MANDRIL PARA DEVANADOR
CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un mandril para devanador para devanar laminas en especial bandas laminadas en caliente, con un cuerpo de mandril formado preferentemente de forma cilindrica hueca, una barra de expansión que puede moverse radialmente en relación al cuerpo del mandril, en donde entre la barra de expansión y los segmentos están provistas una pluralidad de bridas colocadas de forma articulada en la barra de expansión y en los segmentos.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Los mandriles de devanado de ese tipo se utilizan en especial para devanar en una bobina en especial bandas metálicas después de su producción y pulido. Por el documento EP 0 413 985 Bl se conoce un devanador para bandas para enrollar y desenrollar de forma recta bandas metálicas en un carrete o desde un carrete, en especial para enrollar una banda rolada en caliente, con un mandril de devanado impulsado, colocado de forma que puede girar y que esencialmente consiste de un cuerpo de mandril; segmentos y barra de expansión, en donde los segmentos pueden expandirse en la dirección radial con una impulsión
que se mueve con el mandril de devanador, por debajo de la conexión intermedia de la barra de expansión que se mueve axialmente en el cuerpo de mandril y con acoplamiento que se con la barra de expansión. Aquí el acoplamiento está colocado con una holgura correspondiente a la expansión del mandril devanador entre una posición de expansión de emergencia y el alojamiento de impulsión hidráulica, el dispositivo de expansión de emergencia y el alojamiento de la impulsión hidráulica son inmóviles en dirección axial con respecto al cuerpo de mandril y en donde el movimiento del acoplamiento para reducir el diámetro del mandril está limitado por el dispositivo de expansión de emergencia y el dispositivo de expansión de emergencia permite una movilidad axial de las barras de expansión conectadas al acoplamiento alrededor de un trayectoria determinado. Un devanador para bandas de ese tipo cumple satisfactoriamente la tarea que se le ha asignado de enrollar bandas calientes . El documento DE 103 47 262 B3 presenta un sistema de distribución de grasa para un mandrila de devanador, de acuerdo con el cual, los distribuidores de grasa están colocados en un' anillo distribuidor de grasa, que frontalmente esta unido con el eje del mandril y está provisto con canales, que están unidos con perforaciones axiales provistas en el eje del mandrila, que directamente
y/o a través de perforaciones transversales conducen a puntos de lubricación. El devanador provisto con un mandril estándar descrito en ese documento consiste además de un cuerpo de mandril y una barra de expansión con bridas para sujetar los segmentos. En el cuerpo de mandril se atornilla el eje en el lado frontal, en donde se encuentra provisto con un rodamiento con alojamiento. Esta unidad es entonces sostenido por un soporte giratorio. El soporte giratorio (también designado como soporte para mandril) en dos lado rodea al alojamiento del rodamiento y lo sostiene durante el proceso de enrollado. Al descargar el carrete se separa el soporte para mandril del alojamiento del rodamiento y con esto deja el espacio libre para descargar el carrete. Para poder montar la barra de expansión co las bridas y las placas a presión en los segmentos dentro del cuerpo de mandril, el cuerpo de mandril está abierto por la parte frontal. Por medio de esta construcción pueden montarse fácilmente la barra de expansión, las bridas y las placas a presión. La rigidez de esta construcción es insuficiente para una carga habitual. Debido a la creciente tendencia de laminar siempre aceros de mayor rigidez y después enrollarlos, aumentan masivamente las exigencias para el mandril de devanado de una banda caliente larga. Frente al mandril de devanado
estándar puede la carga fácilmente aumentar al doble y al triple . Un ejemplo de esos aceros de alta resistencia corresponden a la clasificación de calidad de materias primas de acuerdo con la norma americana API grado B y a la clasificación de calidad X42 y X80. Actualmente se encuentran en desarrollo los grados X100 y X120 y están empezando a hacer usados. . Estos materiales representan un desarrollo completamente diferente. Deben de cumplir las condiciones de mayor rigidez, mayor resistencia a la corrosión y aumento de la resistencia al colapso (para su uso en el mar) .
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
Por lo tanto la tarea de la presente invención consiste en elevar la rigidez de un mandril de devanado del tipo antes mencionado y asi producir un mandril de devanado para enrollar aceros duros y muy duros . Esta tarea se resuelve porque cuando menos una pluralidad de bridas del mandril de devanado en su posición montana se introducen a través de ranuras en el cuerpo del mandril, que se proveen en el cuerpo de mandril de tal forma que uno de sus extremos
axiales está libre de ranuras. Preferentemente se introducen todas las bridas a través de las ranuras en el cuerpo, de tal forma que están en sus extremos axiales están libres de ranuras . Por medio a conformación del cuerpo de mandril que de acuerdo con la invención se encuentra cerrada y libre de ranuras, como se observa en particular, se obtiene una construcción esencialmente más rígida del mandril. Cuando menos una parte de las ranuras pueden estar conformadas en- el cuerpo de mandril como perforaciones rectangulares en el cuerpo de mandril. El cuerpo de mandril tiene cuando menos un contorno externo esencialmente cilindrico. Cuando menos un extremo axial del cuerpo de mandril, preferentemente ambos extremos axiales del cuerpo de mandril, presenta preferentemente una extensión axial libre de ranuras. De hecho ha demostrado ser conveniente, cuando esa extensión axial asciende cuando menos al 10%, preferentemente cuando menos al 15% de, diámetro externo del cuerpo de mandril. Preferentemente se proveen cuatro ranuras distribuidas uniformemente alrededor de la periferia del cuerpo de mandril, para permitir el paso de las
bridas . El concepto inventivo ventajoso puede utilizarse especialmente bien cuando se cumplen condiciones especiales para el montaje del mandril de devanado. De acuerdo con esto es ventajoso que cuando menos una brida esté colocada de forma pivotable en un punto articulado en la barra de expansión, en donde el eje del punto de articulación está colocado transversal a la dirección axial de la barra de expansión y en donde el extremo de la brida está formada una cavidad en la periferia exterior de la barra de expansión. La cavidad preferentemente está colocada en un extremo axial de la barra de expansión. Además se obtiene una posibilidad de montaje especialmente sencillo cuando además se provee que la cavidad en corte radial está formada de tal manera que la tangente en uno de sus extremos axiales se extiende en dirección axial de la barra de expans ión . De acuerdo con la invención se construye el cuerpo de mandril con un extremo delantero cerrado, por medio de modificaciones constructivas adecuadas en la barra de expansión, las bridas, el cuerpo de mandril asi como por medio de modificaciones de la secuencia de montaje del cuerpo de mandril, para
hacer posible una mayor capacidad de carga. Con esto se obtienen las siguientes ventaj as : El cuerpo de mandril se vuelve en general más rígido; ya no hay ningún perfil abierto. La fijación de las extensiones del mandril se mejora, ya que se hace posible un diámetro semicircular mayor de los tornillos de montaje y también más tornillos de montaje. Se pude obtener una mejora en el centrado de la extensión del mandril, esto es: a) Se cierra la superficie de centrado. b) Se agranda el diámetro de centrado. c) Por medio de los puntos superiores la superficie se vuelve más grande y la construcción más rígida. Con esto puede reducirse la carga. Las superficies frontales del cuerpo de mandril y de la extensión del mandril son más rígidos (mejora en el cuerpo del mandril de aproximadamente 80% y en la extensión del mandril de aproximadamente 5%) . Con esto se mejora la efectividad de los tornillos de montaje. Las placas de desgaste de los segmentos de mandril se apoyan ahora en el cuerpo de mandril cerrado y ya no en la extensión del mandril. Con esto
se descargan los tornillos de montaje. En general se obtiene una disposición esencialmente más estable del devanador, que es adecuado para devanar bandas rígidas y muy rígidas .
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
En los dibujos se presentan ejemplos de realización de acuerdo con el estado de la técnica y de acuerdo con la invención. En los cuales: La figura 1 muestra un corte radial a través de una parte de un mandril de devanador de acuerdo con el estado de la técnica; La figura 2 muestra un extremo axial del cuerpo de mandril de devanado de acuerdo con la figura 1; La figura 3 muestra la vista B del mandril de devanado de acuerdo con la figura 2; La figura 4 muestra una representación análoga del cuerpo de mandril de acuerdo con la invención ; La figura 5 muestra una vista C del mandril de devanador de acuerdo con la figura 4; La figura 6 muestra un corte extremo axial del cuerpo de mandril, la barra de expansión y un
segmento de un mandril de devanador en corte radial de acuerdo con el estado de la técnica, y La figura 7 muestra una representación análoga a la figura 6 de un mandril de devanador de acuerdo con la invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En las figuras 1 a 3 se ilustra una solución previamente conocida. El mandril de devanador 1 presenta un cuerpo de mandril 2 de forma esencialmente cilindrica hueca, en el cual está colocada una barra de expansión 3 que puede desplazarse en dirección axial A en relación al cuerpo de mandril 2. Los diferentes segmentos 4 se encuentran colocados de forma desplazable en dirección radial, esto es pueden expandirse, alrededor del cuerpo de mandril 2. Con el desplazamiento axial de la barra de expansión 3 en relación al cuerpo de mandril 2 las superficies de impulso en forma de cuña no representadas en la barra de expansión, de tal forma que los segmentos 4 son empujados radialmente hacia fuera. Sobre los detalles se hace referencia al documento EP 0 413 985 bl, en la cual se describen detalladamente las modalidades conocidas. La retracción radial de los segmentos
durante el movimiento axial de la barra de expansión 3 en una dirección contrario lo aseguran las bridas 4, que están colocadas de forma articulada en la barra de expansión 3 y en los segmentos 4. También esto se ilustra y se describe detalladamente en el mencionado documento EP 0 413 985 Bl . En la parte frontal del cuerpo de mandril 2 se encuentra atornillado un eje 14, en el cual se coloca el rodamiento con el alojamiento. En la figura 1 se muestra el eje 14 (también designado como extensión de mandril) en el cuerpo de mandril 2. La recepción del rodamiento se designa con 16. El eje hace contrato por el lado frontal con los segmentos 4 a través de las placas de presión 17. La unidad completa es apoyada entonces por un soporte pivotable.. El soporte pivotable (también llamado soporte para mandril) rodea desde dos1 lados al rodamiento con su alojamiento (no representados) y los sostiene durante el proceso de enrollado. Al descargar el carrete enrollado se desplaza el soporte del mandril del rodamiento y su alojamiento y libera asi el espacio para descargar el carrete. Como se muestra en las figuras 2 y 3, el cuerpo de mandril 2 está abierto por enfrente esto es del lado frontal para poder montar la barra de
expansión 3 con sus bridas fijas 5 en el cuerpo de mandril 2. El montaje sencillo también se asegura por medio de las ranuras 5, que están formadas en los extremos axiales 7 del cuerpo de mandril 2. Desventajosamente con esto se obtiene un debilitamiento relativamente importante del extremo axial del cuerpo de mandril 2, de tal forma que el mandril devanador tiene una rigidez limitada. El devanado de bandas de materiales muy rígidos solo es posible con ese mandril de devanador de forma muy limitada . Para evitar estas desventajas la invención presenta la solución que se muestra en las figuras 4 y 5. El extremo axial 7 del cuerpo de mandril 2 aquí está libre de ranuras 5. Estas están provistas solo después de una extensión axial x, medida en la dirección axial A y se proveen como perforaciones a través de las paredes cilindricas huecas del cuerpo de mandril 2. Esta extensión axial x representa cuando menos 10% del diámetro exterior D del cuerpo de mandril 2. Aquí como se observa en la figura 4, las ranuras 6, presentan un contorno esencialmente rectangular . Para hacer posible un montaje sencillo del mandril de devanador, se provee la siguiente
configuración : En el estado de la técnica (ver figura 6) el extremo 10 de las bridas 4 en un punto articulado 8 con el eje 9 de la articulación están colocadas en una cavidad 11. La cavidad 11 tiene en sección radial un contorno en forma de tina. Las bridas 5 durante el montaje se extienden hacia arriba, de tal forma que la barra de expansión 3 con sus bridas fijas 5 puede ser empujado al cuerpo de mandril 2. La configuración abierta . del lado frontal del cuerpo de mandril 2 hace posible esto. Contrariamente a esto, tal montaje no es posible con la solución de acuerdo con la invención, ya que el cuerpo de mandril 2 está cerrado por la parte frontal. Por lo tanto la cavidad 11 para el punto de articulación 8 de la brida 5, como se observa en la figura 7, está realizada de tal forma que está dispuesta en un extremo axial 12 de 1 abarra de expansión 3. Además se provee que la cavidad 11 tenga una sección radial tal que la tangente T en su extremo axial 12, se extienda en la dirección axial A de la barra de expansión 3. Con esto es posible durante el montaje posicionar las bridas 5 provistas en la barra de expansión 3 de la forma que se muestra en la figura 7 con el número de referencia 5'-. En
esta posición la barra de expansión 3 conjuntamente con las bridas 5 puede introducirse en el cuerpo de mandri 1 2. El efecto de la brida 5 se determina por medio de las distancias a (ver figura 5) o b (ver figura 7. La determinación de la distancia b se realiza técnicamente de tal forma que durante el montaje no se presentan problemas de colisión con otros componentes durante el montaje y las bridas 5 después de introducir la barra de expansión 3 en el cuerpo de mandril 2 puede plegarse de la posición 5' a la posición que está designada con 5. Los componentes vecinos (en especial la forma y el tamaño de las ranuras 6) eventualmente se disponen correspondientemente. La ventaja de la disposición propuesta es que la barra de expansión 3 puede montarse fácilmente conjuntamente con las bridas 5 fijas en ella. El mandril de devanado 1 propuesto es adecuado principalmente para enrollar materiales rígidos y muy rígidos . Lista de referencia: 1 Mandril de devanador 2 Cuerpo de mandril 3 Barra de expansión
4 Segmento 5 Brida 5' Brida en la posición de montaje 6 Ranura 7 Extremo axial del cuerpo de mandril
8 Punto articulado 9 Eje del punto articulado 10 Extremo de la brida 11 Ranura 12 Extremo axial de la barra de expansión
13 Extremo axial de la cavidad 14 Eje (extensión del mandril) 15 Superficie de atornillado 16 Receptor para un rodamiento 17 Placa de presión A Dirección axial x Extensión axial D Diámetro exterior del cuerpo de mandril T Tangente a Distancia b Distancia