ITRN990037A1

ITRN990037A1 - Dispositivo per pulitura meccanica di vergella per fili metallici profilati

Info

Publication number: ITRN990037A1
Application number: IT1999RN000037A
Authority: IT
Inventors: Giulio Lisciani
Original assignee: Lisciani Trafilerie Srl R
Priority date: 1999-12-23
Filing date: 1999-12-23
Publication date: 2001-06-23
Also published as: DE60009016T2; US6513181B2; EP1110638A3; DK1110638T3; EP1110638B1; US20020133891A1; SI1110638T1; ES2216806T3; MXPA00012867A; KR20010067477A; ATE261786T1; CA2327120A1; CA2327120C; PT1110638E; EP1110638A2; DE60009016D1; TR200401273T4; KR100718301B1

Description

TESTO DELLA DESCRIZIONE

Il presente trovato concerne un dispositivo per pulitura meccanica di vergella da impiegarsi nei processi di produzione di fili metallici trafilati.

Viene denominato vergella un semilavorato siderurgico allungato di sezione tondeggiante che, mediante progressive riduzioni di sezione, nel processo tecnologico noto come trafilatura viene ridotto a filo.

La vergella viene prodotta a caldo e risulta normalmente ricoperta di ossidi, idrossidi e calamina che vanno rimossi prima di iniziare la trafilatura vera e propria. Se cosi non fosse, si otterrebbero fili di scarsa qualità, si avrebbe una rapida usura delle filiere in cui avviene la trafilatura ed una forte limitazione della velocità dell’ intero processo produttivo. I metodi operativi conosciuti per preparare la vergella alla trafilatura sono ispirati all’uso di processi chimici o, in alternativa, di processi meccanici. Benché l’uso di processi chimici consenta un livello qualitativo di pulitura più elevato, esso tuttavia comporta notevoli costi di gestione e di impianto e, soprattutto, gravi inconvenienti in termini di inquinamento ambientale. L’uso di processi meccànici è ad oggi preferibile, perché, pur implicando un minor livello di pulitura della vergella, consente una maggior economicità di impianto e di esercizio e comporta un minor impatto con rambiente.

Sono noti, e formano oggetto di precedenti brevetti della stessa richiedente, dispositivi per pulitura meccanica di vergella in cui viene impiegata una pressa comprendente delle ganasce di serraggio che supportano della lana d’acciaio, o un altro materiale abrasivo, avvolta intorno alla vergella, comprimendola contemporaneamente contro la vergella stessa. Mentre questa avanza tra le ganasce, la lana d’acciaio asporta le particelle di ossido che ricoprono il metallo, ma non viene trascinata dalla vergella, poiché le ganasce la trattengono costantemente, compensandone l’usura con una progressiva riduzione dello spazio a sua disposizione.

E’ altresì utile che, durante la pulizia meccanica, la superficie della vergella venga preparata, mediante l’asportazione di particelle di metallo determinata dalla lana d’acciaio, in modo da favorire la successiva operazione consistente nell’ancoraggio di lubrificante polverulento. Risulta tuttavia conveniente poter modificare discrezionalmente l’attitudine della vergella a trattenere il lubrificante in funzione di parametri variabili, quali la composizione chimica della vergella, le condizioni di fornitura del semilavorato, il tipo di lubrificante e la velocità di trafilatura; e soprattutto può risultare vantaggioso massimizzare tale attitudine aumentando la lunghezza delle scalfitture realizzate sulla superficie della vergella, a parità di sviluppo longitudinale.

Questi ulteriori scopi sono stati raggiunti con un dispositivo in cui le ganasce che serrano la lana d’acciaio sulla vergella possono ruotare, a velocità variabile, intorno alla vergella, provocando sulla superficie di questa delle scanalature elicoidali. Per una velocità di avanzamento costante della vergella, le scanalature presentano un passo inversamente proporzionale alla velocità di rotazione delle ganasce, la cui regolazione pertanto consente un effettivo controllo dell’attitudine della vergella a trattenere il lubrificante. L’uso di questo dispositivo ha però messo in evidenza alcuni inconvenienti difficilmente eliminabili: innanzitutto, la struttura monolitica delle ganasce determina una superficie di contatto irregolare con la lana di acciaio, costituita al contrario da materiale sfuso di natura non uniforme, che provoca una pressione efficace solo in certe zone lungo l’asse del dispositivo. L’esigenza del bilanciamento meccanico impone l’uso di mezzi di sincronizzazione delle ganasce collocati a metà dello sviluppo assiale delle ganasce, con una parziale ostruzione della zona in cui la lana d’acciaio esercita la propria azione abrasiva sulla vergella. Infine, la rotazione delle ganasce può comportare una torsione della vergella, che impone compromessi penalizzanti nell’uso del dispositivo: ad esempio, una forzata limitazione della velocità di rotazione o un ridotto dimensionamento del dispositivo in senso assiale, cioè parallelamente alla direzione di avanzamento della vergella.

Lo scopo del presente trovato è pertanto quello di eliminare gli inconvenienti ora menzionati. In accordo con l’invenzione, tale scopo viene raggiunto da un dispositivo per pulitura meccanica della vergella, del tipo indicato nel preambolo della rivendicazione 1, nel quale le ganasce che serrano la lana di acciaio, o un altro materiale abrasivo, sulla vergella sono supportate da elementi operatori costituiti da coppie affiancate ed indipendenti di piastre flottanti.

Il principale vantaggio ottenuto mediante il presente trovato consiste nel fatto che viene uniformata la distribuzione in senso assiale della pressione esercitata dalle ganasce sul materiale abrasivo, e quindi viene ottimizzata l efficacia del dispositivo. Inoltre, il bilanciamento meccanico, anch’esso autonomo per ogni coppia di piastre, viene vantaggiosamente realizzato senza ostruire la zona in cui la lana d’acciaio abrade la vergella; la struttura delle piastre può essere alleggerita, dal momento che la loro mutua indipendenza sopperisce alla notevole inerzia del dispositivo monolitico; la modularità delle ganasce ottenuta in questo modo consente poi di realizzare dispositivi di dimensioni rispondenti alle più diverse esigenze, limitando al minimo le scorte di magazzino, costituite da piastre tutte identiche tra loro. Infine, un importante vantaggio è dato dal fatto che, a parità di ingombro rispetto al dispositivo precedentemente noto, le ganasce possono essere realizzate da due insiemi di coppie di piastre rotanti che ruotano l’uno in senso opposto all’altro: in questo modo, viene recuperata la torsione della vergella e sulla superfìcie di questa viene incisa una doppia elica che consentirà una migliore attitudine a trattenere il lubrificante, e quindi un livello superiore di pulizia.

Le caratteristiche del trovato, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sotto riportate ed i vantaggi dello stesso risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, relativi ad una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa, in cui:

- la figura 1 illustra il trovato secondo una vista frontale con alcune parti asportate per meglio evidenziarne altre;

- la figura 2 illustra il trovato secondo la sezione II-II di cui in figura 1, relativa ad una condizione non operativa;

- la figura 3 illustra il trovato secondo una vista corri spendente alla precedente, ma relativa ad una condizione operativa;

- la figura 4 illustra il trovato secondo la sezione IV-IV di cui in figura 1 ;

- la figura 5 illustra alcuni particolari costruttivi del trovato,

- la figura 6 illustra, secondo una vista corrispondente a quelle di cui alle figure 2 e 3, una configurazione alternativa del trovato.

Conformemente alle figure dei disegni allegati, il trovato concerne un dispositivo per pulitura meccanica di vergella per fili metallici trafilati.

11 dispositivo (1) comprende almeno una pressa (3) sostanzialmente costituita da una carcassa (18) all’interno della quale è girevolmente montato un corpo cilindrico (14) internamente cavo che interagisce con la carcassa (18) in corrispondenza delle proprie opposte estremità mediante supporti volventi (19); il corpo cilindrico (14) porta degli elementi operatori (6a,6b) che identificano e supportano delle ganasce (4a,4b) di serraggio della vergella (2), le quali possono ruotare insieme al corpo cilindrico (14) ad opera di mezzi di azionamento (7) degli elementi operatori (6a,6b), in modo atto a determinare una modifica dell’apertura delle ganasce (4a,4b).

La vergella (2) è libera di avanzare di moto rettilineo, secondo una direzione (2a) coincidente con l’asse del corpo cilindrico (14), verso un impianto di trafilatura collocato a valle del dispositivo (1) in questione.

Le ganasce (4a,4b) di serraggio supportano in modo noto un materiale abrasivo (5). come ad esempio lana di acciaio, avvolto in uno o più strati intorno alla vergella (2), premendolo contro di essa e trattenendolo per evitarne il trascinamento, mentre la vergella (2) avanza tra le ganasce (4a,4b) stesse.

Gli elementi operatori (6a,6b) comprendono una pluralità di piastre (8) flottanti, vincolate a coppie in modo ordinato e sequenziale. Ogni coppia di piastre (8) è svincolata dalle coppie di piastre (8) adiacenti, in modo da contribuire autonomamente all’interazione delle ganasce (4a,4b) con il materiale abrasivo (5).

Dal momento che la lana di acciaio o altro consiste comunque di materiale sfuso avvolto manualmente intorno alla vergella (2), la sua superficie e la sua densità risultano notevolmente irregolari e variabili lungo la direzione (2a) di avanzamento della vergella (2). La frammentazione degli elementi operatori (6a,6b)<'>in coppie di piastre (8) consente di adeguare la superficie delle ganasce (4a,4b) a quella, irregolare, del materiale abrasivo (5): in tal modo viene aumentata la superfìcie di contatto, si uniforma la distribuzione della pressione in senso assiale e si rende più efficace l’azione delle ganasce (4a,4b) sul materiale abrasivo (5), e quindi sulla vergella (2).

Le piastre (8), tutte uguali tra loro, presentano un’apertura (16), il cui bordo contribuisce a definire le ganasce (4a,4b) che, a loro volta, presentano una conformazione anulare chiusa con superici operative (8a,8b) conformate a "V", delimitanti la zona occupata dalmateriale abrasivo (5), di dimensioni non necessariamente costanti lungo l’asse.

Le piastre (8) sono infatti libere di traslare lungo guide prismatiche (15) ricavate nel corpo cilindrico (14) ed orientate in senso radiale: poiché i mezzi di azionamento (7) degli elementi operatori (6a,6b), e quindi delle piastre (8), esercitano sulla piastre (8) di una stessa coppia forze di verso opposto, durante il funzionamento del dispositivo (1) si può osservare, come è rappresentato in figura 3, un mutuo compenetrarsi delle ganasce (4a,4b) della pressa (3), considerate nel loro complesso.

Nell’esempio realizzativo qui illustrato, i mezzi di azionamento (7) comprendono un motore (20) ed una cinghia di trasmissione (21), interposta tra il motore (20) ed il corpo cilindrico (14) della pressa (3), che trasmette alle piastre (8) una rotazione che provoca forze centrifughe di verso opposto sulle piastre (8) di una stessa coppia: tali forze tendono ad allontanare le piastre (8) di una coppia Puna dall’ altra, riducendo l’apertura delle ganasce (4a,4b) che si serrano sul materiale abrasivo (5) avvolto sulla vergella (2).

In una preferita forma realizzativa, il dispositivo (1) comprende mezzi di sincronizzazione (10) del moto di scorrimento relativo delle piastre (8) di ogni coppia in direzione trasversale alla vergella (2), atti a determinare spostamenti uguali in versi opposti delle piastre (8) stesse. Tali mezzi di sincronizzazione (10) comprendono almeno una ruota dentata (10a) interagente con le piastre (8) in corrispondenza di superfìci (8c) opportunamente sagomate a cremagliera in modo complementare alla ruota dentata (10a).

Benché una sola ruota dentata (10a) sia sufficiente a garantire il sincronismo delle piastre (8), la soluzione rappresentata prevede l’impiego di due ruote dentate (10a,10b), entrambe interagenti con superfìci (8c) sagomate a cremagliera delle piastre (8), disposte simmetricamente rispetto alla vergella (2) in modo da rendere il dispositivo (1) meccanicamente bilanciato. Un unico supporto (9) fisso mantiene allineate un'intera serie di ruote dentate (10a o 10b) omologhe.

Per preparare il dispositivo (1) a funzionare, innanzitutto un materiale abrasivo (5) viene avvolto manualmente in uno o più strati intorno alla vergella (2) tra le ganasce (4a,4b) della pressa (3). Mentre in una condizione inattiva del motore (20) le piastre (8) di ogni coppia possono solo flottare liberamente lungo le guide (15) del corpo cilindrico (14), quando il motore (20) viene avviato, la cinghia di trasmissione (21) porta in rotazione il corpo cilindrico (14) e con esso gli elementi operatori (6a,6b) costituiti dalle piastre (8). Le forze centrifughe così generate provocano spostamenti di verso opposto delle piastre (8) di ogni coppia nella direzione delle guide (15), determinando un maggior serraggio delle ganasce (4a,4b) sul materiale abrasivo (5). La disuniforme distribuzione del materiale abrasivo (5) sulla vergella (2) e la reciproca indipendenza delle coppie di piastre (8) farà sì che interagiscano in modo vario e che pertanto le ganasce (4a,4b) presentino un profilo internamente irregolare o, in altri termini, che lo spostamento sulle guide (15) ed il serraggio sul materiale abrasivo (5) non siano necessariamente gli stessi per tutte le coppie di piastre (8).

Poiché nel contempo la vergella (2) avanza nella direzione (2a) dell'asse della pressa (3), l'azione tangenziale e la pressione, ora sostanzialmente costante lungo l'asse, del materiale abrasivo (5) su di essa consentono di asportare l'ossido e di inciderne la sottostante superficie praticandovi delle scalfitture elicoidali

La soluzione rappresentata in figura 5 prevede l'impiego di una seconda pressa (3a), rotante in senso opposto alla prima, in modo da compensare la torsione della vergella (2) e da inciderne la superficie con una doppia elica che consentirà poi un migliore ancoraggio del lubrificante. In modo analogo, il dispositivo (1) potrebbe prevedere l'utilizzazione di un insieme di presse (3) disposte in serie, alternatamente rotanti nei due sensi.

Il trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo. Inoltre, tutti i dettagli possono essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti.

Nella pratica sono ovviamente possibili delle modifiche e/o delle migliorie rientranti comunque nell’ambito delle seguenti rivendicazioni.

Claims

RIVENDICAZIONI Dispositivo per pulitura meccanica di vergella per fili metallici trafilati, comprendente almeno una pressa (3) con ganasce (4a,4b) di serraggio che possono ruotare intorno alla vergella (2) e che supportano un materiale abrasivo (5), avvolto in uno o più strati intorno alla vergella (2), premendolo contro la vergella (2) mentre questa avanza tra le ganasce (4a,4b) e trattenendolo per evitarne il trascinamento da parte della vergella (2); elementi operatori (6a,6b) supportanti le ganasce (4a,4b) e guidati scorrevolemente in direzione trasversale alla vergella (2); mezzi di azionamento (7) degli elementi operatori (6a,6b) atti a modificare l’apertura delle ganasce (4a,4b), caratterizzato dal fatto che gli elementi operatori (6a,6b) comprendono una pluralità di piastre (8) flottanti, ordinatamente vincolate a coppie, in modo che ogni coppia di piastre (8) contribuisca autonomamente all’interazione delle ganasce (4a,4b).
2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le ganasce (4a,4b) hanno superfici operative (8a,8b) complementari, atte a circondare in combinazione la vergella (2) che attraversa la pressa (3).
3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che i mezzi di azionamento (7) degli elementi operatori (6a,6b) esercitano sulle piastre (8) di una stessa coppia forze di verso opposto.
4. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che i mezzi di azionamento (7) comprendono un motore (20) ed una cinghia di trasmissione (21), interposta tra il motore (20) e la pressa (3), atti ad imprimere alle piastre (8) una rotazione che provochi forze centrifughe di verso opposto sulle piastre (8) di una stessa coppia.
5. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2 o 3, caratterizzato dal fatto dì comprendere mezzi di sincronizzazione (10) del moto di scorrimento relativo delle piastre (8) di ogni coppia in direzione trasversale alla vergella (2), atti a determinare spostamenti uguali in versi opposti delle piastre (8) stesse.
6. Dispositivo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di sincronizzazione (10) comprendono almeno una ruota dentata (10a) interagente con superfici (8c) corrispondentemente sagomate delle piastre (8).
7. Dispositivo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di sincronizzazione (10) comprendono due ruote dentate (10a,10b) interagenti con superfici (8c) corrispondentemente sagomate delle piastre (8), disposte simmetricamente rispetto alla vergella (2) in modo da rendere il dispositivo (1) meccanicamente bilanciato.
8. Dispositivo secondo la rivendicazione 6 o 7, caratterizzato dal fatto di comprendere un unico supporto (9) fisso per ogni serie di ruote dentate (10a,10b) omologhe.
9. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2 o 3 o 5, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno una seconda pressa (3a), rotante in senso opposto alla prima pressa (3), in modo da compensare la torsione della vergella (2).
10. Dispositivo secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto di comprendere una serie di presse (3), alternatamente rotanti nei due sensi.
11. Dispositivo secondo le rivendicazioni precedenti e secondo quanto descritto ed illustrato con riferimento alle figure degli uniti disegni e per gli accennati scopi.