ES2266927T3 - Cilindro de ajuste para cajas de laminacion para el laminado de acero o metal no ferrico. - Google Patents
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Abstract
Cilindro de ajuste para cajas de laminación para el laminado de acero o metal no férrico - con una carcasa de cilindro (2) que rodea un espacio de cilindro (3) - con un émbolo de ajuste (6) en unión activa con una parte móvil de la caja de laminación que por su cara frontal asignada al espacio de cilindro (3) presenta una superficie de contacto (12), caracterizado por - un contraémbolo (7) axialmente móvil en el espacio de cilindro (3) que por su cara frontal asignada a la superficie de contacto (12) del émbolo de ajuste (6) posee una primera superficie de contacto (13) y que por su cara opuesta a la superficie de presión (12) del émbolo de ajuste (6) posee una segunda superficie de contacto, - estando definido en una primera posición del émbolo de ajuste y del contraémbolo (6, 7) un primer espacio (18) entre el émbolo de ajuste (6) y el contraémbolo (7) y estando limitado en una segunda posición, al menos, un segundo espacio (20) entre una pared (2a) de la carcasa de cilindro (2) y la segunda superficie de contacto (19) del contraémbolo (7), - estando asignado a cada espacio (18, 20) una tubería de alimentación de presión (14, 15) para líquido de aparatos hidráulicos, por medio de la cual es posible someter a presión los espacios respectivamente por separado y - generando una aplicación de presión en el primer espacio (18) con un líquido para aparatos hidráulicos una fuerza mayor que una aplicación de presión en el segundo espacio (19).
Description
Cilindro de ajuste para cajas de laminación para
el laminado de acero o metal no férrico.
La invención se refiere a un cilindro de ajuste
para cajas de laminación para el laminado de acero o metal no
férrico. Los cilindros de ajuste de este tipo se utilizan en cajas
de laminación de fleje para la regulación de la fuerza de
laminación y de la distancia de los cilindros de trabajo. En este
caso, los cilindros de ajuste funcionan normalmente en piezas
montadas que a menudo actúan en los cilindros de trabajo a través de
varios cilindros de apoyo.
Por la memoria de patente europea EP 0 450 294
B1, por ejemplo, se conoce un dispositivo del tipo antes indicado.
En el dispositivo conocido, las variaciones porcentuales en la
fuerza de laminación durante la regulación de la fuerza de
laminación deben mantenerse reducidas por toda la zona de fuerza de
laminado. Con tal finalidad está previsto un cilindro de ajuste que
presenta varias superficies de émbolo y un émbolo de caperuza guiado
en un collarín de cilindro. El fondo del émbolo de caperuza forma
una superficie de émbolo central, mientras que el borde periférico
de la caperuza representa una superficie de émbolo marginal.
Dado que en el cilindro de ajuste conocido, la
superficie de émbolo central y la superficie de émbolo marginal se
pueden someter de forma individual o por separado e
independientemente una de otra a un medio de presión, son posibles
varias modalidades de servicio con distintos efectos de la fuerza
según la aplicación de la carga a las superficies de émbolo con
medio de presión. Por consiguiente, en caso de aplicar la presión a
la superficie de émbolo marginal o a la superficie de émbolo
central, se genera respectivamente una fuerza reducida, mientras que
en caso de una solicitación simultánea de ambas superficies se
genera una fuerza elevada.
Con el dispositivo conocido, la caja de
laminación se puede utilizar tanto para el laminado con fuerzas de
conformación elevadas y una gran reducción del grosor, como también
para la laminación con grados de deformación reducidos como los que
se producen en los cilindros acabadores. Sin embargo, en la práctica
se ha demostrado que el dispositivo conocido sólo puede seguir con
dificultad los cambios de carga rápidos, presentando, por
consiguiente, una acción de regulación defectuosa.
La invención se basa en el objetivo de realizar
de un modo sencillo un cilindro de ajuste para cajas de laminación
para el laminado de acero y metal no férrico, que en la práctica
pueda seguir con mayor rapidez los cambios de carga con una alta
precisión de regulación, especialmente en el campo de fuerzas de
laminación reducidas.
Según la invención, este objetivo se cumple
gracias a un cilindro de ajuste para cajas de laminación para el
laminado de acero o metal no férrico que está dotado de una carcasa
de cilindro que rodea un espacio de cilindro, de un émbolo de
ajuste en unión activa con una parte móvil de la caja de laminación
que por su cara frontal asignada al espacio de cilindro, presenta
una superficie de contacto, y de un contraémbolo que se puede mover
axialmente en el espacio de cilindro y que por su cara frontal
asignada a la superficie de contacto del émbolo de ajuste posee una
primera superficie de contacto y por su cara opuesta a la superficie
de contacto del émbolo de ajuste, una segunda superficie de
contacto, estando definido un primer espacio en una primera
posición entre el émbolo de ajuste y el contraémbolo y estando
limitado en una segunda posición del émbolo de ajuste y el
contraémbolo, al menos, un segundo espacio entre una pared de la
carcasa de cilindro y la segunda superficie de contacto del
contraémbolo, estando asignado a cada espacio respectivamente una
tubería de alimentación de presión para líquido de aparatos
hidráulicos a través de la cual los espacios se pueden someter a una
presión por separado y generando una aplicación de presión en el
primer espacio con un líquido para aparatos hidráulicos, una fuerza
mayor que una aplicación de presión en el segundo espacio.
Según una configuración especialmente ajustada a
la práctica de la invención, el contraémbolo se puede desplazar
axialmente en la carcasa de cilindro.
Según la invención, el émbolo de ajuste del
cilindro de ajuste se encuentra en unión activa con cilindros de
trabajo de una caja de laminación. La unión activa se puede
transmitir mediante un procedimiento conocido a través de, al
menos, un cilindro de apoyo y además a través de, al menos, una
pieza montada.
Según la invención, es posible cambiar entre
distintas posiciones de los émbolos y, por lo tanto, entre diversas
modalidades de servicio, estando definido, en una primera posición
de émbolo, un espacio entre las caras frontales del émbolo, es
decir, toda la superficie de las caras frontales del émbolo está
disponible para una transmisión de fuerza y estando definido en una
segunda posición del émbolo, un espacio entre la segunda superficie
de contacto más reducida del contraémbolo y una pared de carcasa,
es decir, está disponible la superficie menor para la transmisión
de fuerza. La primera modalidad de servicio se aplica, por lo tanto,
con fuerzas elevadas, especialmente en la transmisión de las
fuerzas de laminación en el servicio de cilindros con una gran
reducción del grosor y una gran demanda de fuerza, mientras que la
segunda modalidad de servicio se aplica en caso de fuerzas
reducidas, especialmente en el ajuste de los cilindros de trabajo
durante el laminado de acabado, estando garantizada en esta
modalidad una elevada precisión de regulación. Los espacios
respectivamente formados se pueden someter a presión por separado
mediante servoválvulas. De este modo es posible un diseño de las
válvulas adaptado óptimamente a la zona de fuerza respectivamente a
transmitir.
Gracias a la configuración según la invención se
ha realizado un cilindro de ajuste para cajas de laminación en un
espacio constructivo reducido que garantiza una alta precisión de
regulación por toda la zona de fuerza de laminación, especialmente
por la zona de fuerzas de laminación reducidas. Por medio del
dispositivo es posible adaptar el tamaño de la superficie de
contacto de los émbolos a las fuerzas de laminación necesarias. Por
lo tanto, en caso de fuerzas de laminación elevadas se pone a
disposición una superficie de contacto grande y en caso de fuerzas
de laminación reducidas se pone a disposición una superficie de
contacto pequeña.
Si se pone a disposición sólo una superficie de
contacto para toda la zona de presión, una divergencia absoluta de
la presión regulada vinculada a esta superficie de contacto, que es
constante por toda la zona de presión, ejerce un efecto relativa y
especialmente fuerte en caso de bajas presiones. Por el contrario,
según la invención la divergencia de regulación relativa de la
presión deseada por toda la zona de presión es reducida, dado que
en caso de una transmisión de fuerza elevada, la divergencia de
regulación absoluta vinculada a la superficie de contacto grande
sólo ejerce un efecto relativamente reducido y en caso de una
transmisión de fuerza reducida está disponible una superficie de
contacto pequeña a la que está vinculada una divergencia de
regulación absoluta y, por consiguiente, también sólo relativamente
reducida.
Al mismo tiempo, en la configuración según la
invención del cilindro de ajuste están configuradas, en comparación
con el estado de la técnica, menos superficies que causan un
rozamiento en el movimiento de unas contra otras. Por consiguiente,
en un cilindro de ajuste según la invención, el rozamiento interior
que actúa en general en un proceso de ajuste es menor que en el
estado de la técnica. Por lo tanto, en el comienzo de un movimiento
de ajuste sólo es necesario salvar un obstáculo mínimo, de manera
que el movimiento de ajuste también se aplica de forma suave e
inmediata en caso de fuerzas de ajuste reducidas. Esto conduce a que
un cilindro de ajuste según la invención también pueda seguir
rápidamente cambios de carga cuando se lamina con diferencias de
fuerza de laminación reducidas, como es el caso, por ejemplo en el
laminado de acabado.
Según una configuración preferible de la
invención, el contraémbolo puede presentar por su cara frontal
asignada a la superficie de contacto del émbolo de ajuste, un
collarín que se ajusta estrechamente a la pared de la carcasa de
cilindro y en el que está configurada la segunda superficie de
contacto. Mediante esta configuración se puede construir de un modo
especialmente sencillo, el segundo espacio, que se puede someter a
presión, en la carcasa de cilindro para el aumento de la precisión
de la fuerza de laminación.
Según la invención, el émbolo de ajuste puede
presentar una segunda superficie de contacto por su cara opuesta a
la primera superficie de contacto del contraémbolo que también está
dispuesta en un collarín que se ajusta estrechamente a la pared de
la carcasa de cilindro y que está configurado en la cara frontal del
émbolo de ajuste asignada al espacio de cilindro. En este caso, el
émbolo de ajuste también se puede desplazar axialmente en la
carcasa de cilindro. Mediante un desplazamiento del émbolo de ajuste
se puede definir un tercer espacio en la carcasa de cilindro que
está limitado por la pared de la carcasa de cilindro y la segunda
superficie de contacto del émbolo de ajuste. A este espacio se le
puede asignar igualmente una tubería de alimentación de presión
para líquido de aparatos hidráulicos, a través de la cual el espacio
se puede someter a presión por separado por medio de, al menos, una
servoválvula. Gracias a esta configuración es posible, de una forma
más sencilla y con un funcionamiento más seguro, desarrollar una
fuerza opuesta, especialmente para un movimiento de retorno rápido
y preciso del émbolo, a las fuerzas generadas por la aplicación de
presión a los dos primeros espacios.
La configuración de los émbolos con collarines
ajustados estrechamente a la pared de la carcasa de cilindro mejora,
además, la guía segura de los componentes en su movimiento en la
carcasa de cilindro.
La presión que se puede aplicar a los dos
primeros espacios puede ser especialmente del orden de 1000 kpa a
25000 kpa. La presión que se puede someter al tercer espacio es
preferiblemente inferior a 500 kpa, por ejemplo, de 300 kpa. Las
fuerzas de laminación transmitidas por el cilindro de ajuste pueden
ser del orden de 30 kN a 26000 kN.
A continuación, la invención se explica con más
detalle por medio de un dibujo que representa un ejemplo de
realización. Las distintas figuras muestran esquemáticamente:
Fig. 1 un cilindro de ajuste en una primera
posición de servicio en una sección longitudinal axial;
Fig. 2 el cilindro de ajuste representado en la
figura 1 en una segunda posición de servicio;
El cilindro de ajuste 1 está insertado en una
caja de laminación no mostrada para el laminado en frío de cintas de
acero o metal no férrico.
El cilindro de ajuste 1 presenta una carcasa de
cilindro 2 que rodea un espacio de cilindro 3. En la cubierta 2a y
en el fondo 2b de la carcasa de cilindro 2 está moldeado
respectivamente un orificio circular 4, 5. A través del orificio
inferior 5 se guía, con uno de sus extremos, un émbolo de ajuste 6
apoyado de forma desplazable, mientras que en el orificio superior
4 se aloja el extremo de un contraémbolo 7 también apoyado de forma
desplazable. Los orificios 4, 5 están alineados entre sí, de manera
que los émbolos 6, 7 guiados por los mismos están alienados entre
sí de forma axial. Las juntas 8,9 alojadas en las superficies
interiores de los orificios 4, 5 y ajustadas a la superficie
exterior respectiva de los émbolos 6, 7, obturan de forma estanca el
espacio de cilindro 3 contra el entorno.
En su extremo asignado al espacio de cilindro 3,
tanto el émbolo de ajuste 6, como también el contraémbolo 7
soportan respectivamente un collarín periférico 10, 11. Las
superficies frontales opuestas entre sí de los collarines 10, 11
están respectivamente alineadas a ras de la cara frontal asignada
del émbolo de ajuste 6 ó bien del contraémbolo 7.
Con las juntas dispuestas en sus superficies
periféricas, los collarines 10, 11 se ajustan estrechamente a la
pared de cilindro del espacio de cilindro 3. En la cara frontal del
émbolo de ajuste 6 asignada al contraémbolo 7 está configurada, de
este modo, una superficie de contacto 12, cuyo diámetro es
fundamentalmente igual al diámetro del espacio de cilindro 3. De
igual modo, en la cara frontal del contraémbolo 7 asignada al émbolo
de ajuste 6 está fabricada una superficie de contacto 13 del mismo
tamaño.
A través del contraémbolo 7 se guía un conducto
hidráulico 14, cuya desembocadura está posicionada en el centro de
la superficie de contacto 13 del contraémbolo 7. Un segundo conducto
hidráulico 15 se guía a un lado del orificio 4 a través de la
cubierta 2a de la carcasa de cilindro 2. Su orificio de
desembocadura está moldeado en la superficie interior de la
cubierta 2a. De forma análoga, a través del fondo 2b de la carcasa
de cilindro 2 se desarrolla un tercer conducto hidráulico 16, cuya
desembocadura está moldeada a un lado del orificio 4 en la
superficie interior del fondo 2b. Los conductos hidráulicos 14, 15,
16 están unidos respectivamente a un dispositivo de control 17 a
través de líneas de conexión.
En función de la respectiva posición axial del
émbolo de ajuste 6 y del contraémbolo 7, el espacio de cilindro 3
es dividido por los collarines 10, 11 en un espacio de presión 18
dispuesto entre las superficies de contacto 12, 13 que se extiende
por todo el diámetro del espacio de cilindro 3, en un segundo
espacio anular 20 configurado entre la cubierta 2a y la superficie
anular 19 del collarín 11 soportado por el contraémbolo 7 asignada a
la cubierta 2a, y en un tercer espacio de presión también anular 22
configurado entre el fondo 2b y la superficie anular 21 del collarín
10 soportado por el émbolo de ajuste 6 asignada al fondo 2b.
En la figura 1 se representa la modalidad de
servicio en la que la caja de laminación para el laminado en frío
se utiliza con altas fuerzas de laminación y una gran reducción del
grosor de la cinta metálica respectivamente laminada. En este
estado de servicio, el contraémbolo 7 se ajusta con su superficie
anular 19 a la cubierta 2a de la carcasa de cilindro 2. El conducto
hidráulico 15 está descargado de presión. Por el contrario, a
través del conducto hidráulico 14, el espacio de presión 18 definido
entre las superficies de contacto 12, 13 está sometido a la carga
del aceite que presenta la presión de ajuste respectivamente
necesaria.
Al mismo tiempo, el aceite a presión aplicado a
presión se conduce a través de la tubería de presión 16 al espacio
de presión anular 22. La contrapresión ejercida por este aceite a
presión a través de la superficie anular 21 en el émbolo de ajuste
6 asciende a una pequeña parte de la presión que se ejerce en la
superficie de contacto 12 del émbolo de ajuste 6 por medio del
aceite a presión contenido en el espacio de presión grande 18.
Si durante el servicio de laminado se precisa
una reducción de la abertura entre cilindros o bien un aumento de
las fuerzas de laminación, se eleva la presión en el espacio de
presión 18. Si es necesario, el espacio de presión 22 se descarga
de presión adicionalmente, a fin de poder ejercer unas fuerzas
máximas en el émbolo de ajuste 6. Por el contrario, si es necesario
reducir la fuerza de laminación o aumentar la abertura entre
cilindros de la caja de laminación, se disminuye la presión que
reina en el espacio de presión 18. Apoyado por la contrapresión que
actúa en el espacio de presión 22, el émbolo de ajuste 6 se mueve
como consecuencia activamente a la posición de ajuste
respectivamente necesaria.
De esta forma pueden realizarse todos los
procesos de ajuste necesarios con rapidez y sin fallos. Las
reacciones a las variaciones en las condiciones de laminado pueden
llevarse a cabo en muy poco tiempo gracias a la acción combinada de
la presión de ajuste que actúa en el espacio de presión 18 y de la
contrapresión que actúa en el espacio de presión 22.
Si el tren de laminación dotado del cilindro de
ajuste 1 debe funcionar en el servicio de acabado con grados de
deformación bajos y fuerzas de laminación reducidas, el espacio de
presión 18 se descarga de presión completamente. Al mismo tiempo,
se conduce aceite a presión aplicado a presión al espacio de presión
anular 20 a través del conducto hidráulico 15. A continuación, el
contraémbolo 7 desciende en dirección del émbolo de ajuste 6 hasta
que se aloja con su superficie de obturación 13 en la superficie de
obturación 12 del émbolo de ajuste 6. Esta posición de servicio se
representa en la figura 2.
Durante el servicio de laminación de acabado, el
aceite a presión introducido en el espacio de presión anular
superior 20 que actúa en la superficie anular 19 del contraémbolo 7,
ejerce la fuerza de laminación necesaria y se transmite al émbolo
de ajuste 6 a través del collarín 11 del contraémbolo 7. En este
estado de servicio también se ejerce una contrafuerza mediante el
aceite a presión existente en el espacio de presión anular inferior
22, a través de la cual el émbolo de ajuste 6 con el contraémbolo 7
apoyado en él, se puede mover de forma activa y en un tiempo de
reacción mínimo, a una posición elevada correspondiente a una
abertura entre cilindros más abierta de la caja de laminación.
La presión necesaria en la modalidad de servicio
respectiva en los espacios de presión 18, 20 ó bien 22 se regula
mediante servoválvulas dispuestas en el dispositivo de control 17,
aquí no mostradas, que se activan en función de señales de control
del dispositivo de control 17.
| 1 | Cilindro de ajuste |
| 2 | Carcasa de cilindro |
| 2a | Cubierta de la carcasa de cilindro 2 |
| 2b | Fondo de la carcasa de cilindro 2 |
| 3 | Espacio de cilindro |
| 4 | Orificio en la cubierta 2a |
| 5 | Orificio en el fondo 2b |
| 6 | Émbolo de ajuste |
| 7 | Contraémbolo |
| 8, 9 | Juntas |
| 10 | Collarín del émbolo de ajuste 6 |
| 11 | Collarín del contraémbolo 7 |
| 12 | Superficie de contacto del émbolo de |
| ajuste 6 | |
| 13 | Superficie de presión del contraém- |
| bolo 7 | |
| 14 | Conducto hidráulico |
| 15 | Conducto hidráulico |
| 16 | Conducto hidráulico |
| 17 | Dispositivo de control |
| 18 | Espacio de presión |
| 19 | Superficie anular 19 del collarín 11 |
| 20 | Espacio de presión |
| 21 | Superficie anular 21 del collarín 20 |
| 22 | Espacio de presión |
Claims (5)
1. Cilindro de ajuste para cajas de laminación
para el laminado de acero o metal no férrico
- con una carcasa de cilindro (2) que rodea un
espacio de cilindro (3)
- con un émbolo de ajuste (6) en unión activa
con una parte móvil de la caja de laminación que por su cara
frontal asignada al espacio de cilindro (3) presenta una superficie
de contacto (12), caracterizado por
- un contraémbolo (7) axialmente móvil en el
espacio de cilindro (3) que por su cara frontal asignada a la
superficie de contacto (12) del émbolo de ajuste (6) posee una
primera superficie de contacto (13) y que por su cara opuesta a la
superficie de presión (12) del émbolo de ajuste (6) posee una
segunda superficie de contacto,
- estando definido en una primera posición del
émbolo de ajuste y del contraémbolo (6, 7) un primer espacio (18)
entre el émbolo de ajuste (6) y el contraémbolo (7) y estando
limitado en una segunda posición, al menos, un segundo espacio (20)
entre una pared (2a) de la carcasa de cilindro (2) y la segunda
superficie de contacto (19) del contraémbolo (7),
- estando asignado a cada espacio (18, 20) una
tubería de alimentación de presión (14, 15) para líquido de aparatos
hidráulicos, por medio de la cual es posible someter a presión los
espacios respectivamente por separado y
- generando una aplicación de presión en el
primer espacio (18) con un líquido para aparatos hidráulicos una
fuerza mayor que una aplicación de presión en el segundo espacio
(19).
2. Cilindro de ajuste para cajas de laminación
según la reivindicación 1, caracterizado porque el
contraémbolo (7) presenta por su cara frontal asignada a la
superficie de contacto (12) del émbolo de ajuste (6), un collarín
(11) ajustado estrechamente a la pared de la carcasa de cilindro (2)
en el que está configurada la segunda superficie de contacto
(19).
3. Cilindro de ajuste para cajas de laminación
según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el émbolo
de ajuste (6) presenta una segunda superficie de contacto (21) por
su cara opuesta a la primera superficie de contacto (13) del
contraémbolo (7).
4. Cilindro de ajuste para cajas de laminación
según la reivindicación 3, caracterizado porque el émbolo de
ajuste (6) presenta por su cara frontal asignada al espacio de
cilindro (3), un collarín (10) ajustado estrechamente a la pared de
la carcasa de cilindro (2) en el que está configurada la segunda
superficie de contacto (21).
5. Cilindro de ajuste para cajas de laminación
según una de las reivindicaciones 3 ó 4, caracterizado porque
un tercer espacio (22) está limitado entre una pared (2b) de la
carcasa de cilindro (2) y la segunda superficie de contacto (21)
del émbolo de ajuste, al que está asignado una tubería de
alimentación de presión (16) para líquido de aparatos hidráulicos,
a través de la cual el espacio (22) puede ser sometido a presión por
separado.
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