MX2011001247A - Metodo de perfilacion de un tubo de longitud dada. - Google Patents

Abstract

Método de perfilación de un tubo (2) de longitud dada (L), mediante el cual, después de insertar el tubo (2) entre por lo menos un par (4) de rodillos (5) que tienen ejes de rotación paralelos y complanares respectivos (6) en sentido transversal al tubo (2), los rodillos (5) se mueven sobre el tubo (2) y se presionan gradualmente contra el tubo (2), el cual, al mismo tiempo, se mueve axialmente hacia delante y hacia atrás.

Description

MÉTODO DE PERFILACION DE UN TUBO DE LONGITUD DADA CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con un método de perfilación de un tubo de longitud dada, en particular un tubo de metal obtenido cortando un tubo de longitud indefinida transversalmente al final de un proceso de producción continua.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Para perfilar tubos de metal de longitud y sección transversal dadas, se utilizan varios métodos para convertir la sección transversal original del tubo a una sección transversal diferente, por ejemplo, circular, cuadrada, rectangular, con lóbulos, en forma de estrella, etc.

Uno de los métodos más comunes es alimentar el tubo a través de varias matrices formadoras alineadas en una dirección de desplazamiento determinada del tubo y cada una comprende varios rodillos dispuestos para definir un pasaje para el tubo.

Las secciones transversales de los pasajes sucesivos difieren entre si, y cada vez se aproximan, en la dirección de desplazamiento del tubo, a la sección transversal final del tubo, de tal manera que el tubo, al avanzar en la dirección de desplazamiento, se deforma gradualmente de su sección transversal original a la final deseada.

El método anterior produce perfiles de una calidad muy buena, pero tiene varias desventajas que dañan seriamente la salida.

Una primera de éstas recae en una deformación anómala de la porción del extremo delantero del tubo cuando el tubo se inserta entre los rodillos de las matrices. Como resultado, la porción terminal debe removerse al final del proceso de perfilación, resultando por lo tanto en un costo adicional en términos tanto de equipo como de desechos.

Otra desventaja del método anterior se deriva del hecho que las matrices formadoras normalmente se diseñan para un tamaño de tubo dado y una sección transversal final dada, de tal manera que, para cada tamaño de inicio diferente del tubo y/o cada sección transversal final diferente, todas o algunas de las matrices deben cambiarse, incurriendo por lo tanto en costos adicionales en términos de paros de producción y el alto costo del equipo requerido.

Para eliminar esta última desventaja, que obviamente empeora al hacerse más grande el tubo, se ha propuesto un método diferente mediante el cual todas las matrices, o por lo menos todas aquellas interpuestas entre una matriz tosca inicial y una matriz de acabado final, son reemplazadas por varios pares de rodillos opuestos movibles uno con respecto del otro y dentro de un intervalo dado, en una dirección radial con respecto al eje del tubo.

Aunque es más flexible, al ser bastante adaptable al tamaño y a la forma de los tubos, esta solución falla en solucionar la primera de las desventajas descritas arriba, en relación con la deformación anómala del extremo delantero del tubo.

Una solución a este problema se propone en WO-A-2008/022626, que enseña la alimentación de un tubo entre un par de rodillos espaciados, los cuales después se cierran sobre una porción intermedia del tubo y se fijan a una distancia uno del otro menor que el diámetro externo del tubo, el cual se calienta con el fin de permitir la penetración radial de los rodillos. El. tubo después se desplaza con un movimiento alternativo entre los rodillos para obtener la deformación de la porción intermedia antes mencionada del tubo. La forma final del tubo se obtiene ajustando la separación entre los rodillos de manera gradual.

La solución anterior conlleva varias desventajas principalmente porque la carga radial aplicada por los rodillos al tubo en cualquier ajuste gradual de la separación es una carga radial estática, la cual involucrarla la ovalación del tubo si el tubo no es calentado. Además, las fuerzas axiales necesarias para comenzar a mover el tubo axialmente son tan altas que siempre se compromete la estabilidad transversal de los rodillos.

DESCRIPCION DE LA INVENCION Un objeto de la presente invención es proporcionar un método de perfilación de un tubo de longitud dada, el cual es barato y fácil de implementar, y al mismo tiempo, prevé la eliminación de las ventajas antes mencionadas.

De conformidad con la presente invención, se proporciona un método de perfilación de un tubo de longitud dada, ' como se reivindica en las reivindicaciones.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Se describirán a manera de ejemplo varias .odalidades no limitantes de la presente invención con eferencia a los dibujos adjuntos, en los cuales: La figura 1 muestra una vista esquemática en erspectiva de la operación de una modalidad preferida de una unidad para perfilar un tubo de longitud dada e implementar el método de conformidad con la presente invención; las figuras 2 a 6 muestran vistas esquemáticas en perspectiva de la operación de variaciones respectivas de la unidad de la figura 1; la figura 7 muestra una sección transversal a escala mayor de la unidad de la figura 6; las figuras 8 y 9 son similares a la figura 7 y muestran secciones transversales de variaciones respectivas de la figura 1.

MODALIDADES PREFERIDAS DE LA INVENCIÓN El número 1 en la figura 1 indica como un todo una unidad para perfilar un tubo 2 de longitud dada L.

A manera de ejemplo, el tubo 2 en la figura 1 tiene una sección transversal circular original coaxial con un eje longitudinal 3 y que se convertirá por medio del método de perfilación a una sección transversal sustancialmente cuadrada .

La unidad 1 comprende varios pares 4 de rodillos opuestos 5 espaciados igualmente a lo largo del eje 3 y sobre una porción del tubo 2 más corta en longitud que la longitud L.

Los rodillos 5 en cada par 4 son idénticos, se localizan sobre lados opuestos del eje 3, giran en torno de ejes coplanares paralelos 6 respectivos en sentido transversal con respecto al eje 3, cada uno tiene una superficie de trabajo cilindrica, y cada uno es de una longitud por lo menos igual al lado de la sección transversal cuadrada final deseada.

Los pares 4 de rodillos 5 están dispuestos en posiciones alternadas descentrados angularmente en 90 grados en torno del eje 3. Es decir, las superficies de trabajo de los rodillos 5 en cada par 4 se orientan hacia porciones respectivas del tubo 2 en 90 grados a las porciones orientadas hacia las superficies de trabajo de cada uno de los pares adyacentes 4.

Los rodillos 5 en cada par 4 están montados en forma ajustable a soportes respectivos (no se muestran) de tal manera que se mueven gradualmente, uno con respecto del otro y radialmente con respecto al eje 3, entre una posición abierta, en la cual las superficies de trabajo respectivas están espaciadas por una distancia d, medida a lo largo de la distancia central, igual a o mayor que el diámetro inicial del tubo 2, y una posición cerrada, en la cual la distancia d entre las respectivas superficies de trabajo de los rodillos 5 es igual a la longitud del lado de la sección transversal cuadrada deseada.

Los rodillos 5 se mueven radialmente accionando dispositivos (no se muestran) controlados por una unidad de control central electrónica (no se muestra) , y misma que puede estar definida, por ejemplo, por medio de gatos conocidos, cilindros hidráulicos conocidos, u otros sistemas de accionamiento similares de diseño y operación conocidos y por lo tanto no se describirán detalladamente .

Los rodillos 5 en los pares 4 son movidos por medio de motores eléctricos o hidráulicos (no se muestran) para girar en ambas direcciones en torno de los respectivos ejes 6. En una variación, algunos rodillos 5 están motorizados, y algunos son locos.

En el uso real, al principio del proceso de perfilación, los rodillos 5 en cada par 4 se disponen en la posición abierta para definir, como un todo, un canal pasante más ancho que la sección transversal circular original del tubo 2.

El tubo 2 se coloca entonces entre los rodillos 5, con los ejes 3 del tubo sustancialmente en sentido transversal a los ejes 6, y con la pared lateral cilindrica 8 del tubo sustancialmente equidistante de las superficies de trabajo de los rodillos 5.

Una vez que el tubo 2 está colocado, los rodillos 5 en cada par 4 se mueven, radialmente con respecto a los ejes 3, hasta el tubo 2 y giran en direcciones opuestas alrededor de los respectivos ejes 6- Cuando llegan a la pared lateral 8, los rodillos 5 comienzan a comprimir y deformar la pared lateral 8 y, al mismo tiempo, empujan el tubo 2 axialmente en la misma dirección que la dirección de rotación de los rodillos 5 en el punto de tangente. Cuando el extremo posterior del tubo 2, en la dirección de desplazamiento del tubo 2, llega al par posterior 4, la rotación de los rodillos 5 se invierte de tal manera que el tubo 2 se mueve axialmente en la dirección opuesta .

Cuando el tubo 2 se mueve hacia atrás y hacia delante como se describe arriba, los rodillos 5 en todos los pares 4 se presionan gradualmente de manera simultánea contra la pared lateral 8, de tal manera que la acción combinada de la presión de los rodillos 5 y el movimiento axial ' del tubo produce una deformación gradual y uniforme de la pared lateral 8.

La perfilación termina cuando los rodillos 5 alcanzan la posición cerrada, en la cual la sección transversal del pasaje definido por los pares 4 como un todo coincide con la sección transversal final deseada del tubo 2 y la totalidad del tubo 2 está igualmente deformada .

En este punto, el tubo 2 puede removerse de los rodillos 5, los cuales de restablecen entonces a la posición abierta para recibir el siguiente tubo 2. Alternativamente, los rodillos 5 pueden restablecerse a la posición abierta antes de que sea removido el tubo 2, en este caso manualmente.

En relación con lo anterior, cabe mencionar que la posición inicial del tubo 2 de ninguna manera es obligatoria, y el tubo 2 no necesita colocarse con su porción central en los pares 4, como en el ejemplo descrito. Por ejemplo, si el tubo 2 se coloca inicialmente con una porción terminal orientada hacia los pares 4, el primer movimiento axial del tubo 2 simplemente necesita modificarse de tal manera que la deformación por medio de los rodillos 5 se "distribuye" a lo largo de toda la longitud del tubo 2.

En relación con esto, cabe mencionar que, a diferencia de los métodos de perfilacion convencionales, el método descrito también tiene la ventaja de permitir la perfilacion de una porción del tubo 2 de cualquier longitud, igual o menor que la longitud L, o de dos o más porciones no contiguas del tubo 2, mediante la programación de la unidad de control central (no se muestra) para controlar apropiadamente la rotación de los rodillos 5 y el movimiento de apertura y cierre radial de los pares 4. En cuyo caso, los rodillos 5 deben restaurarse a la posición abierta antes de que el tubo 2 sea removido de los rodillos 5 al final del proceso de perfilacion.

Cabe mencionar que el método descrito arriba en relación con la unidad 1 en la figura 1 aplica independientemente del número y disposición de los ¦ rodillos 5.

Por ejemplo, en la variación de la figura 2, la unidad 1 comprende, además de los pares 4 como en la figura 1, dos matrices de formación 7 localizadas en extremos respectivos de los pares 4 y cada una comprende cuatro rodillos coplanares idénticos 5 dispuestos en dos pares opuestos para formar un pasaje A coaxial con los ejes 3.

En las variaciones de las figuras 3 y 4, la unidad 1 comprende varias matrices 7 alineadas a lo largo del eje 3, y una matriz 7, respectivamente.

Para una máxima versatilidad de la unidad 1, las matrices 7 se denominan preferentemente matrices de "todo propósito", es decir en las cuales los rodillos 5 pueden adoptar varias posiciones cerradas, cada una correspondiendo a un tamaño dado de la sección transversal final deseada. Como en el caso de los pares 4, los rodillos 5 de cada matriz 7 están montados a un soporte (no se muestra) y son radialmente ajustables con respecto al eje 3.

En la variación de la figura 5, la unidad 1 comprende un par 4 de rodillos 5. Esta solución tiene la ventaja principal de ser simple, compacta, y barata, pero para trabajar toda la superficie externa del tubo 2, se necesita perfilar en etapas, y hacer girar el tubo 2 en torno del eje 3 entre una etapa y la siguiente para colocar selectivamente porciones contiguas de la pared lateral 8 orientada hacia las superficies de trabajo de los rodillos 5.

Debe enfatizarse también que el método descrito en relación con la unidad 1 en la figura 1 también aplica independientemente de la forma de los rodillos 5 y/o las matrices 7, es decir independientemente de la forma de la sección transversal final deseada.

Por ejemplo, como se muestra en las figuras 7 y 9, las secciones transversales lobuladas finales de varios tipos se pueden obtener usando rodillos apropiadamente conformados 5 y apropiadamente descentrados en torno del eje 3.

Finalmente, la figura 6 muestra una variación del método descrito arriba, mediante la cual se obtiene un tubo 2 con una sección transversal lobulada 52-693 helicoidal la cual no es posible obtener al usar métodos convencionales conocidos .

En este caso, los rodillos 5 tienen ejes respectivos 6 que se inclinan con respecto al eje 3 del tubo 2, de tal manera que el tubo 2 gira hacia atrás y hacia delante simultáneamente y a tiempo con su movimiento axial hacia atrás y hacia delante.

Al respecto, es importante apreciar que, en una variación, los rodillos 5 pueden ser todos locos, y el tubo 2 puede moverse axialmente y girar hacia atrás y hacia delante por medio de uno o más dispositivos de accionamiento externo (no se muestran) controlados por la unidad de control dental de procesamiento (no se muestra) . 52-699

Claims (11)

REIVINDICACIONES :

1. Un método de perfilación de un tubo (2) que tiene una longitud dada (L) , un eje longitudinal (3), y una pared lateral (8) sustancialmente coaxial con el eje longitudinal (3); el método comprende las etapas de : disponer por lo menos un par (4) de rodillos opuestos (5), que tienen ejes de rotación respectivos (6), para definir un pasaje (A) para recibir holgadamente el tubo (2); insertar el tubo (2) dentro del pasaje (A), con el eje longitudinal (3) del tubo sustancialmente en sección transversal a dichos ejes de rotación (6); mover los rodillos (5) radialmente con respecto al eje longitudinal (3) para contactar con la pared lateral (8), y después presionar los rodillos (5) gradualmente contra la pared lateral (8); y mover el tubo (2) axialmente hacia atrás y hacia delante; el método se caracteriza porque el movimiento radial de los rodillos (5) y el movimiento axial hacia atrás y hacia delante del tubo (2) se imparte simultáneamente .

2. Un método según la reivindicación 1, en donde comprende la etapa adicional de hacer girar el 52-699 tubo (2) hacia atrás y hacia delante en torno de su eje longitudinal (3); el movimiento giratorio y el movimiento axial se combinan para producir un movimiento helicoidal .

3. Un método según la reivindicación 2, en donde el movimiento giratorio se imparte simultáneamente y a tiempo con el movimiento axial hacia atrás y hacia delante .

4. Un método según una de las reivindicaciones anteriores, en donde se proveen varios de pares (4) de rodillos (5), y están descentrados uno con respecto del otro por un ángulo dado en torno del eje longitudinal (3) del tubo (2); siendo impartido el mismo movimiento radial a los rodillos (5) en todos los pares ( 4 ) .

5. Un método según la reivindicación 4, en donde por lo menos dos pares (4) de rodillos (5) se disponen para definir un matriz de formación (7) .

6. Un método según una de las reivindicaciones anteriores, en donde los rodillos (5) están motorizados; moviéndose el tubo (2) axialmente por medio de los rodillos (5), y moviéndose axialmente hacia atrás y hacia delante invirtiendo la rotación de los rodillos ( 5 ) .

7. Un método según una de las 52-699 reivindicaciones anteriores, en donde comprende la etapa adicional de retirar los rodillos (5) radialmente del tubo (2) para reformar dicho pasaje (A), y remover por lo menos parcialmente el tubo perfilado (2) del pasaje (A) .

8. Un método según una de las reivindicaciones anteriores, en donde el movimiento axial hacia atrás y hacia delante es más corto en longitud que la longitud (L) de tubo (2), e incluye una porción dada del tubo (2).

9. Un método según la reivindicación 8, en donde la porción dada es una porción central.

10. Un método según la reivindicación 8 ó 9, en donde la porción dada comprende por lo menos dos porciones secundarias separadas en serie.

11. Un método según una de las reivindicaciones anteriores, en donde el movimiento radial de los rodillos (5) y el movimiento axial del tubo (2) se controlan electrónicamente. 52-699