ITPD960129A1 - Unita' di taglio per tubi prodotti in continuo - Google Patents

Description

TITOLO

UNITA’ DI TAGLIO PER TUBI PRODOTTI IN CONTINUO.

DESCRIZIONE

Il presente brevetto è attinente al settore della produzione e taglio di tubi in continuo.

In particolare concerne gli utensili ed i dispositivi per il taglio dei tubi prodotti in continuo e tagliati a lunghezze determinate mentre il tubo in formazione avanza.

I tubi sono sovente prodotti mediante estrusione, se di materia plastica, o per piegatura e saldatura, se di metallo. Ne consegue che il tubo prodotto è continuo di lunghezza crescente a mano a mano che esso viene formato.

Si rende necessario quindi tagliarlo a lunghezze determinate sia per l'immagazzinamento, sia per il trasporto, sia per l'utilizzo finale.

Attualmente il taglio di tali tubi prodotti in continuo avviene mediante un dispositivo di taglio mobile montato su carrello e dotato di lame o dischi. Il dispositivo mobile aggancia ed accompagna il tubo nel suo avanzamento mentre una lama o un disco taglia il tubo. Appena tagliato il tubo, il dispositivo retrocede rapidamente e si posiziona per il taglio successivo.

Tali dispositivi di taglio presentano una serie di inconvenienti principalmente dovuti ai lunghi tempi di taglio e all'utensile adoperato per il taglio. Dopo un certo numero di tagli l'utensile si consuma e non esegue correttamente i tagli successivi, necessita di più tempo, lascia i bordi del tubo slabbrati ed imprecisi. Quando l'utensile raggiunge un grado di usura notevole è necessario arrestare la produzione di tutto l'impianto per poter procedere alla sostituzione dell'utensile di taglio.

Tutto ciò influisce negativamente sia nella quantità sia nella qualità dei tubi prodotti.

Per ovviare a tutti i suddetti inconvenienti si è studiato e realizzato una nuova unità di taglio per tubi prodotti un continuo che non utilizza utensili ad asportazione meccanica di materiale ma bensì utilizza la tecnologia del LASER.

Detta unità di taglio può essere impiegata sia per il taglio di tubi metallici che per il taglio di tubi in altri materiali come il teflon, il policarbonato, eccetera.

Sul carrello che segue il tubo in uscita dalla formatrice sono montati un emettitore LASER di adeguata potenza ed una serie di specchi che deviano il raggio LASER attorno al tubo.

L'unità di taglio è costituita nelle sue parti principali da un carrello, da un motore per il trascinamento del carrello, da un dispositivo di ancoraggio del carrello al tubo, da un emettitore LASER, da due o più bracci rotanti recanti ad una o entrambe le estremità degli specchi, da un motore per la rotazione dei bracci, da un sistema elettrico-elettronico di controllo e comando dell'unità di taglio.

Il carrello è montato su una o due o più rotaie parallele fra loro ed alla direzione di avanzamento del tubo formato.

Il motore di trascinamento del carrello provvede a far avanzare ed indietreggiare il carrello sulle rotaie sia per accompagnare l'unità di taglio nell'avanzamento del tubo sia per riportare l'unità al successivo punto di taglio.

Il dispositivo di ancoraggio è un meccanismo, ad esempio una ganascia elettromeccanica, atta ad agganciare l'unità di taglio al tubo in modo da renderli solidali e impedire qualsiasi movimento relativo fra il carrello ed il tubo formato che avanza durante la fase di taglio.

L'emettitore LASER è un dispositivo, del tipo noto ed usualmente in commercio, tale da emettere un raggio LASER di potenza adeguata al taglio di metalli o altri materiali. Tale emettitore è posto sul carrello in posizione tale che il raggio emesso, o direttamente o per riflessione, sia parallelo al tubo.

Ognuno dei bracci rotanti reca alle estremità degli specchi orientati a 45 gradi rispetto all'asse principale del braccio stesso secondo la disposizione utilizzata per i periscopi; uno dei bracci in particolare è dotato di un solo specchio. I tre bracci rotanti sono incernierati fra loro e si muovono ciascuno su un piano perpendicolare all'asse del tubo.

I tre bracci sono così disposti: un primo braccio a due specchi, di cui il primo specchio incernierato sulla parte fissa del carrello, mentre il secondo specchio è incernierato con il primo specchio del secondo braccio e il secondo specchio del secondo braccio è incernierato con il primo specchio del terzo braccio.

II primo braccio a due specchi, ruota sostanzialmente ortogonalmente attorno al raggio LASER uscente dall'emettitore devia con il specchio tale raggio lungo la direzione dell'asse del braccio stesso, perpendicolare alla direzione di emissione, e poi lo devia nuovamente in direzione parallela al raggio emesso; il secondo braccio con due specchi funge da collegamento meccanico ed ottico fra il primo braccio suddetto ed il terzo braccio ad uno specchio solo; il terzo braccio, con un solo specchio, ha l'estremità dotata di specchio incernierata con il secondo braccio di collegamento mentre l'estremità priva di specchio ruota attorno all'asse del tubo e devia il raggio che riceve dal secondo braccio sulla superficie del tubo.

La lunghezza del terzo braccio è sostanzialmente uguale alla distanza esistente fra l'emettitore LASER ed il tubo mentre la lunghezza degli altri due bracci è maggiore di tale distanza.

L'insieme dei tre bracci rotanti permette di orientare il raggio LASER tutto attorno al tubo e di tagliarlo senza che detti bracci interferiscano con il tubo.

Il motore per la disposizione dei bracci è collegato al primo ed al terzo braccio tramite ruote dentate, pulegge e cinghie, cilindri o simili. Tale motore ruota principalmente il terzo braccio con un solo specchio facendogli descrivere una circonferenza attorno al tubo e dirigere il raggio LASER sul perimetro completo del tubo. Il suddetto motore ruota anche il primo braccio, e pure il secondo per levismo con gli altri due, in modo da disporre correttamente tutti e tre i bracci nel loro movimento attorno al tubo.

Quando viene iniziato il taglio il terzo braccio è posizionato diametralmente opposto al dispositivo di emissione del raggio LASER rispetto al tubo e gli altri due bracci formano un angolo lateralmente al tubo. Il terzo braccio inizia la rotazione verso gli altri due bracci fino al punto in cui il primo ed il secondo braccio si trovano esattamente paralleli ed il terzo braccio è nella stessa posizione dell'emettitore rispetto al tubo; la rotazione continua fino a che il terzo braccio ha raggiunto nuovamente la posizione diametralmente opposta all'emettitore e gli altri due bracci sono disposti ad angolo sul lato opposto a prima. La rotazione successiva avviene nel verso opposto.

In pratica applicazione potranno essere utilizzati anche più motori per la rotazione dei bracci mentre il punto di partenza del taglio può essere previsto in qualsiasi direzione adeguandone la disposizione dei bracci

Il circuito elettrico-elettronico di controllo e comando sovrintende a tutto il funzionamento dell'unità di taglio. Esso controlla l'avvio e l'arresto del motore di trascinamento del carrello, l'accensione e lo spegnimento del dispositivo di emissione del raggio LASER, l'avvio e l’arresto del motore che dispone i bracci con specchi.

L'unità di taglio appena descritta permette il taglio di tubi prodotti in continuo senza che vi sia necessità di arrestare il ciclo di produzione, ottenendo tubi della esatta lunghezza voluta e con bordi precisi.

Il tempo di taglio con il LASER è molto ridotto rispetto ai noti dispositivi. Ne consegue che può essere aumentata la velocità di scorrimento del tubo con evidente aumento della produttività.

Inoltre non sono necessarie altre lavorazioni di rifinitura del bordo del tubo altrimenti obbligatorie per la scarsa qualità dei tagli finora eseguiti.

Il funzionamento dell'unità è di seguito riassunta nei suoi punti salienti.

Il bordo del tubo prodotto raggiunge e passa attraverso l'unità di taglio; il motore di trascinamento del carrello viene velocemente avviato ed il carrello segue il tubo aumentando la sua velocità fino a raggiungere la medesima velocità del tubo.

Non appena il carrello ha raggiunto la velocità del tubo e la giusta posizione di taglio il dispositivo di ancoraggio vincola l'unità di taglio al tubo. A questo punto viene azionato il dispositivo emettitore di raggio LASER e il motore per la disposizione dei tre bracci.

Il raggio LASER viene indirizzato dai tre bracci sul perimetro perpendicolare all'asse del tubo eseguendo un taglio preciso.

A taglio avvenuto, ovvero quando tutto il ciclo di rotazione dei bracci è stato effettuato, viene spento il dispositivo LASER, viene comandato al dispositivo di ancoraggio di rilasciare il tubo e viene azionato il motore di trascinamento del carello per riportare tutta l'unità di taglio in prossimità del punto di partenza ed attendere il nuovo ciclo di taglio.

Il dispositivo LASER può essere posto sopra l'unità mobile e traslare assieme ad essa, oppure il dispositivo può essere previsto in posizione fissa dove con uno specchio il raggio luminoso può essere deviato verso l'unità mobile.

Nelle tavole allegate viene presentato, a titolo esemplificativo e non limitativo, una pratica realizzazione del trovato. In tali tavole il percorso del raggio LASER è raffigurato dalla linea tratteggiata a tratto grosso.

La figura 1 è una vista assonometrica dell'unità di taglio, la figura 2 è una vista laterale, la figura 3 è una vista frontale dell'unità mentre la figura 4 è una vista posteriore.

Il carrello (1) è schematicamente rappresentato da un piano orizzontale.

Sul carrello (1) sono presenti due supporti (2) verticali fra i quali sono poste delle pulegge (3, 4, 5) centralmente cave giacenti su piani perpendicolari all'asse del tubo (6).

In particolare due pulegge (3, 4) sono unite fra loro e sono coassiali all'asse del tubo (6) mentre una puleggia (5) è coassiale al percorso del raggio LASER prima che venga deviato dai vari specchi.

Una delle pulegge coassiali (4) è messa in rotazione da un motore elettrico (12) tramite una cinghia (13) mentre la seconda delle pulegge coassiali (3) è collegata con la puleggia (5) coassiale con il raggio LASER tramite una seconda cinghia (14). In tal modo a ciascuna rotazione delle pulegge (3, 4) coassiali fra loro corrisponde un'identica rotazione della puleggia (5) coassiale al raggio LASER.

Due dei tre bracci con specchi (7a, 7b) sono costituiti ciascuno sostanzialmente da due involucri contenenti gli specchi (8) uniti da un elemento tubolare (9a, 9b) cavo.

Il primo braccio (7a) ha un involucro d'estremità (8) incernierato al supporto (2) più esterno al carrello (1) ed è vincolato alla puleggia (5) coassiale con il raggio LASER.

Il secondo braccio (7b) con due specchi ha uno degli involucri d'estremità (8) incernierato con l'involucro d'estremità (8) del primo braccio (7a) non coassiale alla puleggia (5) e il secondo involucro d'estremità (8) incernierato con l'unico involucro d'estremità (8) del terzo braccio (7c). Il terzo braccio (7c), dotato di un solo specchio, è composto da un supporto (10) genericamente lineare avente ad un'estremità un involucro (8) contenente lo specchio e da un elemento tubolare (9c) cavo parallelo al supporto (10).

L'estremità del supporto (10) priva dell'involucro (8) è forata ed unita alle pulegge coassiali (3, 4} tramite un tubo (11); l'elemento tubolare cavo (9c) è applicato all'involucro (8) e si protende fino in prossimità del foro del terzo braccio (7c).

Sia il foro del terzo braccio (7c) che il tubo (11) di unione del terzo braccio (7c) alle pulegge coassiali (3, 4), sia il foro centrale delle pulegge coassiali (3, 4) stesse hanno dimensioni tali che al loro interno possa tranquillamente scorrervi il tubo prodotto.

Tutti e tre i bracci (7a, 7b, 7c) risultano giacere su piani perpendicolari all’asse del tubo (6) e oltre il bordo del carrello; gli specchi all'interno degli involucri (8) sono disposti a 45 gradi rispetto all'asse dei bracci (7a, 7b, 7c) e sono rivolti in modo tale da deviare il raggio LASER dalla direzione dell'asse del braccio (7a, 7b, 7c) verso lo specchio del braccio (7a, 7b, 7c) a cui è incernierato e viceversa.

Il questo esempio il dispositivo emettitore (15) del raggio LASER è montato sul supporto (2) più interno al carrello (1) ma è soluzione equivalente che esso sia posto in posizione fissa esterna al carrello (1) ma con la direzione di emissione raggio LASER orientata nel medesimo verso.

Il raggio LASER uscente dall'emettitore (15) viene deviato dagli specchi dei bracci (7a, 7b, 7c) ed attraversa i loro elementi tubolari (9a, 9b, 9c) fino ad essere orientato radialmente all'asse del tubo (6) in prossimità del foro del terzo braccio (7c).

Il movimento impartito dal motore elettrico sulle pulegge (3, 4) coassiali all'asse del tubo (6) ruota i tre bracci (7a, 7b, 7c) in modo che il raggio LASER uscente dall'elemento tubolare (9c9 del terzo braccio assuma gradualmente tutte le posizioni angolari attorno all’asse del tubo (6). Alcuni momenti della successione dei movimenti dei bracci è rappresentata nelle figure dalla 5a alla 5g,

Ogni involucro (8) contiene una specchio che riflette il fascio LASER. Per impedire il surriscaldamento di detto specchio si prevede all'interno dell'involucro (8) un flusso di liquido di raffreddamento (per esempio acqua, non indicato in figura per semplicità di esposizione).

Queste sono le modalità schematiche sufficienti alla persona esperta per realizzare il trovato, di conseguenza, in concreta applicazione potranno esservi delle varianti senza pregiudizio alla sostanza del concetto innovativo.

Pertanto con riferimento alla descrizione che precede e alla tavola acclusa si esprimono le seguenti rivendicazioni.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Unità di taglio per tubi prodotti in continuo caratterizzata dal fatto di essere composta da un emettitore LASER, da un carrello scorrevole su rotaie parallele alla direzione di avanzamento del tubo da tagliare, su cui sono montati un motore per il trascinamento del carrello, un dispositivo di ancoraggio del carrello al tubo, due o più bracci cavi rotanti su piani paralleli e perpendicolari alla direzione di avanzamento del tubo recanti ad una o entrambe le estremità degli specchi, un motore per la rotazione dei bracci, e da un sistema elettrico-elettronico di controllo e comando dell'unità di taglio.
2. 2. Unità di taglio per tubi prodotti in continuo come da rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che un primo braccio cavo, dotato di due specchi, ruotante attorno al raggio LASER uscente dall'emettitore, devia detto raggio due volte fino ad una direzione parallela e disassata rispetto alla direzione del tubo, un secondo braccio cavo con due specchi alle estremità, di cui uno specchio incernierato ad uno specchio del primo braccio e 1'altro incernierato allo specchio del te braccio, che funge da collegamento meccanico e ottico fra il primo braccio suddetto ed il terzo braccio ad un solo specchio e dove il terzo braccio che ha l'estremità dotata di specchio incernierata con il secondo braccio di collegamento devia il raggio che riceve dal secondo braccio sulla superficie del tubo.
3. 3. Unità di taglio per tubi prodotti in continuo come da rivendicazioni 1, 2, caratterizzata dal fatto che il raggio LASER emesso colpisce il primo specchio del primo braccio, viene deviato entro la cavità di detto primo braccio fino al secondo specchio del primo braccio e da questo riflesso sul primo specchio del secondo braccio e da questo deviato entro la cavità del secondo braccio fino al secondo specchio del secondo braccio che lo devia al primo specchio del terzo braccio e da questo deviato entro la cavità del terzo braccio fino al tubo da tagliare.
4. 4. Unità di taglio per tubi prodotti in continuo come da rivendicazioni 1, 2, 3, caratterizzata dal fatto che quando il bordo del tubo prodotto raggiunge e passa attraverso l'unità di taglio il motore di trascinamento del carrello viene velocemente avviato e il carrello segue il tubo aumentando la sua velocità fino a raggiungere la medesima velocità del tubo e vincolarsi ad esso, e viene azionato il dispositivo emettitore di raggio LASER nonché il motore per la rotazione dei tre bracci, e dove il terzo braccio inizia la rotazione verso gli altri due bracci che formano un angolo lateralmente al tubo, e dove il terzo braccio ruota fino al punto in cui il primo ed il secondo braccio si trovano esattamente paralleli ed il terzo braccio è nella stessa posizione dell'emettitore rispetto al tubo e continua la rotazione fino a che ha raggiunto nuovamente la posizione diametralmente opposta all'emettitore, e dove a taglio avvenuto viene spento il dispositivo LASER, viene comandato al dispositivo di ancoraggio di rilasciare il tubo e viene azionato il motore di trascinamento del carello per riportare tutta l'unità di taglio in prossimità del punto di partenza ed attendere il nuovo ciclo di taglio.
5. 5. Unità di taglio per tubi prodotti in continuo come da rivendicazioni 1, 2, 3, 4, caratterizzata dal fatto che l'emettitore LASER è posto in posizione fissa e proietta il raggio LASER verso il dispositivo di taglio ovvero verso lo specchio del primo braccio.
6. 6. Unità di taglio per tubi prodotti in continuo come da rivendicazioni 1, 2, 3, 4, caratterizzata dal fatto che l'emettitore LASER è posto sull'unità di taglio e proietta il raggio LASER direttamente verso lo specchio del primo braccio.
7. 7. Unità di taglio per tubi prodotti in continuo come da rivendicazioni 1, 2, 3, 4, caratterizzata dal fatto che gli involucri degli specchi sono raffreddati mediante fluidi.
8. 8. Unità di taglio per tubi prodotti in continuo come dalle rivendicazioni che precedono caratterizzato dal fatto che la sua produzione, la sua commercializzazione si intendono protetti dal presente brevetto tutto come descritto ed illustrato.