata).

In particolare nel caso di laminatoi con tre rulli per contenitore come in questo esempio, la disposizione preferita dei bracci e dei contenitori è quella mostrata nei disegni, vale a dire con il blocco superiore 14 disposto lungo la direzione verticale V e con le allunghe di comando a 120° tra loro, dove una di esse risulta parallela a tale direzione.

La configurazione dei contenitori porta-rulli 10 e la loro disposizione all 'interno del laminatoio, favoriscono poi un altro effetto vantaggioso dell’invenzione.

Infatti lungo l’impaccamento dei contenitori nella struttura, i rispettivi blocchi 14-16 risultano tutti allineati tra loro secondo delle direttrici parallele all’asse longitudinale L; con riferimento alla figura 5, tali direttrici sono perpendicolari al piano del foglio e passano per i blocchi 14-16 del contenitore visibile in essa.

Di conseguenza, per formare il pacco dei contenitori nella struttura 2 e recuperare eventuali giochi tra loro, nel laminatoio secondo il trovato è possibile compattarli esercitando una spinta assiale dal fondo del laminatoio, cioè dalla sua estremità a valle dove escono i tubi laminati, in corrispondenza delle direttrici suddette di allineamento dei blocchi 14-16.

Questi ultimi sono infatti i punti dei contenitori 10 più idonei a resistere alle spinte applicate assialmente, dato che la parete di fondo 11 ed il corpo di irrigidimento 13 non possono certamente assolvere a questo compito, a meno di non dimensionarli con uno spessore tale da appesantire notevolmente i contenitori.

Alla luce di ciò, sull’estremità a valle del laminatoio 1 sono stati applicati tre dispositivi di serraggio 58 i quali consistono ciascuno in un cilindro idraulico avente un cursore 59 mobile verso l’interno della struttura 2 e dotato di una superfìcie attiva 60 inclinata la quale, nella posizione avanzata del cursore, applica una forza assiale su un rispettivo respingente 61 disposto lungo una delle direttrici di allineamento dei blocchi 14-16.

Vantaggiosamente il respingente 61 può essere, come in questo caso, formato su un fondo 62 costituito da una piastra forata centralmente per lasciar passare i tubi, la quale chiude il pacco formato dai contenitori 10 presenti nella struttura 2 e serve per la loro estrazione ed introduzione con un sistema che viene di seguito esposto.

Prima di procedere in tal senso è solo opportuno premettere che in questa forma dell’invenzione, i contenitori 10 che si trovano nella struttura 2 sono collegati tra loro con dei ganci 65 di modo che possano venire movimentati verso l’uscita lungo le guide 26 e 27, trainandoli insieme similmente a dei vagoncini di un convoglio ferroviario.

Ovviamente i ganci 65 vengono disimpegnati per liberare i singoli contenitori quando richiesto; a tal fine essi sono incernierati così da poter oscillare rispetto ai piedi d’appoggio 30, 31 dei rispettivi contenitori 10 e secondo una soluzione preferita, sono disposti alternatamente da un lato e dall’altro dell’asse L: ciò permette di movimentare i contenitori trasversalmente a tale asse quando sono fuori dalla struttura 2, secondo uno schema che meglio verrà spiegato in seguito.

In questo contesto vi è da dire che i ganci 65 permettono un certo movimento reciproco dei contenitori, i quali possono venire distanziati tra loro di qualche centimetro quando sono tirati insieme verso l’uscita del laminatoio; infine si noti come anche il fondo 62 è dotato di ganci 65 così da poter essere collegato al contenitore adiacente ad esso.

Per l’estrazione e l’introduzione dei contenitori 10, nel laminatoio 1 sono presenti due cilindri idraulici 70 paralleli all’asse L e situati da parti opposte rispetto ad esso, i quali si estendono attraverso gli elementi piastriformi 3 a corona circolare che formano la struttura esterna 2 del laminatoio.

Le estremità 71 dei cilindri idraulici che si trovano verso l’uscita del laminatoio, sono unite tra loro da ima traversa 72 la quale è a sua volta fissata frontalmente alla piastra che costituisce il fondo 62 del pacco di contenitori.

Quando questi ultimi devono essere estratti dalla struttura 2, i cilindri idraulici vengono attivati e le loro estremità 71 con la traversa 72 si spostano a valle del laminatoio, cioè verso destra con riferimento alla figura 11 ; a seguito di questo spostamento il fondo 62, solidale alla traversa 72, traina i contenitori 10 ad esso collegati tramite i ganci 65, verso l’uscita del laminatoio.

E’ solo il caso di precisare che a valle della struttura 2 si trova un dispositivo di carico-scarico, non mostrato nei disegni, noto in sé e che per esempio può essere costituito da un carrello del tipo riportato nei brevetti italiani più sopra segnalati, atto a ricevere i contenitori ed a trasportarli via dal, o verso il, laminatoio.

Da ultimo, come ulteriore importante innovazione presente nell’esempio di laminatoio dell’invenzione sinora riferito, occorre segnalare la particolare configurazione dei bracci a leva 18, 19 e 20, uno solo dei quali è mostrato nelle figure 12, 13 e ad esso si farà riferimento per brevità (gli altri due sono uguali).

Il braccio a leva 18 comprende una parte fissa 80, vale a dire una parte che rimane la stessa indipendentemente dalla dimensione del tubo che deve essere laminato con quel braccio, la quale si estende a partire dalla sede 81 di alloggiamento del perno 22. La parte fissa è costituita da due semi-bracci 80a, 80b piatti, tra i quali trova posto un innesto 81 di collegamento del rullo 48 con la relativa allunga di comando.

La parte fissa 80 del braccio, sulla quale è situata anche l’appendice 18a di cui si è già detto, termina con una estremità 82 di supporto per una guarnitura 83, nella quale è montato il rullo 48 che può girare liberamente intorno al suo asse; la guarnitura 83 è fissata all’estremità 82 che la sostiene, mediante quattro grossi bulloni 84 che si estendono da parte a parte attraverso di esse. Vantaggiosamente nella estremità 82 potranno essere previsti dei fori per tali bulloni anche in altre posizioni, al fine di permettere il montaggio di guarniture con diverse dimensioni in funzione di quelle del rullo di lavoro.

Il braccio a leva 18 differisce da quelli descritti nei brevetti italiani precedenti, essenzialmente per il fatto che la sua parte fissa 80 ha una estremità 82 attraverso cui si trasmettono gli sforzi radiali della laminazione; infatti, poiché tale estremità supporta la guarnitura 83 a giogo, gli sforzi appena citati che agiscono sul rullo 48 vengono scaricati dai suoi cuscinetti alla estremità 82 sulla quale, ricordiamolo, agisce il gruppo cilindro-pistone idraulico 45 dal lato opposto a quello del rullo 48. Diversamente, nei casi precedenti tali sforzi interessavano solo la guarnitura a giogo (e non la parte fissa del braccio), la quale doveva quindi essere adeguatamente rinforzata diventando così inevitabilmente più pesante.

In questo modo le operazioni di sostituzione delle guarnitine risultano pertanto semplificate.

Per quanto concerne le operazioni di laminazione che hanno luogo dopo che i contenitori porta-rulli 10 sono stati messi in posizione di lavoro e ivi bloccati come è stato sinora descritto, il funzionamento del laminatoio si svolge in maniera analoga a quello degli esempi riferiti nei brevetti italiani succitati, il cui testo viene pertanto richiamato in questa descrizione e ad esso si rinvia per maggiori ragguagli sull’ argomento.

Per ciò che riguarda invece la regolazione dei perni intorno ai quali oscillano i bracci a leva, si consideri quanto segue.

Come detto più sopra, i piedi di appoggio 30, 31 dei contenitori 10 sono registrabili così da poter variare la posizione dei corrispondenti blocchi 15, 16 e, di conseguenza, quella dei perni 23, 24 associati ad essi.

Questa variazione di posizione avviene in seguito all’abbassamento da un lato ed all’innalzamento dall’altro dei piedi di appoggio 30 e 31, che combinato con un loro leggero spostamento in orizzontale determina una rotazione del contenitore porta-rulli 10 intorno all’asse di laminazione L, la quale è schematicamente riportata in figura 3.

E’ bene precisare che nella realtà questa rotazione è dell’ordine di l°-2° e nelle figure essa è stata aumentata solo per maggiore chiarezza e facilità di comprensione.

In tale figura con R è stata indicata la distanza di ciascun perno 22-24 dall’asse di laminazione L (perpendicolare al piano del disegno), che rappresenta anche il centro della circonferenza intorno a cui essi ruotano.

Con H è stata poi indicata la distanza iniziale dell’asse di rotazione dei rulli (per chiarezza del disegno è stato quotato solo il rullo 49) da quello di laminazione L, distanza considerata prima della rotazione del contenitore, mentre ΔΗ rappresenta la variazione di tale distanza conseguente alla rotazione eseguita.

L’altra componente dello spostamento dei perni 22-24, ortogonale a ΔΗ, è stata indicata con ΔΒ ed è visibile ingrandita nelle figure 3a, 3b; infine, nei disegni con “a“ è stato indicato l’angolo della rotazione subita dal contenitore porta-rulli.

Utilizzando questi simboli è possibile scrivere le seguenti relazioni: ΔΗ= Rx sin α ; ΔΒ= R x (1- cos a);

dalle quali si vede che dando alle variabili dei valori pratici, per esempio ΔΗ= 15 mm e R= 1200, si ottiene che a= 0,716 ° e ΔΒ= 0,094 mm.

Di conseguenza, nella pratica Io spostamento ΔΒ dei rulli 48-50 lungo il loro asse che deriva dalla rotazione impartita al contenitore 10, risulta trascurabile e pertanto non produce effetti significativi nell’ambito della regolazione del laminatoio, soprattutto se si tiene conto che la rotazione dei contenitori 10 viene fatta prima della tornitura dei rulli e quindi gli effetti dello spostamento ΔΒ possono venire compensati nel corso di tale lavorazione.

In altre parole, Io spostamento ΔΒ che determina una traslazione del profilo del rullo rispetto al suo piano iniziale di simmetria, non produce in questo caso gli effetti negativi spiegati al principio di questa descrizione in relazione ai laminatoi dei brevetti anteriori, sia perché esso risulta di entità trascurabile sia perché può venire compensato tornendo i rulli.

In accordo con l’esempio realizzati vo qui riportato, la registrazione dei piedi di appoggio 30 e 31 viene fatta prima dell 'inserimento dei contenitori porta-rulli 10 nel laminatoio.

Ciò significa che quando un contenitore porta-rulli 10 si trova all’esterno della struttura 2, esso viene inclinato nella maniera richiesta per la regolazione, ad esempio come mostrato nella fig. 9; esso viene quindi tenuto in questa condizione dagli spessori 37 richiesti per la regolazione, che sono fissati superiormente ai piedi d’appoggio 30, 31 tramite i bulloni 36 e sotto i quali si appoggiano gli elementi 32 a colonna.

Successivamente il contenitore così predisposto viene introdotto nella struttura 2 facendo scivolare le basi 33 su cui appoggia lungo le guide 26, 27 e quando esso giunge nella posizione voluta, lo spintore 40 agisce orizzontalmente spostando il contenitore 10 verso il riscontro a squadra 39 di sinistra (con riferimento alla fig. 9) fino a che lo spessore 37 corrispondente non va’ in battuta contro di esso.

A questo punto i quattro cilindri idraulici 38 che sono sotto di esso vengono attivati in modo da spingerlo verso l’alto, fino a che gli spessori 37 non entrano in contatto con i riscontri 39.

Con l’occasione si noti che gli spessori suddetti sono configurati in modo tale che le loro superfici superiori si trovino alla stessa altezza (si veda fig. 9); è altresì da rilevare che quando il contenitore viene sollevato dai cilindri 38, il suo peso non grava più né sulle guide 26, 27, né sugli elementi 32 e le basi 33.

Scegliendo adeguatamente gli spostamenti in verticale ed orizzontale del contenitore 10 secondo quanto appena riferito, è possibile impartire ad esso la rotazione desiderata per ottenere la registrazione dei perni 22-24 descritta precedentemente.

Di conseguenza lo scopo della presente invenzione costituito da tale registrazione, viene così perfettamente raggiunto.

Oltre a ciò non bisogna comunque trascurare come Γ invenzione consegua altri importanti risultati.

Tra questi è da ricordare la configurazione dei contenitori porta-rulli 10, aperta lateralmente in modo da permettere il completo ribaltamento verso l’esterno dei bracci a leva 18-20 (fig. 6); ciò favorisce le operazioni di manutenzione o sostituzione dei rulli di lavoro, eseguite estraendo i contenitori dalla struttura esterna del laminatoio.

A tale riguardo si fa notare come nei precedenti brevetti al fine di permettere tali operazioni, i contenitori porta-rulli hanno una configurazione aperta frontalmente, ossia dal loro lato corrispondente a quello dove adesso si trova il corpo di irrigidimento 13; ciò infatti consente il libero accesso ai rulli per la loro manutenzione o sostituzione dato che non è prevista in tali brevetti la possibilità del ribaltamento completo verso l’esterno dei bracci a leva.

Questo fatto implica una minore resistenza strutturale dei contenitori in relazione agli sforzi assiali che si producono durante la laminazione, soprattutto nel caso di lavorazioni con mandrino.

Gli sforzi assiali sono infatti quelli che agiscono in direzione parallela all’asse di laminazione e tendono a flettere in tal senso i contenitori porta-rulli; la configurazione di questi ultimi aperta frontalmente non offre quindi una buona resistenza a queste flessioni, e pertanto al fine di compensare questa situazione è necessario realizzare dei contenitori con spessori maggiorati e quindi più pesanti.

Al contrario invece, in questa invenzione i contenitori formati dalla parete di fondo 11 e dal corpo di irrigidimento 13 uniti tra loro da una serie di blocchi 14-16 in corrispondenza dei quali si trovano i perni di incemieramento dei bracci oscillanti, sono una soluzione resistente agli sforzi assiali che può quindi essere realizzata in modo più leggero e perciò anche più maneggevole, rispetto alle precedenti varianti' di cui si è detto.

Un tale contenitore porta-rulli è inoltre particolarmente adatto ai laminatoi con struttura esterna di tipo tubolare, vale a dire quelli preferibili per la laminazione dei tubi con mandrino.

In simili laminatoi, infatti, il cambio dei contenitori avviene assialmente (e non radialmente per ovvie ragioni) alla struttura esterna e dunque è giocoforza prevedere aH’intemo di questa delle guide o simili mezzi di scorrimento, lungo cui vengono movimentati i contenitori; questi ultimi devono essere a loro volta muniti di piedi di appoggio su tali guide o mezzi equivalenti.

Poiché in questo caso nei contenitori porta-rulli sono presenti i blocchi 14-16 che collegano la parete di fondo 11 al corpo di irrigidimento 13, l’applicazione dei piedi di appoggio 30, 31 in corrispondenza di tali blocchi risulta facilitata e non ostacola il ribaltamento dei bracci a leva verso Γ esterno.

Da ultimo è anche opportuno spendere alcune parole a riguardo del sistema di estrazione dei contenitori previsto nel laminatoio deH’invenzione.

Esso infatti ha come prerogativa che lo differenzia dai sistemi descrìtti nei brevetti qui più volte ricordati, quella di agire dal fondo del laminatoio cioè dalla sua estremità a valle da cui escono i tubi lavorati.

Questo permette il non trascurabile vantaggio di non dover estrarre tutti i contenitori quando durante la laminazione, si verifica un incidente ai rulli di lavoro di un contenitore che si trova allinteno del pacco formato nella struttura esterna del laminatoio.

Come ad esempio nel caso del cosiddetto incaglio del tubo, vale a dire quando esso non viene trascinato correttamente dai rulli di lavoro e si può ammassare tra una unità di laminazione e la successiva serrandosi contemporaneamente sul mandrino: in simili circostanze non è possibile far scorrere il pacco di contenitori spingendolo dall’ estremità d’ingresso del laminatoio verso quella a valle, perché i rulli di lavoro che si trovano a monte del tubo ammassato sono bloccati ed impediscono ogni movimento.

Con il sistema di estrazione secondo l’invenzione, invece, è possibile operare il prelevamento di almeno quei contenitori che si trovano a valle del punto dove è avvenuto l’incaglio del tubo: essi infatti vengono tirati verso l’uscita del laminatoio dal dispositivo di estrazione il quale, come si è detto, agisce dall’estremità di uscita della struttura esterna 2 e non da quella di ingresso.

L’estrazione dei contenitori 10 dalla struttura esterna del laminatoio è inoltre notevolmente avvantaggiata dal fatto di aver predisposto dei mezzi di aggancio tra l’uno e l’altro, in modo da poterli trainare insieme; ciò è evidente in quanto evita di doverli estrarre uno per volta, rendendo così più semplici e rapide tutte le operazioni.

In aggiunta bisogna poi sottolineare il fatto che i ganci 65, permettendo un certo di stanziamento reciproco tra i contenitori, danno modo di poter spostare trasversalmente all’asse L i contenitori che sono stati estratti.

In altri termini, quando il pacco di contenitori viene portato fuori dalla struttura 2 la trazione esercitata su di essi e l’attrito dei loro piedi d’appoggio 30, 31 lungo guide 26 e 27, fanno in modo che si allontanino gli uni dagli altri in relazione allo scorrimento consentito dai ganci 65.

La distanza tra i vari contenitori (qualche centimetro) estratti rende possibile una loro agevole movimentazione singola nel senso trasversale prima definito, che serve ad esempio per ispezionarli ad uno ad uno internamente o per fare la manutenzione del caso.

In questo contesto è da rilevare che la particolare disposizione dei ganci 65 di cui si è detto, è volta a permettere una movimentazione alternata dei contenitori 10 estratti adiacenti, cioè da un lato o dall’altro rispetto all’asse L, secondo uno schema che agevola le operazioni per la loro sostituzione con dei contenitori nuovi i quali possono venire preparati a fianco di quelli estratti, dato che la distanza tra questi è tale da consentirlo.

Naturalmente non sono da escludere varianti dell’ invenzione rispetto all’esempio che di essa è stato qui riportato.

Indicativamente non è infatti difficile prevedere che i mezzi per ottenere la rotazione dei contenitori porta-rulli 10 al fine di registrare la posizione dei perni di incemieramento dei bracci a leva, potranno differire anche in modo rilevante dai dispositivi descritti in questa sede.

Ad esempio è da segnalare che non è necessario che la rotazione suddetta sia fatta prima dell’inserimento dei contenitori nella struttura del laminatoio.

Ulteriormente, si potrebbe anche pensare di utilizzare al posto degli elementi 32, delle basi 33, nonché dei vari cilindri 38 e spintori 40 idraulici, solamente degli spessori da mettere sotto i punti di appoggio dei contenitori 10 sulle guide 26 e 27, simili a delle specie di zeppe; alla stessa stregua non è poi da escludere l’eventualità di realizzare la rotazione dei contenitori solamente con dei cilindri idraulici o simili mezzi, anche di tipo elettromeccanico.

Si pensi cioè al caso in cui tale rotazione venga ottenuta solo con dei cilindri o dei martinetti, posizionati sotto a ciascun contenitore similmente a quelli indicati con 38 nell’esempio qui considerato, oppure incorporati nei piedi di appoggio 30 e 31.

Più in generale si può dire che la soluzione tecnica con cui operare la rotazione dei contenitori potrà dipendere di volta in volta dalla scelta- di progetto più adeguata alle circostanze, e quindi anche dalla forma della struttura esterna del laminatoio che nel caso visto sopra è di tipo tubolare a geometria cilindrica, ma che non si deve però escludere possa essere diversa come per esempio di tipo aperto lateralmente.

E’ poi agevole comprendere come anche il numero dei rulli di lavoro e dei relativi bracci oscillanti presenti in ciascun contenitore, potrebbe essere diverso dai tre contemplati in precedenza.

Infine non bisogna neanche dimenticare che nell’ambito del laminatoio potranno essere previsti, a monte oppure a valle di esso ma anche in posizione intermedia, vari dispositivi utili per la laminazione come delle apparecchiature per la guida del mandrino e/o dei tubi.

La presenza di tali apparecchiature potrà dipendere anche dal tipo di impiego del laminatoio di questa invenzione, il quale sebbene sia indicato in particolare per la lavorazione di tubi con mandrino, non è da escludere che possa trovare applicazione anche per barre o corpi astiformi in genere quali tondini, vergelle e quant’ altro.

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Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Laminatoio per tubi o corpi astiformi in genere, comprendente una struttura portante esterna (2) disposta lungo un asse di laminazione (L), uno o più contenitori porta-rulli (10) estraibili da tale struttura esterna, una pluralità di rulli (48, 49, 50) di lavoro per ciascun contenitore, montati su rispettivi bracci a leva (18, 19, 20) oscillanti in piani trasversali all’asse di laminazione intorno a corrispondenti perni (22, 23, 24) di incerieramento al contenitore, mezzi di guida (26, 27) per lo scorrimento dei contenitori nella struttura portante esterna, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi (30, 31, 32, 33, 34, 37, 38, 39, 40) per ruotare i contenitori porta-rulli intono all’asse di laminazione così da ottenere la registrazione della posizione dei perni di incemieramento dei bracci a leva.
2. 2. Laminatoio secondo la rivendicazione 1, in cui i mezzi per ruotare i contenitori porta-rulli (10) comprendono una pluralità di spintori (38, 40) idraulici e/o elettromeccanici, attivi su ciascuno di essi.
3. 3. Laminatoio secondo le rivendicazioni 1 e 2, in cui almeno una parte (32, 33, 34, 37) dei mezzi per ruotare i contenitori porta-rulli (10) sono predisposti su ciascuno di essi.
4. 4. Laminatoio secondo la rivendicazione 3, in cui detti mezzi (32, 33, 34, 37) predisposti su ciascun contenitore porta-rulli (10) comprendono dei piedi (30, 31) di appoggio sui mezzi di guida (26, 27), regolabili in altezza.
5. 5. Laminatoio secondo la rivendicazione 4, in cui i piedi d’appoggio (30, 31) sono regolabili in modo da consentire l’introduzione del relativo contenitore porta-rulli (10) nella struttura esterna (2), in una condizione ruotata rispetto all’asse di laminazione (L).
6. 6. Laminatoio secondo la rivendicazione 5, in cui ciascun piede d’appoggio (30, 31) comprende una base (33) scorrevole su detti mezzi di guida (26, 27), un elemento a colonna (32) montato su tale base in modo snodato e scorrevole in senso assiale in una sede (34) rigidamente associata al resto del contenitore, uno spessore (37) fissato superiormente a detta sede ed all’elemento a colonna.
7. 7. Laminatoio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni che precedono, in cui la struttura portante esterna (2) è di tipo tubolare ed i mezzi di guida (26, 27) si estendono paralleli all’asse di laminazione (L) nella struttura anzidetta, in posizione più bassa rispetto a tale asse.
8. 8. Laminatoio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni che precedono, in cui i contenitori porta-rulli (10) comprendono una parete di fondo (11) ed un corpo (13) di irrigidimento avente sostanzialmente forma di cornice piana con profilo omologo a quello del bordo della parete di fondo, reciprocamente contrapposti e collegati rigidamente tra loro da una pluralità di blocchi (14, 15, 16) in corrispondenza dei quali sono disposti i perni (22, 23, 24) di incemieramento dei bracci a leva (18-20), tali blocchi essendo distanziati tra loro in modo da permettere la rotazione dei bracci a leva verso l’esterno del contenitore.
9. 9. Laminatoio secondo la rivendicazione 8, in cui i blocchi (14-16) dei contenitori porta-rulli (10) sono situati in corrispondenza dei loro punti (30, 31) di appoggio sui mezzi di guida (26, 27).
10. 10. Laminatoio secondo le rivendicazioni da 7 a 9, in cui i contenitori porta-rulli (10) vengono estratti dalla struttura portante esterna (2) trainandoli dal lato di uscita dei tubi o corpi laminati, facendoli scorrere lungo i mezzi di guida (26, 27).
11. 11. Laminatoio secondo la rivendicazione 10, comprendente due o più pistoni idraulici (70), disposti paralleli all’asse di laminazione (L) ed atti a venire collegati ai contenitori porta-rulli (10) per trainarli fuori dalla struttura anzidetta.
12. 12. Laminatoio secondo le rivendicazioni 10 e 11, in cui i contenitori porta-rulli (10) sono dotati di mezzi di aggancio (65) per il loro collegamento reciproco, così da poterli estrarre a gruppi dalla struttura portante esterna (2) trainandoli insieme.
13. 13. Laminatoio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui i bracci a leva (18, 19, 20) si estendono dal rispettivo perno (22, 23, 24) di incerieramento fino ad una estremità (82) a sbalzo, sulla quale è rimovibilmente fissata una guarnitura (83) a giogo in modo tale che il corrispondente rullo ( 48, 49, 50), nella condizione di lavoro, si trovi in posizione intermedia tra tale estremità e l’asse di laminazione (L).