ITUD970243A1 - Gruppo di compressione per cilindro oscillabile - Google Patents

Description

"GRUPPO DI COMPRESSIONE PER CILINDRO OSCILLABILE "

CAMPO DI APPLICAZIONE

Forma oggetto del presente trovato un gruppo di compressione per cilindro oscillabile come espresso nella rivendicazione principale.

Il gruppo di compressione secondo il trovato si applica per la generazione di una spinta di compressione assiale su una superfìcie soggetta a moviment i di oscillazione su un piano sostanzialmente ortogonale al piano ove agisce la spinta di compressione.

Un preferenziale utilizzo del gruppo di compressione secondo il trovato è nella generazione delle spinte di compressione e precurvatura alle guarniture dei cilindri di laminazione in una gabbia di laminazione dotata di movimento incrociato (Crossing) e/o assiale (shifting) dei cilindri .

STATO DELLA TECNICA

E ' nota nella tecnica l ' esigenza di generare spinte di compressione assiali su superfici sottoposte a movimenti di spostamento su piani ortogonali o comunque non contenenti l'asse di generazione di detta spinta di compressione.

Detti movimenti di spostamento della superficie soggetta a compressione determinano strisciamenti fra l'estremità dell'elemento premente e la superficie movimentata, sì da imporre l'utilizzo di materiali antiattrito che comunque col tempo si deteriorano e si usurano.

Inoltre, le guarnizioni dei cilindri idraulici che azionano detti elementi pressori sono sottoposte a forze elevate con conseguenti usure precoci, danneggiamenti e perdite della tenuta.

Vi è poi una esigenza di garantire il centraggio assiale ed il corretto riposizionamento dell'elemento premente rispetto alla zona di applicazione della spinta di compressione sulla superficie soggetta a movimenti di oscillazione quanto detta azione di oscillazione viene a cessare e la superficie si riporta nella posizione originaria. Un'altra esigenza deriva dalla necessità di garantire ampie superfici di accoppiamento anche nella posizione angolarmente spostata della superficie soggetta a compressione sì da mantenere l'efficacia di detta azione di compressione in tutte le posizioni reciprocamente angolate.

Un tipico caso di applicazione è quello relativo ai martinetti che eseguono azioni di curvatura (bending) sulle guarniture dei cilindri di laminazione, di appoggio e/o di lavoro, in una gabbia di laminazione a quarto per nastri o lamiere. Detti martinetti sono disposti normalmente su entrambi i lati di dette guarniture ed agiscono alternativamente in spinta per generare curvature positive o negative sui relativi cilindri in modo da compensare le differenti deformazioni dei cilindri derivanti dalle forze di laminazione.

Detti cilindri di lavoro, assieme ai cilindri di appoggio, possono essere sottoposti, secondo quanto noto nella tecnica, ad azioni di traslazione assiale (shifting) e/o di reciproco incrocio (Crossing) che determinano una variazione del reciproco posizionamento, sia assiale che angolare, fra elemento di compressione e superficie soggetta a compressione.

Una soluzione ai problemi sopra esposti è stata fornita dall'EP-A-489.306.

Detto documento illustra un gruppo di compressione comprendente uno stantuffo assialmente mobile alloggiato in una sede di contenimento fissa, detto. stantuffo potendo oscillare angolarmente all'interno di detta sede. Detto stantuffo è infferiormente associato ad un blocco flottante definente una sede di accoppiamento sferica coniugata all'estremità inferiore a calotta sferica dello stantuffo.

La superficie inferiore di detto blocco flottante è rivolta verso la superficie di base della sede di contenimento fissa e coopera con essa tramite mezzi elastici di contrasto.

Superiormente, lo stantuffo coopera con mezzi di centraggio costituiti da un bordo a piano inclinato su cui si pone in appoggio un tratto di superficie ad anello conico dello stantuffo stesso.

L'oscillazione angolare dello stantuffo viene eseguita arretrando assialmente detto stantuffo, contro l'azione dei mezzi elastici presenti inferiormente, per liberarlo dal vincolo di centraggio di detto bordo conico fino a che la base inferiore del blocco flottante non si porta in battuta contro la superficie di base della sede di contenimento fissa.

Quindi, lo stantuffo è libero di oscillare angolarmente grazie allo scorrimento fra le superfici sferiche accoppiate.

Tale sistema presenta una pluralità di inconvenienti tra i quali quello di avere superfici di accoppiamento di ampiezza ridotta, quello di richiedere una corsa assiale dello stantuffo, prima per svincolarsi e poi per riassumere la posizione centrata, quello di utilizzare una molla esterna allo stantuffo per riassumere la posizione assiale originaria e quello di utilizzare mezzi di centraggio a piano inclinato che concretizzano il centraggio per accoppiamento di superfici.

Va inoltre evidenziata la complessità realizzativa e di funzionamento.

Per risolvere tali inconvenienti ed offrire una soluzione più semplice, razionale, economica e funzionale la proponente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato.

ESPOSIZIONE DEL TROVATO

Il presente trovato è espresso e caratterizzato nella rivendicazione principale.

Le rivendicazioni secondarie espongono varianti all ' idea di soluzione principale .

Secondo il trovato, il gruppo di compressione per superfici mobili od oscillatili comprende un corpo stantuf fo conformato sostanzialmente a doppia calotta sferica alloggiato e contenuto entro una culla di contenimento fissa e solidale all’elemento pistone del gruppo di compressione.

Le due calotte sferiche costituenti il corpo stantuffo sono separate da un elemento cilindrico di collegamento e centraggio.

Secondo il trovato, la calotta sferica più interna alla culla di contenimento, rivolta verso l'elemento pistone, presenta un'ampia superficie di accoppiamento con la faccia interna della culla di contenimento, di conformazione sferica, sì che l'oscillazione del corpo stantuffo si concretizza per il reciproco scorrimento fra le superfici.

L'elemento cilindrico di collegamento e centraggio presenta perifericamente un anello realizzato in materiale elastico deformabile che, nella posizione assialmente centrata del corpo stantuffo, si pone in appoggio sulle pareti laterali della sede interna della culla di contenimento.

Nella posizione angolarmente oscillata del corpo stantuffo, detto materiale elastico deformabile viene compresso contro dette pareti, da uno o dall'altro lato in ragione della direzione di oscillazione.

Quando viene a mancare l'azione generatrice dell'oscillazione, la tendenza del materiale elastico a riassumere la conformazione originaria determina automaticamente l'autocentraggio assiale del corpo stantuffo.

Tale centraggio viene ottenuto, secondo il trovato, utilizzando mezzi incorporati nel corpo stantuffo stesso, ciò semplificando la realizzazione, la manutenzione, la sostituzione di parti e rendendo più funzionale l'azione stessa di centraggio.

La calotta sferica più esterna rispetto alla culla di contenimento si accoppia, con la propria superficie esterna, all'elemento mobile della superficie da sottoporre a compressione.

Una traslazione lineare di detto elemento mobile, si traduce quindi in una oscillazione angolare dell'elemento stantuffo mediante scorrimento almeno parziale, sul lato interno, della superficie della calotta sferica più interna sulla superficie interna della culla di contenimento e, sul lato esterno, della superficie della calotta più esterna sulla superficie dell'elemento mobile della superficie da sottoporre a compressione.

Quando viene a cessare l'azione generatrice dell'oscillazione, il centraggio è assicurato, come detto, dalla presenza dell’elemento cilindrico di collegamento e centraggio.

Con un numero estremamente limitato di componenti ed una realizzazione estremamente semplificata di facile manutenzione e smontaggio, il trovato assicura una estrema efficacia dì funzionamento, economicità, alta durata di funzionamento ed una pluralità di altri vantaggi costruttivi ed operativi.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI

Le figure allegate sono fornite a titolo esemplificativo non limitativo, ed illustrano una soluzione preferenziale del trovato.

Nelle tavole abbiamo che:

- la fig. 1 illustra una applicazione del trovato ad una gabbia di laminazione a quarto per nastri e lamiere, parzialmente illustrata;

- la fig. 2a illustra il gruppo di compressione secondo il trovato in una prima posizione di lavoro;

- la fig. 2b illustra il gruppo di compressione di fig. 2a in una seconda posizione di lavoro angolata rispetto alla prima posizione;

- le figg. 3a e 3b illustrano due schemi di lavoro del trovato.

DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Il gruppo di compressione 10 secondo il trovato è applicato, nel caso illustrato in fig. 1, ad una gabbia di laminazione a quarto di cui sono parzialmente illustrati un cilindro di appoggio 11 ed un cilindro di lavoro 12.

Nel caso di specie, in cooperazione con le facce superiore ed inferiore di un'aletta 13a della guarnitura 13 su cui è montato il cilindro di lavoro 12 sono presenti, rispettivamente, superiormente un gruppo di compressione 100 convenzionale ed inferiormente un gruppo di compressione 10 di cui al trovato, illustrato in due posizioni operative nelle figg. 2a e 2b.

I gruppi di compressione 10 e 100 sono montati in rispettive sedi ricavate su un blocco mobile 28 del tipo a "L", a "C", ad "F" o simili.

Cadaun blocco mobile 28 coopera lateralmente con mezzi di spostamento laterale associati alla spalla fissa 29, i quali inducono lo spostamento di incrocio dei cilindri 11 e 12.

II gruppo di compressione 10 comprende un elemento pistone 14 disposto all'interno di un vano 15 ricavato nel detto blocco mobile 28 associato alla relativa guarnitura 13 e definente la corsa di regolazione.

Detto elemento pistone 14 è anteriormente solidale ad una culla di contenimento 16 aperta frontalmente nella quale è alloggiato il corpo stantuffo 17.

Detto corpo stantuffo 17 è associato ad un elemento mobile 18 solidale alla guarnitura 13.

Detto elemento mobile 18 presenta una prima posizione assialmente centrata (fig. 2a) in cui è posto sostanzialmente centrato rispetto ad un anello di battuta 19 solidale alla faccia frontale della culla di contenimento 16.

Detto elemento mobile 18 presenta inoltre due posizioni di massima traslazione, una verso destra (fig. 2b) e l'altra verso sinistra, correlate ai movimenti di incrocio impartiti al relativo cilindro di lavoro 12, in cui si porta in prossimità, dopo una corsa "1", di un lato o dell'altro dell'anello 19.

II corpo stantuffo 17 è costituito da un primo elemento a calotta sferica 20 interno, accoppiato alla superficie interna sferica 22 della culla di contenimento 16 , e da un secondo elemento a calotta sferica 21 esterno , accoppiato alla superf icie interna sferica 23 dell ' elemento mobile 18.

Il primo elemento a calotta sferica 20 presenta centro di rotazione 20a mentre il secondo elemento a calotta sferica 21 presenta centro di rotazione 21a,· detti elementi 20 e 21 presentano, nel caso di specie, raggio uguale.

Tra i due elementi a calotta sferica 20 e 21 è presente un elemento cilindrico di collegamento e centraggio 24.

Detto elemento cilindrico di collegamento e centraggio 24 presenta esternamente un anello 25 realizzato in materiale elastico almeno parzialmente deformabile che, nella posizione assialmente centrata del corpo stantuffo 17, si appoggia in condizione di riposo contro le pareti interne della culla di contenimento 16.

Nella posizione centrata del corpo stantuffo 17 di fig. 2a, i due elementi a calotta sferica 20 e 21 sono centrati nelle rispettive sedi di contenimento e la congiungente 26 dei loro centri giace sostanzialmente sull'asse mediano 27 dell'elemento pistone 14 e dell'elemento mobile 18.

Quando viene impartito un movimento di incrocio ai cilindri di lavoro 12, l'elemento mobile 18 trasla lateralmente.

La corsa massima consentita all'elemento mobile 18 è inferiore al massimo spostamento di incrocio richiesto, determinato dalla geometria del sistema (guarniture, cilindri, angolo di Crossing) sì che detto elemento mobile 18 non entra mai, preferenzialmente, a contatto con l'anello di battuta 19.

Tale traslazione determina l'oscillazione angolare del corpo stantuffo 17 per la rotazione, rispettivamente, della superficie del secondo elemento a calotta sferica 21 sulla superficie sferica 23 dell'elemento mobile 18 e del primo elemento a calotta sferica 20 sulla superficie interna sferica 22 della culla di contenimento 16. Detto secondo elemento a calotta sferica 21 scorre, rispetto all'elemento mobile 18, in quanto la sua rotazione avviene sostanzialmente intorno al centro di rotazione 20a del primo elemento a calotta sferica 20, essendo detto primo elemento a calotta sferica 20 quasi interamente circondato e quindi guidato nel movimento dalla parete interna sferica 22 della culla di contenimento 16.

Detta rotazione avviene grazie alla compressione, sul lato di oscillazione, dell'anello 25 in materiale elasticamente deformabile contro la relativa parete della culla di contenimento 16 (fig.

Non appena l'azione generatrice dello spostamento laterale viene a cessare, l'elasticità dell'anello 25 determina un automatico autocentraggio riportando il corpo stantuffo 17 nella posizione centrata di fig. 2a.

Tale autocentraggio avviene automaticamente se la componente di forza tangenziale Ft della spinta F (fig. 3b) prodotta dalle alette 13a delle guarniture 13, quando il cilindro 12 si trova con asse 12a disassato rispetto alla sua posizione assiale di partenza di fig. 3a, non supera la forza di reazione elastica prodotta dall'anello 25.

Detta oscillazione del corpo stantuffo 17 determina il disassamento, per un angolo "a”, della congiungente 26 dei centri 20a e 21a degli elementi a calotta sferica 20 e 21 rispetto all'asse mediano 27 dell'elemento pistone 14 e la traslazione laterale, per un valore "p", del centro 21a del secondo elemento a calotta sferica 21 rispetto a detto asse 27.

Detta traslazione avviene, come detto, per il fatto che il secondo elemento a calotta sferica 21 è vincolato a ruotare sostanzialmente attorno al centro di rotazione 20a del primo elemento a calotta sferica 20.

Da quanto sopra esposto, si vede come il gruppo di compressione 10 secondo il trovato, con un numero estremamente limitato di componenti e senza spostamenti o riposizionamenti assiali faciliti l’oscillazione del corpo stantuffo 17 insieme ai cilindri di laminazione e ne consenta un facile ed automatico riposizionamento, una volta che si riduce la forza tangenziale Ft legata allo spostamento tra guarnitura 13 e gruppo di compressione 10.

In altre parole, quando la forza di curvatura generata dal gruppo di compressione 10 viene ridotta ad un valore limitato, ad esempio a fine laminazione, ed il gruppo di compressione 10 viene commutato ad una pressione di bilanciamento, la forza Ft si riduce e quindi l'energia elastica accumulata dall'anello 25 riporta automaticamente in posizione centrata il corpo stantuffo 17.

Il gruppo di compressione 10 presenta una usura molto ridotta ed estrema facilità e rapidità di smontaggio e montaggio per operazioni di manutenzione o sostituzione di parti.

Claims (1)

1 - Gruppo di compressione per cilindro oscillabile, idoneo a generare una spinta di compressione su una superficie soggetta a movimenti traslatori su un piano non contenente l'asse di giacitura di detta spinta di compressione, detto gruppo di compressione comprendendo un corpo stantuffo oscillante angolarmente alloggiato entro una sede di contenimento fissa solidale all'elemento pistone (14), caratterizzato dal fatto che il corpo stantuffo (17) è conformato a doppio elemento a calotta sferica, il primo elemento a calotta sferica (20) essendo rivolto verso l'elemento pistone (14), essendo contenuto all'interno della sede a culla di contenimento (16) e cooperando in rotazione per accoppiamento di forma con la superficie interna sferica (22) di detta sede, il secondo elemento a calotta sferica (21) essendo rivolto verso la superficie traslabile e cooperando parzialmente per accoppiamento di forma con una superficie almeno parzialmente sferica (23) di un elemento mobile (18) di detta superficie traslabile, tra il primo (20) ed il secondo (21) elementi a calotta sferica essendo interposto un elemento cilindrico di collegamento e centraggio (24). 2 - Gruppo di compressione come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'elemento cilindrico di collegamento e centraggio (24) presenta perifericamente un anello (25) realizzato in materiale elastico almeno parzialmente deformabile, detto anello (25) essendo almeno parzialmente in battuta contro le pareti interne della sede di contenimento (16) nella posizione assialmente centrata del corpo stantuffo (17) . 3 - Gruppo di compressione come alla rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che l'anello (25) in materiale almeno parzialmente deformabile presenta una condizione di parziale compressione nella posizione angolarmente oscillata del corpo stantuffo (17) . 4 - Gruppo di compressione come alla rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che l'anello (25) presenta una forza elastica superiore alla componente tangenziale (Ft) della forza di spinta dell’aletta (13a) della guarnitura (13) quando il cilindro (11, 12) si trova in posizione assialmente incrociata. 5 - Gruppo di compressione come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il secondo elemento a calotta sferica (21) ruota rispetto all'elemento (18) della superficie traslabile sostanzialmente attorno al centro (20a) del primo elemento a calotta sferica (20). 6 - Gruppo di compressione come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il primo elemento a calotta sferica (20) è sostanzialmente interamente circondato dalla parete sferica della sede di contenimento (16). 7 - Gruppo di compressione come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il primo (20) ed il secondo (21) elementi a calotta sferica presentano raggi uguali. 8 - Gruppo di compressione come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che adotta i contenuti di cui alla descrizione ed ai disegni.