ITUD980031U1

ITUD980031U1 - ANTI-WEAR INSERTS FOR SPIRAL TRAINING TUBE IN SPIRAL MACHINES

Info

Publication number: ITUD980031U1
Authority: IT
Inventors: Marco Fausto De; Ferruccio Tomat
Original assignee: Danieli Off Mecc
Priority date: 1998-06-10
Filing date: 1998-06-10
Publication date: 1999-12-10
Also published as: WO1999064178A1; AU4053499A; IT246320Y1

Description

"INSERTI ANTI-USURA PER TUBO DI FORMAZIONE SPIRE IN MACCHINE SPIRALATRICI " "ANTI-WEAR INSERTS FOR COIL FORMING PIPE IN SPIRAL MACHINES"

CAMPO DI APPLICAZIONE FIELD OF APPLICATION

Formano oggetto del presente trovato degli inserti anti-usura per tubo di formazione spire nelle macchine spiralatrici come espressi nella rivendicazione principale. The present invention relates to wear-resistant inserts for coils forming tubes in coiling machines as set forth in the main claim.

Il trovato si applica alle macchine spiralatrici con testa forma spire rotante impiegate su semilavorati provenienti da laminazione a caldo quali tondini, fili, vergelle o altro, aventi un diametro fino a 5,5 mm. The invention is applied to coiling machines with a rotating coil-forming head used on semi-finished products coming from hot rolling such as rods, wires, wire rods or other, having a diameter up to 5.5 mm.

Gli inserti secondo il trovato, per le loro alte caratteristiche di resistenza all'usura, possono essere impiegati anche sui dispositivi trascinatori e all'ingresso della testa forma spire. The inserts according to the invention, due to their high wear resistance characteristics, can also be used on the driving devices and at the inlet of the coil-forming head.

STATO DELLA TECNICA STATE OF THE TECHNIQUE

Sono note le macchine per ottenere spire da fili metallici di vario diametro comprendenti una testa forma spire rotante dotata di tubo di formazione spire in cui viene introdotto il semilavorato proveniente dalla laminazione. Machines are known for obtaining coils from metal wires of various diameters comprising a rotating coil-forming head equipped with a coil-forming tube into which the semi-finished product coming from rolling is introduced.

La rotazione della testa forma spire, nel mentre transita entro di essa il filo metallico, sia esso liscio che con protuberanze, sottopone il relativo tubo a forti sollecitazioni che ne possono compromettere l 'integrità strutturale e/o la configurazione geometrica di partenza. The rotation of the head forms coils, while the metal wire, whether smooth or with protuberances, passes through it, subjects the relative tube to strong stresses which can compromise its structural integrity and / or the starting geometric configuration.

Dette sollecitazioni vanno a sommarsi alle spinte tangenziali del filo metallico in transito determinando condizioni di attrito, e quindi di usura dell'interno del tubo, particolarmente gravose. Said stresses are added to the tangential thrusts of the metallic wire in transit, causing particularly severe conditions of friction, and therefore of wear of the inside of the tube.

Questo fatto fa sì che, usurandosi il tubo, la macchina si sbilancia e quindi necessita di una riequilibratura . Inoltre, si viene a modificare la traiettoria interna ottimale del filo metallico, ciò pregiudicando la formazione delle spire. This fact means that, as the tube wears out, the machine becomes unbalanced and therefore needs a rebalancing. Furthermore, the optimal internal trajectory of the metal wire is modified, thus jeopardizing the formation of the coils.

Per questo motivo il tubo della testa forma spire viene realizzato prevedendo che esso venga integrato e rivestito internamente con elementi ausiliari dalle elevate caratteristiche di resistenza all 'usura. For this reason the tube of the coil-forming head is made by providing that it is integrated and internally lined with auxiliary elements with high wear resistance characteristics.

Questa soluzione, pur garantendo una maggiore durata del tubo di formazione spire e quindi minore necessità di interventi sullo stesso, presenta problemi legati agli elevati costi di approvvigionamento e di ripristino di detto tubo dovuti sia ad una sua più complessa strutturazione, sia all'impossibilità di una sua intercambiabilità parziale. This solution, while ensuring a longer duration of the coil forming tube and therefore less need for interventions on it, presents problems linked to the high costs of supplying and restoring said tube due to both its more complex structuring and the impossibility of its partial interchangeability.

Sono noti, ad esempio dall'US-A-4.074 .553, inserti tubolari in materiale anti-usura, introdotti e bloccati internamente al tubo di formazione spire, che presentano sulla superficie esterna rilievi di battuta ed autocentraggio che ne consentono l'assemblaggio a definire un condotto di transito del filo all'interno del tubo. For example, from US-A-4.074 .553, tubular inserts in anti-wear material are known, introduced and locked inside the coil forming tube, which have abutment and self-centering reliefs on the external surface that allow their assembly to define a wire transit duct inside the tube.

Detti inserti anti-usura sono costosi, difficili da montare ed inoltre presentano una dimensione longitudinale che non può essere inferiore a determinati valori, ciò comportando problemi nel loro posizionamento all’interno del tubo. Said anti-wear inserts are expensive, difficult to assemble and also have a longitudinal dimension that cannot be less than certain values, this leading to problems in their positioning inside the tube.

Questa soluzione inoltre evidenzia problemi in fase di sostituzione degli inserti, comportando necessariamente lo smontaggio del tubo forma spire o addirittura dello stesso tubo unitamente al relativo supporto rotante. This solution also highlights problems when replacing the inserts, necessarily entailing the disassembly of the coil-forming tube or even of the tube itself together with the relative rotating support.

La particolare e specifica conformazione degli inserti ne impedisce inoltre l'intercambiabilità. The particular and specific conformation of the inserts also prevents their interchangeability.

Un altro problema che questi inserti antiusura pongono deriva dall'aumento di peso che comportano. Alle velocità attuali di invio del laminato alla spiralatura, ed alle velocità che in prospettiva si possono ottenere, questo aumento di peso del tubo formaspire, con conseguente aumento di inerzia, comporta grossi problemi che sono risolvibili solo utilizzando strutture di supporto e movimentazione più grandi e robuste, con conseguenti aggravi di costo, di potenza impiegata, di manipolazione, manutenzione ed altro. Another problem that these wear-resistant inserts pose comes from the weight gain they entail. At the current speeds of sending the laminate to the spiral wrapping, and at the speeds that can be obtained in perspective, this increase in weight of the aspire tube, with a consequent increase in inertia, involves major problems that can only be solved by using larger support and handling structures and robust, with consequent increases in cost, power used, handling, maintenance and more.

Per risolvere questi problemi, preservando il tubo da precoce usura senza però comportare eccessivi aumenti di peso e quindi di inerzia della struttura rotante, e per ottenere ulteriori vantaggi, la proponente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato. To solve these problems, by preserving the tube from premature wear without causing excessive increases in weight and therefore in inertia of the rotating structure, and to obtain further advantages, the present applicant has studied, tested and implemented the present invention.

ESPOSIZIONE DEL TROVATO EXPOSURE OF THE FOUND

II presente trovato è espresso e caratterizzato nella rivendicazione principale . The present invention is expressed and characterized in the main claim.

Le rivendicazioni secondarie espongono varianti all ' idea di soluzione principale . The secondary claims expose variants to the main solution idea.

Scopo del presente trovato è quello di realizzare degli inserti anti-usura per un tubo di formazione spire in macchine spiralatrici che ri sult ino semplici , funzionali e pratici , e che non comportino un elevato aumento di peso, e quindi di inerzia, del tubo rotante, consentendo così di adattarsi alle crescenti velocità di laminazione. The purpose of the present invention is to provide wear-resistant inserts for a coil forming tube in spiraling machines which are simple, functional and practical, and which do not involve a high increase in weight, and therefore in inertia, of the rotating tube. , thus allowing it to adapt to the increasing rolling speeds.

Altro scopo del trovato è consentire un ripristino veloce e quindi con ridotti tempi di interruzione del ciclo e costi molto contenuti. Another object of the invention is to allow a fast recovery and therefore with reduced cycle interruption times and very low costs.

Scopo ulteriore del trovato è quello di rendere agevoli le operazioni di inserimento/estrazione degli inserti anti-usura dal tubo, consentendone l'effettuazione da parte di un unico addetto. A further object of the invention is to facilitate the insertion / extraction operations of the anti-wear inserts from the tube, allowing them to be carried out by a single employee.

Altro scopo ancora è quello di realizzare inserti anti-usura di tipo unico, di geometria semplice e quindi economici da ottenere ed aventi caratteristiche di adattabilità allo sviluppo spiraliforme del tubo. Yet another object is that of realizing anti-wear inserts of a single type, with a simple geometry and therefore cheap to obtain and having characteristics of adaptability to the spiral-shaped development of the tube.

Gli inserti anti-usura secondo il trovato si applicano sostanzialmente ad ogni dispositivo tubolare di guida e trascinamento di un filo metallico; la descrizione che segue è relativa ad un tubo rotante per testa forma spire ma va inteso che l'ambito del trovato non è limitato a questa applicazione. The wear-resistant inserts according to the invention are applied substantially to each tubular device for guiding and drawing a metal wire; the following description relates to a rotating tube for a coil forming head but it should be understood that the scope of the invention is not limited to this application.

Gli inserti anti-usura secondo il trovato sono sostanzialmente costituiti da un corpo anulare realizzato in almeno due parti coassiali e solidali l'una all'altra. The wear-resistant inserts according to the invention substantially consist of an annular body made in at least two parts that are coaxial and integral with each other.

Un primo elemento anulare, od elemento esterno, è realizzato in un metallo che presenta alte caratteristiche di leggerezza e di adattabilità di accoppiamento e presenta un diametro esterno coniugato al diametro interno del tubo formaspire entro il quale devono essere introdotti gli inserti anti-usura. A first annular element, or external element, is made of a metal which has high characteristics of lightness and adaptability of coupling and has an external diameter conjugated to the internal diameter of the spire-forming tube into which the anti-wear inserts must be introduced.

Il metallo con cui è realizzato detto elemento esterno può essere un normale acciaio, oppure acciaio inossidabile, alluminio, titanio o simile. The metal with which said external element is made can be normal steel, or stainless steel, aluminum, titanium or the like.

II secondo elemento anulare, o elemento interno, è realizzato in metallo duro con alte caratteristiche di resistenza all'usura da strisciamento e definisce una cavità interna al cui interno viene introdotto e scorre il filo metallico da spiralare. The second annular element, or internal element, is made of hard metal with high characteristics of resistance to wear from sliding and defines an internal cavity inside which the metal wire to be spiraled is introduced and slides.

Il metallo con cui è realizzato detto elemento interno può essere, ad esempio, carburo di titanio od un "metallo duro" avente caratteristiche assimilabili. The metal with which said internal element is made can be, for example, titanium carbide or a "hard metal" having similar characteristics.

Secondo una variante, esternamente al primo elemento è presente un terzo elemento, coassiale agli altri due, e costituito da un anello dentato i cui denti si accoppiano, con la loro superficie frontale, alla cavità interna del tubo forma spire. According to a variant, outside the first element there is a third element, coaxial with the other two, and consisting of a toothed ring whose teeth couple, with their front surface, to the internal cavity of the spiral-forming tube.

La presenza di detto terzo elemento dentato riduce l 'attrito rispetto alla parete interna del tubo ed agevola le operazioni di infilaggio ed estrazione degli inserti nel tubo stesso. The presence of said third toothed element reduces friction with respect to the inner wall of the tube and facilitates the operations of inserting and extracting the inserts in the tube itself.

Secondo una variante, la cavità interna dell’elemento interno presenta un primo tratto di raccordo, od invito, ed un secondo tratto sostanzialmente cilindrico. According to a variant, the internal cavity of the internal element has a first connecting section, or invitation, and a second substantially cylindrical section.

Secondo un’altra variante, l'elemento esterno presenta almeno un incavo circonf erenziale di alleggerimento . In un'ulteriore variante, l'elemento esterno presenta frontalmente, alle estremità, smussi angolati che, consentendo la rimozione e l 'evacuazione della scaglia accumulatasi nella zona di accoppiamento fra inserto e tubo, ne facilitano l 'estrazione. According to another variant, the external element has at least one circumferential lightening recess. In a further variant, the external element has angled bevels on the front at the ends which, by allowing the removal and evacuation of the scale accumulated in the coupling area between the insert and the tube, facilitate its extraction.

La procedura di estrazione viene vantaggiosamente preceduta da un ciclo di soffiaggio che permette di rimuovere le impurità costituite da scaglie e particelle che possono ostacolare lo scorrimento degli inserti all'interno del tubo. The extraction procedure is advantageously preceded by a blowing cycle which allows to remove the impurities made up of flakes and particles that can hinder the sliding of the inserts inside the tube.

La superficie esterna dell'elemento esterno di detti inserti anti-usura è arcuata o bombata, ciò agevolando sia il processo di produzione che il loro inserimento/disinserimento . The external surface of the external element of said anti-wear inserts is arched or rounded, this facilitating both the production process and their insertion / disconnection.

La ridotta dimensione longitudinale dì detti in-, serti anti-usura conferisce agli stessi estrema' adattabilità allo sviluppo spiraliforme del tubo di formazione. Detta adattabilità viene incrementata dalla conformazione delle facce frontali degli inserti che ne consente la disposizione in continuo contatto anche nei tratti arcuati del tubo. The reduced longitudinal dimension of said wear-resistant inserts gives them extreme adaptability to the spiral-shaped development of the forming tube. Said adaptability is increased by the conformation of the front faces of the inserts which allows them to be arranged in continuous contact even in the arched portions of the tube.

L'inserimento degli inserti anti-usura entro il tubo, e l'estrazione degli stessi, possono essere eseguiti mediante l'ausilio di un elemento a fune flessibile o di un elemento simile od assimilabile. Si ha quindi che gli inserti secondo il trovato concretizzano un elevato effetto antiusura, consentendo l’utilizzo del tubo di formazione per una pluralità di cicli di spiralatura successivi senza che siano alterate le caratteristiche meccaniche, di stabilità e di equilibrio della testa forma spire. Nel contempo, il peso del tubo viene mantenuto a valori limitati scegliendo un materiale leggero per l'elemento esterno degli inserti. The insertion of the anti-wear inserts into the tube, and the extraction of the same, can be carried out with the aid of a flexible cable element or a similar or similar element. Therefore, the inserts according to the invention have a high anti-wear effect, allowing the use of the forming tube for a plurality of successive coiling cycles without altering the mechanical, stability and balance characteristics of the coil-forming head. At the same time, the weight of the tube is kept to limited values by choosing a lightweight material for the outer element of the inserts.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI ILLUSTRATION OF DRAWINGS

Le figure allegate sono fornite . titolo esemplificativo, non limitativo, ed illustrano una soluzione preferenziale del trovato The attached figures are provided. by way of non-limiting example, and illustrate a preferential solution of the invention

Nella tavola abbiamo che: In the table we have that:

- la fig. 1 illustra una vista frontale di un tubo di formazione spire con inserti antiusura sostituibili secondo il trovato; la fig. 2 illustra la sez. "A-A" di fig. 1; - fig. 1 shows a front view of a coil forming tube with replaceable wear-resistant inserts according to the invention; fig. 2 illustrates section "A-A" of fig. 1;

- la fig. 3 illustra una vista frontale di un inserto anti-usura secondo il trovato; - la fig. 4a illustra la sezione B-B di fig. 3; - fig. 3 shows a front view of an anti-wear insert according to the invention; - fig. 4a shows the section B-B of fig. 3;

- la fig. 4b illustra una variante di fig. 4a. - fig. 4b shows a variant of fig. 4a.

DESCRIZIONE DEI DISEGNI DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Il tubo di formazione spire 11 per macchina spiralatrice presenta al suo interno inserti antiusura 10 secondo il trovato aventi una conformazione anulare definente una cavità interna 12. L'inserto antiusura 10 è costituito, nel caso illustrato, da tre elementi fra loro coassiali e solidali. The coil forming tube 11 for a spiraling machine has inside it wear-resistant inserts 10 according to the invention having an annular shape defining an internal cavity 12. The wear-resistant insert 10 is constituted, in the case illustrated, by three elements that are coaxial and integral with each other.

Un primo elemento esterno è costituito da un anello dentato 16 realizzato in metallo leggero e con buone caratteristiche di accoppiamento di forma. La superficie frontale 17a dei denti 17 dell'anello 16 si accoppia alla superficie interna del tubo 11 con ridotto attrito, sì che tutte le operazioni di infilaggio/estrazione degli inserti 10 nel/dal tubo 11 vengono facilitate. Inoltre, l'anello 16 presenta un diametro esterno "D" leggermente inferiore al diametro interno del tubo di formazione 11 per consentire un facile infilaggio . A first external element consists of a toothed ring 16 made of light metal and with good shape coupling characteristics. The front surface 17a of the teeth 17 of the ring 16 is coupled to the internal surface of the tube 11 with reduced friction, so that all the insertion / extraction operations of the inserts 10 into / from the tube 11 are facilitated. Furthermore, the ring 16 has an external diameter "D" slightly lower than the internal diameter of the forming tube 11 to allow easy insertion.

un primo elemento, o bussola esterna, 14 realizzato anch'esso in metallo leggero. Nella variante di fig. a first element, or external bush, 14 also made of light metal. In the variant of fig.

4b detta bussola esterna 14 presenta un alleggerimento circonf erenziale 18 che riduce ulteriormente il peso complessivo dell’inserto 10. 4b said external bush 14 has a circumferential lightening 18 which further reduces the overall weight of the insert 10.

Internamente a detta bussola esterna 14 è presente un secondo elemento, o bussola interna, 15 che definisce assialmente la cavità interna 12 di introduzione e passaggio del filo metallico da spiralare. Inside said external bush 14 there is a second element, or internal bush, 15 which axially defines the internal cavity 12 for introducing and passing the metal wire to be coiled.

Detta bussola interna 15 è realizzata in metallo speciale ad altissima durezza e quindi resistenza all'usura, tale da consentire ripetuti e successivi cicli di avvolgimento senza comportare danneggiamenti e necessità di manutenzioni o sostituzioni. Detta bussola interna 15 definisce un tratto svasato 12a di introduzione del filo metallico seguito da un tratto cilindrico 12b di diametro "d" avente dimensione correlata al diametro del filo metallico. Said internal bush 15 is made of special metal with very high hardness and therefore resistance to wear, such as to allow repeated and subsequent winding cycles without causing damage and the need for maintenance or replacement. Said internal bush 15 defines a flared portion 12a for introducing the metal wire followed by a cylindrical portion 12b of diameter "d" having a dimension related to the diameter of the metal wire.

L'inserto 10 presenta facce frontali bombate con convessità esterna per un migliore adattamento alla geometria del tubo di formazione 11 e definent smussi IOa che favoriscono l'evacuazione di scagli e particelle accumulatesi nei passaggi successiv del filo metallico. La dimensione longitudinale "1" degli inserti anti-usura 10 è compresa tra 20 e 40 mm, essendo vantaggiosamente assunto un valore nominale nell'intorno di 30 mm. The insert 10 has convex front faces with external convexity for better adaptation to the geometry of the forming tube 11 and defining chamfers 10a which favor the evacuation of scales and particles accumulated in the subsequent passages of the metal wire. The longitudinal dimension "1" of the wear-resistant inserts 10 is comprised between 20 and 40 mm, a nominal value of around 30 mm being advantageously assumed.

La sostituzione degli inserti anti-usura 10 viene eseguita (fig. 2) mediante una fune metallica 13 flessibile presentante alle due estremità mezzi di vincolo degli inserti anti-usura 10. The replacement of the wear-resistant inserts 10 is carried out (Fig. 2) by means of a flexible metal cable 13 having, at the two ends, means for constraining the wear-resistant inserts 10.

Nel caso di specie, è illustrato un elemento di vincolo di tipo amovibile costituito da un dado 19 associato ad una filettatura ricavata ad una estremità 13a della fune 13. In the present case, a removable type of constraint element is illustrated consisting of a nut 19 associated with a thread obtained at one end 13a of the cable 13.

L’estrazione degli inserti anti-usura 10 dal tubo di formazione 11 può essere preceduta da un ciclo di soffiaggio per rimuovere la scaglia e le particelle accumulatesi negli interstizi tra tubo ed inserti, detta rimozione essendo facilitata dalla presenza degli smussi frontali IOa. The extraction of the wear-resistant inserts 10 from the forming tube 11 can be preceded by a blowing cycle to remove the scale and particles accumulated in the interstices between the tube and the inserts, said removal being facilitated by the presence of the front bevels 10a.

Claims

CLAIMS 1 - Wear-resistant inserts for guiding and dragging tubes for metal wire, rod or wire rod, particularly for forming tubes (11) for rotating coil forming heads, said inserts having an internal cavity (12) for passing the metal wire and a external surface for coupling with the internal surface of the forming tube (11), characterized by the fact that they consist of an annular body made of at least two coaxial and integral elements, a first external annular element (14) being made of metal with high characteristics of lightness and adaptability of coupling and a second internal annular element (15) being made of hard metal with high resistance to wear from sliding, said second internal annular element (15) defining the transit cavity (12) of the metal wire. 2 - Wear-resistant inserts as in claim 1, characterized in that they have a third annular element (16) coaxial to said first (14) and second (15) elements, said third element (16) being external to the first element (14 ) and being constituted by a toothed ring with a diameter ("D") substantially conjugated to the internal diameter of the tube (11). 3 - Wear-resistant inserts as claimed in Claim 1 2, characterized in that the second internal annular element (15) is made of titanium carbide or "hard metal". 4 - Wear-resistant inserts as in one or the other of the preceding claims, characterized in that the second internal annular element (15) has a cavity (12) defining a first flared section (12a) and a second section substantially cylindrical (12b) conjugated to the diameter of the metal wire guided inside the tube (11). 5 - Wear-resistant inserts as claimed in one or the other of the preceding claims, characterized in that the first external annular element (14) has a lightening recess (18) circumferentially. 6 - Wear-resistant inserts as in one or the other of the preceding claims, characterized by the fact that the first external annular element (14) has angled bevels (10a) frontally at the ends for evacuation of scales and particles. 7 - Wear-resistant inserts as in Claim 2, characterized in that the third external annular element (16) has angled chamfers (10a) at the front for evacuating flakes and particles. 8 - Wear-resistant inserts as claimed in one or the other of the preceding claims, characterized in that they have a longitudinal dimension ("1") of between 20 and 40 mm. 9 - Anti-wear inserts as in one or the other of the preceding claims, characterized by the fact that they adopt the contents of the description and the drawings.