ES2312005T3 - Instalacion de enrollamiento de bobina de cable metalico en un mandril de enrollamiento con acoplamiento y seguridad mejorados. - Google Patents
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Abstract
Método de enrollamiento de un cable en una bobinadora de cable/barra metálico (1) del tipo con un mandril vertical con una pluralidad de sectores (10) que se mueven enganchados en la base (11) en un soporte de base discoidal (14), en relación con pétalos superiores (11) enganchados en la parte superior (110) de dicho mandril que se mueve de una posición ortogonal al eje de mandril (1-10) para formar una bobina de cable/barra compacto, a una posición sustancialmente dirigida hacia arriba para permitir, con la retirada de la parte superior de dichos sectores (10), la extracción de la bobina de cable/barra completada, comprendiendo además un dispositivo de inserción de cable (2) alrededor de dicho mandril como medios de guía para la inserción forzada de la cabeza de cable en una ranura de acoplamiento anular (141), dicha ranura de acoplamiento anular estando situada en la base de dicho mandril (1-10) y en dicha brida de base (14), dicho dispositivo de inserción de cable (2) formando un dispositivo de acoplamiento de cable en asociación con nervaduras proporcionadas en dicha ranura de acoplamiento anular para el estrechamiento del cable, donde dicho dispositivo de inserción de cable (2) presenta una sección rectilínea de entrada tangencial al mandril (1-10) y una sección circular para adherirse a dicho mandril (1-10) como una continuación circular arqueada, implicando un brazo (21) y antebrazo (23) que es articulado (22), accionado respectivamente por un primer (24) y un segundo (24'') medios accionadores que permiten sustancialmente la ubicación de dicho dispositivo de inserción adherido a dicho mandril en posición cerrada para dichas nervaduras o distanciados entre sí, caracterizado por el hecho de que dichas nervaduras son nervaduras helicoidales o en espiga y donde el dispositivo de inserción del cable está situado en tres posiciones: I- una primera posición adherida a dicho mandril vertical (1-10) y a dicha brida de base (14) durante la entrada y transporte del cable y la fijación del cable en dicha ranura de acoplamiento anular (141) en dicha brida (14); II- una segunda posición inmediatamente contigua, es decir ligeramente separada de la primera posición, para mover dicho antebrazo (23) fuera de la primera superficie de formación de giro por dichos segundos medios accionadores (24''), y accionados por medios sensores que detectan el acoplamiento completado de la cabeza de cable en dicha ranura de acoplamiento anular (141) que al mismo tiempo permite que dichas nervaduras helicoidales presentes en los sectores laterales (10) en dicha ranura de acoplamiento anular (141) empujen dicha cabeza de cable adicional en dicha ranura de acoplamiento anular (141) por la diferencia de velocidad existente entre el avance del cable "V1" y la velocidad de tracción periférica de la bobina de mandril "V2", por la cual V1<V2; III- una posición distante adicional fuera de la obstrucción de la formación de bobina cuando la velocidad de descarga del cable "V1" y la velocidad de rotación periférica del mandril "V2", son sustancialmente idénticas o equivalentes, es decir en la condición de velocidad sustancial contemporánea V1=V2 que determina la prevalencia de la velocidad impuesta por la tracción de rotación del mandril.
Description
Instalación de enrollamiento de bobina de cable
metálico en un mandril de enrollamiento con acoplamiento y seguridad
mejorados.
Esta invención se refiere a una instalación de
enrollamiento de bobina de cable metálico en una enrolladora o
bobinadora de mandril mejorada.
En particular con un sistema de acoplamiento y
una seguridad mejorada para un mandril con sectores más retráctiles
movibles hacia el lado de extracción de la bobina, con un sistema
de máxima fiabilidad para el acoplamiento del cable, según el
preámbulo de la reivindicación principal.
Esta invención se aplica a todos los tipos de
bobinadora para el enrollamiento de cable o barras metálicos
originados a partir de una instalación de trabajo en línea hacia
arriba, por ejemplo una planta de laminación en caliente.
No obstante, no hay ninguna razón para excluir
la posibilidad de que la instalación de trabajo hacia arriba pueda
ser de otro tipo p. ej. laminación en frío, dibujo, tratamiento de
la superficie del cable, etc.
En el presente estado de la técnica, se conocen
instalaciones de este tipo.
Asimismo, las siguientes son conocidas entre
dichas instalaciones: medios de inserción del cable que debe ser
enrollado alrededor del mandril y medios de seguridad para proteger
contra el peligro de la liberación de los componentes del elemento
del mandril durante su rotación son también bien conocidos. Los
sistemas de seguridad son también bien conocidos que previenen que
los sectores componentes del mandril de enrollamiento sean
bloqueados de modo seguro en una posición de trabajo y no bloqueados
al final del trabajo para permitir la extracción de la bobina
acabada. En particular US3527077 A (JOHN W. NARGANG) 8 Septiembre
1970 (1970-09-08) revela un mandril
de enrollamiento con dispositivo de inserción de cable que tiene una
sección rectilínea tangencial de entrada al mandril y una sección
circular para adherirse a dicho mandril como una continuación
circular arqueada, implicando un brazo y antebrazo con medios
accionadores que sustancialmente permiten la ubicación de dicho
dispositivo de inserción adherido a dicho mandril para el refuerzo
del acoplamiento con cable contra nervaduras o distanciados entre sí
como continuación del enrollamiento.
Los sistemas de seguridad son en primer lugar
necesarios para evitar la aparición de defectos en la etapa de
inserción del cable y en segundo lugar para evitar que la fuerza
centrífuga determinada por la alta velocidad de rotación del
mandril durante el enrollamiento provoque la liberación de estos
sectores de su sistema de conexión con el peligro de accidentes
serios.
Los sistemas bien conocidos son inseguros y no
pueden garantizar seguridad completa.
Los sistemas para la inserción del cable
alrededor del mandril son necesarios para el funcionamiento
correcto de la instalación, pero los sistemas existentes son
complejos, complicados y voluminosos y ante todo inseguros y en
consecuencia si no se logra una buena fijación del cable al
principio entonces se producirán detenciones que además de bloquear
la planta podrían causar consecuencias serias y muy peligrosas con
el peligro de accidentes muy serios, así como el bloqueo inevitable
de la planta.
El problema y el objetivo de esta invención es
simplificar y mejorar las características cualitativas de la
instalación permitiendo en consecuencia un rendimiento óptimo.
El problema se resuelve con las características
de la reivindicación principal. Las características de las
subreivindicaciones determinan soluciones preferidas.
Las ventajas obtenidas con esta solución son
evidentes ya que éstas proporcionan un rendimiento mejorado a la
instalación bobinadora entera.
La invención será ahora mejor descrita con la
ayuda de las Figuras incluidas que incluyen soluciones ilustrativas
preferidas, donde:
Figs. 1, 2 representan un lado elevado
esquemático y vista en planta del ensamblaje de enrollamiento en la
solución preferida y Figs. 3, 4, 5 representan los tres estadios
respectivos de acoplamiento del cable.
Figs. 6, 7 representan un lado elevado
esquemático y vista en planta de una variante menos preferible del
ensamblaje de enrollamiento y en las Figs. 8, 9, 10 los tres
estadios respectivos de acoplamiento del cable están
representados.
Las Figs. 11, 13 representan una vista parcial
de la bobinadora con un mandril vertical, respectivamente en
elevación lateral y en planta con los pétalos reducidos en la
posición para acoplar los sectores del mandril con tres conexiones
de seguridad, una conexión superior mediante un diente del pétalo
que se acopla desde el exterior, una conexión de fijación
intermediaria deslizable y una conexión introducida inferior de la
base de los sectores de mandril en la placa que constituye la brida
de base de la bobina, y la Fig. 12 se ve como en la Fig. 11 pero con
los pétalos elevados para la posición de liberación.
Como se describe en las Figuras, el sistema
incluye una bobinadora de cable/barra (1) accionada de manera
rotativa hacia abajo por un motor eléctrico con transmisión de
engranaje cónico (Am). Dicha bobina incluye una brida de base (14)
y un mandril de cuatro sectores (10) que son móviles y están
enganchados en la parte inferior (111) y movidos en la parte
superior desde una forma cilíndrica hasta una forma de cono
truncado, es decir retirado hacia el centro, mediante cuatro
pétalos (11) que giran en pernos respectivos (110) mediante una
conexión dentada (AD) con un eje axial (120) que está perforado
(122) para el paso de líquido refrigerante y es movible
verticalmente y axialmente mediante cilindros dinámicos de fluido
inferiores (121) de manera que con un engranaje son capaces de
girar desde una posición ortogonal al eje de rotación del mandril
(1-10) Figs. 1, 6, 11 hasta una posición hacia
arriba (Fig. 12), la primera siendo una posición operativa para la
formación de la bobina y la segunda para la extracción de la
bobina.
Además el mandril (1-10)
incluye:
- -
- los pétalos en la articulación (110) tienen una leva (112) que en rotación hacia abajo empuja los sectores (10) hacia afuera y al mismo tiempo el diente respectivo de cada pétalo (111) fija la parte superior del sector correspondiente (10) para seguridad, formando una primera junta de seguridad superior (IS) contra la fuerza centrífuga;
- -
- dichos sectores (10) son introducidos en la parte inferior en la brida de base (14) cerca de la articulación (111) para formar una segunda junta de seguridad contra la fuerza centrífuga inferior (IN) y
- -
- un diente interno en forma de T intermedio (101) está provisto como una extensión del sector (10) que está fijado en una ranura hembra que está también en forma de T impidiendo el aflojamiento de (1230) un cuerpo sustancial central (123) que bordea el árbol central movible axialmente (120).
De esta manera los sectores (10) pueden moverse
libremente con el diente en forma de T (101) en el interior de
dicha junta de ranura hembra 1230 pero esto forma una tercera junta
de seguridad intermedia (IM) contra el peligro debido a la fuerza
centrífuga altísima dichos sectores pueden ser liberados y
proyectados hacia el exterior antes de la formación de los giros
como se explicará más tarde con el dispositivo de acoplamiento
(2).
Como se puede observar en las Figuras el
movimiento externo de los sectores (10) ocurre a través de la
rotación alrededor de los pernos de base (111) y contra el empuje
de los medios elásticos inferiores (13), provocando el movimiento
mediante la leva (112). En la posición de formación de bobina
cilíndrica, el diente intermedio en forma de T (101) está en tope
contra las paredes internas del asiento de fijación hembra (1230)
como se puede observar en la sección A-A Fig. 13 de
Fig. 11, mientras que se retira hacia el centro, despegándose
ligeramente como se puede observar en el sombreado en la Fig.
12.
En consecuencia, de esta manera una conexión de
seguridad triple está provista contra la fuerza centrífuga para
masas particularmente peligrosas en rotación antes de la formación
de la bobina.
Con respecto a la inserción del cable, es
decisiva la presencia solo del dispositivo de inserción del cable
que no es semicircular sino tangencial con continuación en arco
circular (2).
Dicho dispositivo incluye un brazo (21) y un
antebrazo (23) con articulación intermedia (22), el brazo estando
enganchado en la base (20) de la estructura y accionado por un
primer gato dinámico de fluido (24) para el brazo para el
movimiento fuera de la interferencia de la bobina y por un segundo
gato dinámico de fluido (24') para el movimiento inmediato del
antebrazo (23) fuera de la primera superficie de formación de giro,
para operar sustancialmente en tres posiciones:
- I-
- una primera posición adherente al mandril vertical (1-10) y a la brida de base (14) para la entrada y transporte del cable y la fijación del cable en la ranura de acoplamiento en la brida (14);
- II-
- una segunda posición inmediatamente contigua, es decir ligeramente separada de la primera y accionada mediante un sensor de presión en el aceite de dicho gato (24) y un sensor de movimiento de su eje para el golpe del acoplamiento, dependiendo de la variación de la velocidad de la bobina periférica (V2) y la velocidad de avance de cable (VI) siendo VI<V2;
- III-
- una posición adicional distante fuera de la obstrucción de formación de bobina cuando dichas velocidades se hacen sustancialmente idénticas V1=V2.
Naturalmente, la presencia del gato (24') en el
antebrazo (23) permite un movimiento de reacción rápido y muy
brusco del dispositivo de inserción de cable (2) fuera de la
primera superficie de formación de giro para evitar que se produzca
una obstrucción, que es de lo contrario imposible con los medios de
la técnica conocida.
Una mandíbula de contraseguridad puede ser
proporcionada pero no es necesaria (3), la cual es similar a la
primera y controlada como la primera (Fig. 6-7)
pero donde dicha mandíbula no constituye una guía de cable sino sólo
una cobertura de superficie plana semicircular sobre la ranura
(141) para la protección del peligro de liberar la cabeza de cable
completada con el primer dispositivo.
De la investigación realizada, este dispositivo
sería superfluo puesto que la fijación siempre ocurre dentro del
primer dispositivo de acoplamiento (2).
Las tres etapas de acoplamiento están ilustradas
para ambos casos en las Figuras respectivamente de 3 a 5 para la
solución preferida de Fig. 1 y 2 y en las Figuras de 8 a 10 para
Figuras alternativas 6, 7, con el sistema de cobertura
contraprotección.
El funcionamiento del acoplamiento se desarrolla
como sigue:
- a)
- el cable (Fig. 3) es insertado en la boca de entrada (230) del antebrazo del dispositivo de acoplamiento cuya forma es rectilínea y tangencia) al mandril (1-10);
- b)
- la parte central, inmediatamente después de la entrada (230) en el brazo (23) continúa con una sección arqueada conjugada con la superficie externa cilíndrica del mandril (231) que empuja al cable de una forma cuneiforme en la ranura acanalada en una forma en espiral o en espiga para transportar el cable incluso adicionalmente en tracción en la ranura (141), la velocidad de tracción del mandril (V2) siendo mayor que la velocidad de descarga del cable (V1); esta segunda parte comprende un plato de presión (232) que presiona hacia abajo el cable en la ranura (141).
- c)
- la tercera parte (233) sólo sirve para retener y es plana para evitar que la cabeza del cable se escape hacia arriba. En dicha área el cable es sujetado con la tracción determinada por la diferencia de velocidad V1<V2.
De esta manera se entiende que una contraguía no
es necesaria, ésta sería proporcionada como una ayuda en el caso de
que una protección mayor fuera necesitada para seguridad del
trabajo.
El sistema entero es simplificado de esta
manera, proporcionando una seguridad y rendimiento máximos.
Siempre en los intereses de seguridad, el
dispositivo entero es alojado en una estructura robusta y está
completamente rodeado por placas metálicas para evitar cualquier
peligro o accidentes.
El proceso de trabajo está mostrado a
continuación por una cámara de circuito cerrado con seguimiento en
una cabina de control y control remoto para el operador.
Ventajosamente dicho dispositivo de acoplamiento
(2) está sustancialmente situado en el cuadrante posterior en el
lado del acoplamiento del cable de dicho mandril visto
anteriormente.
Ventajosamente éste puede ser sustancialmente
colocado a 45º para dicho cuadrante, de esta manera suministrando
una gama de cobertura superior de la inserción de cable (en la
figura es a 90º).
La orientación axial es extremadamente
ventajosa, es decir hacia abajo porque en este caso se consigue la
cobertura máxima extendida del dispositivo, es decir con forma de U
con una cobertura - más que suficientemente - a 180º, donde el
dispositivo está con forma de U en el límite con sólo un mango que
forma su parte de entrada de cable rectilíneo (230) mientras que las
dos partes restantes (231, 233) forman un arco circular con un
máximo de 180º.
\vskip1.000000\baselineskip
\bullet US 3527077 A, JOHN W. NARGANG, 1970
[0006]
\bullet US 19700908 A [0006]
Claims (8)
1. Método de enrollamiento de un cable en una
bobinadora de cable/barra metálico (1) del tipo con un mandril
vertical con una pluralidad de sectores (10) que se mueven
enganchados en la base (11) en un soporte de base discoidal (14),
en relación con pétalos superiores (11) enganchados en la parte
superior (110) de dicho mandril que se mueve de una posición
ortogonal al eje de mandril (1-10) para formar una
bobina de cable/barra compacto, a una posición sustancialmente
dirigida hacia arriba para permitir, con la retirada de la parte
superior de dichos sectores (10), la extracción de la bobina de
cable/barra completada, comprendiendo además un dispositivo de
inserción de cable (2) alrededor de dicho mandril como medios de
guía para la inserción forzada de la cabeza de cable en una ranura
de acoplamiento anular (141), dicha ranura de acoplamiento anular
estando situada en la base de dicho mandril (1-10)
y en dicha brida de base (14), dicho dispositivo de inserción de
cable (2) formando un dispositivo de acoplamiento de cable en
asociación con nervaduras proporcionadas en dicha ranura de
acoplamiento anular para el estrechamiento del cable, donde dicho
dispositivo de inserción de cable (2) presenta una sección
rectilínea de entrada tangencial al mandril (1-10)
y una sección circular para adherirse a dicho mandril
(1-10) como una continuación circular arqueada,
implicando un brazo (21) y antebrazo (23) que es articulado (22),
accionado respectivamente por un primer (24) y un segundo (24')
medios accionadores que permiten sustancialmente la ubicación de
dicho dispositivo de inserción adherido a dicho mandril en posición
cerrada para dichas nervaduras o distanciados entre sí,
caracterizado por el hecho de que dichas nervaduras son
nervaduras helicoidales o en espiga y donde el dispositivo de
inserción del cable está situado en tres posiciones:
- I-
- una primera posición adherida a dicho mandril vertical (1-10) y a dicha brida de base (14) durante la entrada y transporte del cable y la fijación del cable en dicha ranura de acoplamiento anular (141) en dicha brida (14);
- II-
- una segunda posición inmediatamente contigua, es decir ligeramente separada de la primera posición, para mover dicho antebrazo (23) fuera de la primera superficie de formación de giro por dichos segundos medios accionadores (24'), y accionados por medios sensores que detectan el acoplamiento completado de la cabeza de cable en dicha ranura de acoplamiento anular (141) que al mismo tiempo permite que dichas nervaduras helicoidales presentes en los sectores laterales (10) en dicha ranura de acoplamiento anular (141) empujen dicha cabeza de cable adicional en dicha ranura de acoplamiento anular (141) por la diferencia de velocidad existente entre el avance del cable "V1" y la velocidad de tracción periférica de la bobina de mandril "V2", por la cual V1<V2;
- III-
- una posición distante adicional fuera de la obstrucción de la formación de bobina cuando la velocidad de descarga del cable "V1" y la velocidad de rotación periférica del mandril "V2", son sustancialmente idénticas o equivalentes, es decir en la condición de velocidad sustancial contemporánea V1=V2 que determina la prevalencia de la velocidad impuesta por la tracción de rotación del mandril.
2. Método según la reivindicación precedente,
caracterizado por el hecho de que hay dos de dichos medios
accionadores (24, 24'): uno para dicho brazo
(21-24) para el movimiento fuera de la bobina como
en dicha tercera fase (III), y uno para dicho antebrazo
(23-24') para el movimiento inmediato fuera del
área de acoplamiento de dicho dispositivo de acoplamiento de cable
como en dicha segunda fase (II).
3. Método según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que, con respecto a la
inserción del cable correspondiente a un primer cuadrante de un
círculo definido por dicho mandril, dicho dispositivo de
acoplamiento de cable está sustancialmente colocado en el segundo
cuadrante posterior en el lado de acoplamiento de la línea de avance
del cable en dicho mandril, visto desde arriba.
4. Método según la reivindicación 3
caracterizado por el hecho de que dicho posicionamiento de
dicho dispositivo de acoplamiento de cable es colocado
sustancialmente hacia abajo con respecto al eje de bobinadora de
dicho mandril, a 45º con respecto a la línea de avance del
cable.
5. Método según la reivindicación 3 o 4,
caracterizado por el hecho de que la orientación axial de
dicho dispositivo de inserción de cable (2) está sustancialmente
colocado debajo del eje de la línea de avance del cable y está
sustancialmente en forma de U, donde la forma de U implica que uno
de sus mangos forma dicha parte rectilínea para una entrada de
cable (230) de dicho dispositivo de inserción de cable (2) en dicho
primer cuadrante, mientras que las dos partes restantes que cubren
dicho segundo y tercer cuadrante (231, 233) se desarrollan con una
forma en arco circular conjugada con el mandril de enrollamiento,
al menos la tercera parte siendo sustancialmente plana, es decir
como una placa.
6. Método según la reivindicación 1 y cualquiera
de las reivindicaciones precedentes 2-5,
caracterizado por el hecho de que en dicho mandril y para
dichos sectores (10), tres medios de fijación están provistos por
seguridad antes del inicio de la rotación y durante la rotación de
dicho mandril (1-10) debido al hecho de que:
- I-
- dichos pétalos en la articulación (110) tienen un diente (111) que al reducir la rotación de formación de bobina, fijan externamente el sector respectivo (10) en la parte superior para acoplarlo contra la fuerza centrífuga, formando la primera junta de seguridad superior (IS);
- II-
- dichos sectores (10) son introducidos en la parte inferior en la brida de base (14) para formar la segunda junta de seguridad contra la fuerza centrífuga (IN) y
- III-
- un diente intermedio interno en forma de T (101) es posteriormente proporcionado como una extensión de cada sector (10) que es fijado en una ranura hembra que es también en forma de T con huelgo (1230) de un cuerpo central de conexión (123) de dicho mandril.
7. Método según la reivindicación 1 y cualquiera
de las reivindicaciones precedentes 2-6,
caracterizado por el hecho de que dichos pétalos en su
articulación (110) tienen una leva (112) que en rotación hacia abajo
empuja a dichos sectores (10) hacia afuera e interactúa contra la
acción de un muelle de base (13) que se expande para mantener
dichos sectores (10) retirados.
8. Método según la reivindicación 1 y cualquiera
de las reivindicaciones precedentes 2-7,
caracterizado por el hecho de que el dispositivo de
bobinadora entero está alojado en una estructura protectora metálica
que está completamente cerrada y armada para evitar que cualquier
pieza del dispositivo en caso de accidente, obstrucción o
desprendimiento de las partes sea proyectada en el área exterior
circundante, estando provistos adicionalmente unos medios de
visualización con una cámara fotográfica de circuito cerrado
adicional para el control y control remoto mediante un monitor y
medios de control remoto para el operador.
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