ITTO20000707A1

ITTO20000707A1 - Macchina curvatrice di profilati.

Info

Publication number: ITTO20000707A1
Application number: IT2000TO000707A
Authority: IT
Inventors: Mauro Meliga
Original assignee: Tauring S P A
Priority date: 2000-07-14
Filing date: 2000-07-14
Publication date: 2002-01-14
Also published as: US6598447B2; CA2384595A1; JP2004504150A; ITTO20000707A0; US20020174700A1; WO2002005982A1; BR0107029A; IT1320240B1; AU2001276665A1; EP1311357A1

Description

D E S C R I Z I O N E

del brevetto per invenzione industriale

La presente invenzione è relativa ad una macchina curvatrice di profilati.

La macchina della presente invenzione è una macchina curvatrice del tipo a penetrazione per piegare profilati, in particolare tubi, barre e similari, in una pluralità di direzioni in modo da sagomare ì profilati nello spazio.

La descrizione che segue farà specifico riferimento a tubi con sezione cilindrica per motivi di comodità di descrizione, beninteso che la macchina curvatrice a penetrazione è adatta a curvare a curvare qualsiasi tipo di profilato avente un asse determinato ed una sezione costante lungo il citato asse.

Le macchine curvatrici di tubi del tipo a penetrazione prevedono di avanzare un tubo attraverso una prima matrice anulare fissa ed una seconda matrice anulare mobile rispetto alla prima matrice anulare e di spostare la seconda matrice anulare durante l'avanzamento del tubo per curvare il tubo stesso.

L'entità dello spostamento della seconda matrice anulare determina la curvatura del tubo.

Una macchina curvatrice di tubi del tipo a penetrazione è nota dal brevetto US 5,111,675. La macchina descritta nel citato brevetto prevede di avanzare longitudinalmente i tubi in una prima direzione determinata e comprende, una prima ed una seconda matrice anulare. La prima matrice anulare è fissa, mentre la seconda matrice anulare viene spostata da un equipaggio mobile nella prima direzione e lungo un piano perpendicolare alla prima direzione per curvare il tubo in una pluralità di direzioni in una zona compresa fra la prima e la seconda matrice anulare. Inoltre, la seconda matrice anulare è collegata all'equipaggio mobile tramite un accoppiamento sferico che permette alla seconda matrice anulare di orientarsi liberamente in funzione della curvatura assunta dal tubo.

La macchina sopra descritta presenta degli inconvenienti, in quanto durante le operazioni di curvatura di un tubo, il citato tubo esercita una forza di attrito su rispettive porzioni della prima e seconda matrice anulari. La forza di attrito è determinata dall'entità della curvatura, dal tipo di materiale impiegato per realizzare il tubo, dal tipo di materiale impiegato per realizzare la prima e la seconda matrice anulari e dalla velocità di avanzamento del tubo attraverso la prima e la seconda matrice anulari. Pertanto, il tubo avanzato in una determinata direzione attraverso la seconda matrice anulare genera un elevato attrito su una porzione determinata della seconda matrice e provoca una rotazione della seconda matrice anulare, la quale è liberamente girevole rispetto all'equipaggio mobile e tende a disporsi trasversalmente rispetto alla sezione del tubo e a schiacciare il tubo stesso. In pratica, il tubo viene ovalizzato dalla seconda matrice anulare durante l'effettuazione della curvatura a causa di una rotazione delle seconda matrice provocata dal tubo stesso.

Inoltre, una volta che la macchina ha terminato l'operazione di curvatura di un tubo la seconda matrice anulare viene allineata alla prima matrice anulare nella prima direzione dall'equipaggio mobile, il quale non provvede ad orientare la seconda matrice anulare, in modo da rendere possibile l'inserimento di un tubo successivo. Quindi, è necessario orientare a mano la seconda matrice con una operazione che richiede tempo e non garantisce la precisione auspicabile in questo tipo di macchina.

L'inconveniente dell'ovalizzazione del tubo è acuito nel caso in cui il tubo non sia perfettamente liscio. Quando trucioli o sfridi di lavorazione sono presenti lungo la superficie laterale del tubo si possono innescare fenomeni di grippaggio e l'effetto di rotazione della seconda matrice viene fortemente accentuato, con un aumento conseguente dell'ovalizzazione del tubo.

Scopo della presente invenzione e quello di realizzare una macchina curvatrice di profilati che sia esente dagli inconvenienti dell'arte nota.

Secondo la presente invenzione viene realizzata una macchina curvatrice di profilati, in particolare tubi, barre e similari, aventi un asse longitudinale ed una sezione trasversale costante lungo l'asse longitudinale, la macchina prevedendo di avanzare longitudinalmente i profilati lungo una prima direzione e comprendendo una prima ed una seconda matrice anulare, un equipaggio collegato alla seconda matrice anulare e mobile in un piano perpendicolare alla prima direzione per spostare la seconda matrice anulare in una pluralità di posizioni operative rispetto alla prima matrice anulare per curvare i profilati, la macchina essendo caratterizzata dal fatto di comprendere un giunto di collegamento fra la prima e la seconda matrice anulare che vincola la seconda matrice anulare ad assumere un orientamento determinato rispetto alla prima matrice per ogni posizione assunta dal detto equipaggio.

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

- la figura 1 è una vista in elevazione laterale, con parti asportate per chiarezza e parti in sezione, di un gruppo di curvatura di una macchina curvatrice di profilati realizzata secondo la presente invenzione;

- la figura 2 è una vista in sezione, con parti asportate per chiarezza, del gruppo della figura 1 lungo le linee di sezione II-II;

- la figura 3 è una vista frontale, con parti asportate per chiarezza ed in scala ridotta, del gruppo della figura 1;

- la figura 4 è una vista in pianta, in scala ridotta con parti asportate per chiarezza e parti in sezione, di una macchina curvatrice di profilati provvista del gruppo della figura 1 in una prima posizione operativa;

- la figura 5 è una vista in elevazione laterale, in scala,ridotta con parti asportate per chiarezza e parti parzialmente in sezione, della macchina della figura 5 con il gruppo della figura 1 disposto in una seconda posizione operativa;

- la figura 6 è una vista in elevazione laterale di una variante del gruppo della figura 1; e

- la figura 7 è una vista frontale, con parti asportate per chiarezza e parti in sezione, della variante della figura 6.

Con riferimento alle figure 4 e 5, con 1 è indicata nel suo complesso una macchina curvatrice del tipo a penetrazione per curvare tubi 2 che presentano un asse 3 rettilineo ed una sezione trasversale costante lungo l'asse 3 stesso.

La macchina 1 comprende un telaio 4, un dispositivo di guida 5 dei tubi 2 ed un gruppo di curvatura 6 dei tubi 2. Il dispositivo 5 comprende dei rulli 7, i quali sono girevoli attorno ad assi 8 verticali e disposti secondo due file 9 affacciate e presentano delle facce concave complementari alla forma di un tubo 2 disposto fra le due file 9. In questo modo, il dispositivo di guida 5 definisce un asse 10, il quale è disposto fra le due file 9 e, in uso, coincide sostanzialmente con l'asse 3 di un tubo 2. Alcuni rulli 7 opposti sono motorizzati in modo da imprimere una spinta al tubo 2 in una direzione DI parallela all'asse 10 ed avanzare il tubo 2 stesso attraverso il gruppo di curvatura 6. Secondo una variante nessun rullo 7 è motorizzato e la macchina 1 comprende un dispositivo per spingere i tubi 2 attraverso il dispositivo di guida 5 ed il gruppo di curvatura 6.

Secondo un'altra variante non illustrata, una fila 9 di rulli 7 è montata su una slitta, la quale è mobile in una direzione D2 perpendicolare alla direzione DI e viene spinta contro la fila 9 opposta di rulli 7 mediante un cilindro idraulico durante l'avanzamento di un tubo 2 e viene allontanata dalla fila 9 opposta per agevolare l'inserimento del tubo 2. La pressione del cilindro può essere è variabile per impedire di ovalizzare i tubi 2 in fase di-curvatura quando i tubi 2 presentano una considerevole resistenza all'avanzamento.

Il gruppo di curvatura 6 comprende una matrice anulare 11 fissa ed una matrice anulare 12 mobile rispetto alla matrice anulare 11, la quale è fissata al telaio 4 in corrispondenza del dispositivo di guida 5 e presenta una sezione di passaggio 13 perpendicolare all'asse 10 ed allineata al dispositivo di guida 5, mentre la matrice anulare 12 presenta una sezione di passaggio 14 identica alla sezione 13 ed orientabile rispetto alla sezione di passaggio 13. Il gruppo di curvatura 6 comprende un equipaggio 15, il quale supporta la matrice anulare 12 ed è mobile in un piano perpendicolare alla direzione DI. In pratica, l'equipaggio 15 è collegato al telaio 4 in modo noto tramite slitte, non illustrate, ed è azionato in una direzione D2 orizzontale e perpendicolare alla direzione DI e in una direzione D3 perpendicolare alle direzioni DI e D2 tramite azionamenti di tipo noto e non illustrati. L'equipaggio 15 supporta due guide 16 parallele alla direzione DI ed un carrello 17, il quale è accoppiato in modo prismatico alle guide 16 e supporta un albero 18 girevole attorno ad un asse verticale 19. L'albero 18 è solidale ad una forcella 20, la quale supporta la matrice anulare 12 in modo girevole attorno ad un asse 21 orizzontale. In altre parole, la matrice anulare 12 è in grado di ruotare attorno agli assi 19 e 21 e di traslare nella direzione Di rispetto all'equipaggio 15.

Secondo quanto meglio illustrato nelle figure 1 e 2, il gruppo di curvatura 6 comprende un giunto 22 di collegamento delle matrici anulari 11 e 12. Il giunto 22 comprende un giunto cardanico 23 ed un meccanismo 24, il quale comprende delle leve 25 e 26 e delle aste 27, ed è collegato al giunto cardanico 23 e con la matrice anulare 12. Il giunto cardanico 23 comprende una forcella 28 solidale al telaio 4, una crociera 29 avente un perno allineato ad un asse 30 verticale impegnati nella forcella 28 e due perni allineati lungo un asse 31 parallelo all'asse 21 impegnati nelle leve 25, le quali formano, di fatto, la seconda forcella del giunto cardanico 23 e sono articolate alla forcella 29 attorno ad un asse 32 parallelo all'asse 31. Le aste 27 sono articolate, ad una propria estremità, alle leve 25 attorno ad un asse 33 parallelo all'asse 31 e, alla propria estremità opposta alle leve 26 attorno ad un asse 34 parallelo all'asse 31. Le leve 26 sono solidali alla matrice 12 per ruotare la matrice 12 stessa attorno all'asse 21. La crociera 29 è disposta in un punto tale per cui l'asse 30 interseca l'asse 10 in un punto P equidistante dalle -sezioni di passaggio 13 e 14.

La matrice 11 comprende un anello 35 e tre rullini 36 girevoli attorno a rispetti assi 37 che giacciono su un piano verticale. I rullini 36 sono sagomati e definiscono la forma della sezione di passaggio 13, la quale giace sul piano verticale di giacitura degli assi 37. In modo analogo, la matrice 12 comprende un anello 35 e tre rullini 36 girevoli attorno a rispetti assi 37 che giacciono su un piano determinato. I rullini 36 sono sagomati e definiscono la forma della sezione di passaggio 14, la quale giace sul piano di giacitura degli assi 37 ed sostanzialmente identica -alla sezione di passaggio 13.

In uso, nella figura la macchina 1 presenta il gruppo di curvatura 6 disposto in posizione di riposo nella quale l'equipaggio 15, non illustrato nella figura 1, è disposto in una posizione determinata nella quale la matrice anulare 12 è allineata alla matrice anulare 11 ed il giunto 22 mantiene la matrice anulare 12 con un orientamento determinato e tale per cui la sezione di passaggio 14 sia parallela alla sezione di passaggio 13.

La geometria del giunto 22 viene determinata in modo da imporre che quando l'equipaggio 15 è disposto in una posizione in cui la matrice anulare 12 è allineata alla matrice anulare 11 la sezione di passaggio 14 è parallela alla sezione di passaggio 13. In questa fase 11 tubo 2 viene alimentato nelle direzioni DI e penetra attraverso il dispositivo di guida 5 e le matrici anulari 11 e 12. Un dispositivo di controllo di tipo noto e non illustrato gestisce le operazioni della macchina 1 e determina gli spostamenti dell'equipaggio 15 nelle direzioni D2 e D3 in funzione di un programma di curvatura impostato precedentemente. Con riferimento alla figura 4 è illustrata una posizione assunta dal gruppo di curvatura 6 a seguito di uno spostamento dell'equipaggio 15 nella direzione D2. Uno spostamento dell'equipaggio 15 nella direzione D2 determina contemporaneamente una rotazione della matrice anulare 12 attorno all'asse 30 rispetto alla matrice anulare 11, una rotazione della forcella 20 attorno all'asse 19 rispetto al carrello 17, ed uno scorrimento del carrello 17 rispetto alle guide 16 ed all'equipaggio 15.

Con riferimento alla figura 5, il gruppo di curvatura '6 è disposto in una posizione assunta a seguito di uno spostamento dell'equipaggio 15 nella direzione D3. Uno spostamento dell'equipaggio 15 nella direzione D3 determina uno scorrimento del carrello 17 lungo le guide 16 ed una rotazione della matrice anulare 12 attorno all'asse 21. La composizione dei citati spostamenti risulta in una rotazione della matrice anulare 12 rispetto alla matrice anulare 11 attorno ad un ipotetico asse 38 incidente con l'asse 10 nel punto P e parallelo all'asse 21. La rotazione della matrice anulare 12 attorno all'asse 38 è dovuta alla geometria del meccanismo 24, il quale tramite le leve 25, 26, e le aste 27 forma, in pratica, un quadrilatero articolato in cui gli assi 31, 33, 34 e 38 sono gli assi di articolazione del citato quadrilatero e lo spostamento verticale della forcella 20 determina la deformazione del quadrilatero articolato.

In generale, uno spostamento dell'equipaggio 15 nella direzione D2 determina una rotazione della matrice anulare 12 attorno all'asse 30 che interseca l'asse 10 nel punto P, mentre uno spostamento dell'equipaggio 15 nella direzione D3 determina una rotazione della matrice anulare 12 rispetto alla matrice anulare 11 attorno all'asse 38 virtuale, che interseca l'asse 10 nel punto P. Pertanto, gli spostamenti composti dell'equipaggio 15 nelle direzioni D2 e D3 determinano una rotazione della matrice anulare 12 rispetto alla matrice anulare 11 attorno ad un asse passante per il punto P. Questo risultato è dovuto al giunto 22, che vincola la matrice anulare 12 unicamente a ruotare attorno al punto P rispetto alla matrice anulare 11. La geometria del giunto 22 è scelta in modo da determinare che il punto P sia equidistante dalle sezioni'di passaggio 12 e 14. In pratica, il giunto 22 impone che ad ogni posizione determinata dell'equipaggio 15 corrisponda un orientamento determinato della matrice 12 rispetto alla matrice 11 attorno al punto P.

Secondo la variante delle figure 6 e 7 il giunto 22 è omesso ed è sostituito da un giunto 39 di collegamento fra la matrice anulare 11 e la matrice anulare 12. Il giunto 39 comprende una forcella 40 solidale al telaio 4 ed una forcella 41 accoppiata alla matrice anulare 12 ed un perno 42 di asse 43 verticale, attorno al quale la forcella -41 è girevole rispetto alla forcella 40..Il giunto comprende due leve 44, le quali sono solidali alla matrice anulare 12 e sono girevoli rispetto alla forcella 41 attorno ad un asse 45 orizzontale.

Gli assi 43 e 45 intersecano l'asse 10 nello stesso punto P, il quale è equidistante dalla sezioni di passaggio 13 e 14 delle rispettive matrici anulari 11 e 12.

In uso, il giunto 39 impone lo stesso vincolo imposto dal giunto 22 e, pertanto, la matrice anulare 12 è vincolata a ruotare attorno al punto P rispetto alla matrice anulare 11 ed associa un orientamento determinato alla matrice anulare 12 per ciascuna posizione assunta dall'equipaggio 15.

L'entità dell'orientamento è direttamente proporzionale all'entità dello spostamento dell'equipaggio 15 il quale determina la posizione e l'orientamento della matrice anulare 12 grazie ai vincoli imposti dal giunto 22 o 39, il dimensionamento dei quali permette di mantenere la sezione di passaggio 14 perfettamente ortogonale all'asse 3 del tubo 2 curvato e, quindi, permette di evitare l'ovalizzazione dei tubi 2. Inoltre, il giunto 22, 39 permette di mantenere parallele fra loro le sezioni di passaggio 13 e 14 nella posizione di risposo e quindi di evitare i tempi morti che sarebbero necessari a orientare manualmente la matrice anulare 12.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1) Macchina curvatrice di profilati (2), in particolare tubi, barre e similari, aventi un asse longitudinale (3) ed una sezione trasversale costante lungo l'asse longitudinale (3), la macchina prevedendo di avanzare longitudinalmente i profilati (2) lungo una prima direzione (DI) e comprendendo una prima ed una seconda matrice anulare (11, 12), un equipaggio (15) collegato alla seconda matrice anulare (12) e mobile in un piano perpendicolare alla -prima direzione (DI) per spostare la seconda matrice anulare (12) in una pluralità di posizioni operative rispetto alla prima matrice anulare (11) per curvare i profilati (2), la macchina essendo caratterizzata dal fatto di comprendere un giunto (22; 39) di collegamento fra la prima e la seconda matrice anulare (11, 12) che vincola la seconda matrice anulare (12) ad assumere un orientamento determinato rispetto alla prima matrice anulare (11) per ogni posizione’assunta dal detto equipaggio (15).
2) Macchina secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di comprendere un dispositivo di guida (5) per guidare i detti profilati (2) lungo un primo asse (10) parallelo alla detta prima direzione (DI), il detto giunto (22, 39) imponendo alla detta seconda matrice anulare (12) di ruotare unicamente attorno ad un punto (P) disposto sul detto asse (10) rispetto alla prima matrice (11).
3) Macchina secondo al rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che il detto punto (P) è compreso fra la detta prima e seconda matrice anulare (11, 12).
4) Macchina secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che le dette prima e seconda matrice anulare (11, 12) definiscono rispettive prima e seconda sezioni di'passaggio '(13, 14), il detto punto (P) essendo equidistante dalla prima e dalla seconda sezione di passaggio (13, 14).
5) Macchina secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il detto giunto (22; 39) comprende una giunto cardanico (23; 39) definente un secondo ed un terzo asse (30, 31; 43, 45), almeno il secondo asse (30, 43) intersecando il detto primo asse (10) nel detto punto (P).
6) Macchina secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che il detto giunto (22) comprende- un meccanismo (24) provvisto di prime leve (25), seconde leve (26) e aste (27) per orientare la detta seconda matrice anulare (12).
7) Macchina secondo la rivendicazione ' 6, caratterizzata dal fatto che le dette prime leve (25) sono girevoli attorno al detto terzo asse (31).
8) Macchina secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che le dette seconde leve sono solidali alla detta seconda matrice anulare (12) e parallele alle dette prime leve (25), le dette aste essendo articolate alle dette prime e seconde leve (25, 26).
9) Macchina secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che le dette prime e seconde leve (25, 26) sono articolate rispettivamente attorno ad un quarto ed un quinto asse (32; 21) attorno ad una forcella (23) di supporto della detta seconda matrice anulare (12), la quale è girevole attorno al detto quinto asse (21) rispetto alla detta forcella (20), la dette seconde leve (26) essendo solidali alla detta seconda matrice anulare (12) ed i detti quarto e quinto asse (32; 21) essendo paralleli al detto terzo asse (31), la dette prime e seconde leve (25, 26) e le dette aste formando un quadrilatero articolato virtuale provvisto di un settimo asse (38) virtuale parallelo al detto terzo asse (31) ed intersecante il detto primo asse nel detto punto (P).
10) Macchina secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di comprendere un telaio (4), la detta prima matrice anulare (11) essendo solidale al detto telaio (4), il detto equipaggio (15) essendo selettivamente posizionatale rispetto al detto telaio (4) in una seconda direzione (D2) orizzontale e perpendicolare alla prima direzione (DI) ed in una terza direzione (D3) perpendicolare alla prima ed alla seconda direzione (D2).
11) Macchina secondo rivendicazione 10, caratterizzata dal fatto che il detto equipaggio (15) comprende delle guide (16) parallele alla detta prima direzione (DI), un 'carrello (17) di supporto della detta seconda matrice anulare (12) essendo scorrevole lungo le dette guide (1).
12) Macchina secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che il detto- carrello (17) supporta una forcella (20) di supporto della detta seconda matrice anulare (12), la detta forcella (20) essendo girevole rispetto al detto carrello (17) attorno ad un detto ottavo asse (19).