ITUD970209A1 - Aspo avvolgitore a carosello - Google Patents

Description

Descrizione del trovato avente per titolo:

"ASPO AVVOLGITORE A CAROSELLO"

CAMPO DI APPLICAZIONE

Forma oggetto del presente trovato un aspo avvolgitore a carosello per nastri/lamiere laminate a caldo come espresso nella rivendicazione principale.

L'aspo avvolgitore del presente trovato si applica in uscita dal treno finitore di una linea di laminazione in continuo a caldo per nastri/lamiere di spessore sottile ed ultrasottile, fino a 0,5 mm, con velocità di uscita che raggiungono i 20 m/sec e più .

STATO DELLA TECNICA

Nel settore della laminazione di prodotti piani è sempre più marcata la tendenza da parte dei costruttori a ricercare soluzioni per la produzione ad alta efficienza di laminati con spessori sottili ed ultrasottili e con velocità di uscita dal treno finitore sempre maggiori.

Più il nastro è sottile, maggiore deve essere la velocità di uscita dal treno finitore; ciò deriva dalla necessità di mantenere le temperature di laminazione e di avvolgimento entro ben precisi campi per motivi tecnologici-metallurgici.

E’ noto che le richieste da parte degli utilizzatori si indirizzano sempre più verso nastri e lamiere finite di spessore inferiore ad 1 mm, fino a 0,5÷0,6, in quanto tali valori di spessore aprono due strade:

eliminazione della laminazione a freddo con utilizzo diretto, o dopo il decapaggio, del laminato a caldo. Questa soluzione utilizza spessori superiori a 0,6 mm.

- riduzione dei passi di laminazione nei laminatoi a freddo ed anche di eventuali trattamenti termici intermedi. In questo caso vengono utilizzati spessori inferiori a 0,6 mm e fino a 0,1 mm.

La competitività tra le aziende produttrici è inoltre legata, oltre che a fattori qualitativi del prodotto finito, alla velocità con cui il nastro/lamiera può essere estratto dal treno finitore ed avvolto sui rispettivi mezzi di raccolta. Più alta è la velocità, maggiore è la produzione.

Alla luce del fatto che stanno diventando attuali stemi di produzione in continuo (endless rolling) anche su laminatoi a caldo, è risultato evidente come uno dei vincoli principali per l'ottenimento ad alta efficienza ed in continuo di velocità superiori a 10 m/sec, fino a 20 m/sec ed oltre, sia quello relativo alla possibilità di avvolgere in bobina il nastro/lamiera uscente dal treno finitore.

A tale scopo è stato sviluppato nella tecnica un aspo avvolgitore di tipo rotante collocato in uscita al treno finitore, denominato aspo a carosello.

Detto aspo avvolgitore prevede almeno due mandrini i quali si scambiano alternatamente ed in continuo la posizione di lavoro, ossia la posizione di avvolgimento del nastro uscente dal treno finitore e la posizione di attesa del nastro successivo.

Con tale soluzione le condizioni di avvolgimento risultano sempre le stesse, qualsiasi sia il mandrino su cui viene avvolto il nastro.

Ciò non avviene nei convenzionali downcoiler ove leggere differenze di funzionamento, difficilmente compensabili in quanto di origini non controllabili, oltre a differenze nel percorso del nastro, possono generare condizioni diverse di avvolgimento che si ripercuotono sulla qualità geometrica della bobina e sulla qualità metallurgica del nastro.

Il ciclo di avvolgimento di detto aspo avvolgitore a carosello prevede che, dopo l'imbocco del nastro sul primo mandrino in posizione di lavoro e l'avvolgimento di un numero voluto di spire, l'aspo ruoti e, mentre il primo mandrino continua e termina l'avvolgimento, il secondo mandrino si colloca in posizione di lavoro in attesa del nastro successivo.

In tale fase interviene un elemento a cesoia, posto tra l'uscita del treno finitore e l'ingresso dell'aspo avvolgitore, per tagliare a misura il nastro rispetto al laminato uscente in continuo ed ottenere così bobine di peso finito.

Gli aspi avvolgitori a carosello della tecnica nota presentano pertanto almeno una coppia di mandrini di avvolgimento associati ad una struttura di supporto che è asservita ad un azionamento idoneo a portarla in rotazione per un arco di almeno 180°, allo scopo di eseguire le variazioni di posizione di detti mandrini in relazione alla fase del ciclo di avvolgimento.

Nella tecnica nota gli azionamenti per detti mandrini prevedono complessi cinematismi con motori fissi a terra e fuori asse che forniscono il moto attraverso catene cinematiche presentanti rispettivi ingranaggi di trasmissione, ovvero che utilizzano sistemi di trasmissione a giunto cardanico o simili. Tali proposte della tecnica nota, se soddisfacenti per particolari e limitate applicazioni, non si sono rilevate sufficientemente efficienti nei laminatoi a caldo ove l'irraggiamento del nastro può determinare deformazioni termiche della struttura ed ove si richiede di iniziare l'avvolgimento alla medesima velocità di regime, cosa che non avviene nei laminatoi a freddo.

Inoltre, tali soluzioni non permettono di ottenere cicli di avvolgimento ad alta produttività con le altissime velocità di uscita del nastro/lamiera dal treno finitore, fino a 20 m/sec e più, che la attuale tecnologia può raggiungere e con gli spessori di nastro sempre più ridotti richiesti dal mercato.

Le limitazioni delle proposte della tecnica nota sono relative alla resistenza alle sollecitazioni di tipo meccanico, termico ed elettrico, stando le violente rampe di accelerazione/decelerazione a cui i mandrini sono soggetti nelle fasi di preparazione all'avvolgimento ed in quelle di fine avvolgimento. In particolare, il mandrino è soggetto ad elevati sforzi torsionali a causa della distanza assiale rispetto al motore.

Altri inconvenienti hanno riguardato lai complessità di montaggio/smontaggio, la difficoltà delle operazioni di manutenzione, l'usura prematura dei componenti più delicati della catena cinematica ed altri problemi ancora.

Per risolvere questi problemi e concretizzare ulteriori vantaggi nel seguito evidenziati la proponente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato.

ESPOSIZIONE DEL TROVATO

Il presente trovato è espresso e caratterizzato nella rivendicazione principale.

Le rivendicazioni secondarie espongono varianti all’idea di soluzione principale.

Scopo del trovato è quello di realizzare un aspo di avvolgimento, specificatamente rivolto all’avvolgimento a caldo in bobina di nastro/lamiera di spessore sottile e ad alta velocità, idoneo a garantire elevate prestazioni, maggiore coppia trasmessa, affidabilità, alta produttività, efficienza, scarsa manutenzione, elevata resistenza alle sollecitazioni meccaniche e termiche.

L'aspo di avvolgimento secondo il trovato presenta una coppia di mandrini rotanti sul proprio asse longitudinale ed associati ad una struttura girevole attorno ad un asse sostanzialmente intermedio agli assi dei mandrini.

Detta rotazione della struttura serve, durante il ciclo di avvolgimento, per portare alternatamente i due mandrini dalla posizione di lavoro a quella di attesa e viceversa, per l'ottenimento di bobine di peso finito da nastro uscente in continuo e ad alta velocità dal treno finitore.

Secondo il trovato, i mandrini presentano rispettivi motori montati in asse con l'asse longitudinale del mandrino stesso.

I motori sono del tipo con cavità assiale entro cui si inserisce l'asse del relativo mandrino e sono disposti subito a ridosso della struttura girevole che sostiene e porta in rotazione i mandrini per invertirne la posizione reciproca rispetto all'alimentazione del nastro.

Detti motori si estendono simmetricamente, da una parte e dall'altra, dell’asse di rotazione di detta struttura girevole e cooperano con i mezzi di azionamento che concretizzano la rotazione di detta struttura.

La posizione in asse dei motori collegati ai rispettivi assi mandrino, nonché la vicinanza rispetto alla posizione di massimo carico, minimizza gli sforzi e le sollecitazioni meccaniche per la trasmissione del moto anche in presenza di rampe di accelerazione/decelerazione estremamente ripide.

Infatti, l'accoppiamento motore-mandrino risulta estremamente compatto e torsionalmente rigido.

Tale soluzione semplifica ed alleggerisce la struttura e rende estremamente facile e rapido qualsiasi intervento di manutenzione o sostituzione di componenti od anche del mandrino stesso.

Secondo una soluzione del trovato, i mezzi di rotazione della struttura girevole sono costituiti da mezzi motori disposti in asse con l'asse di rotazione della struttura.

Secondo una variante, detti mezzi di rotazione sono costituiti da mezzi motori con asse ortogonale all'asse di rotazione e collegati a detta struttura girevole da una catena cinematica ad ingranaggi conici.

Secondo un'ulteriore variante, detti mezzi di rotazione sono costituiti da mezzi motori con asse giacente su un piano parallelo ma disassato all'asse di rotazione della struttura e cooperanti con elementi intermedi di trasmissione moto.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI

Le figure allegate sono fornite a titolo esemplificativo, non limitativo, ed illustrano due soluzioni preferenziali del trovato.

Nella tavola abbiamo che:

- la fig. 1 illustra, con vista laterale, una prima soluzione dell ' aspo avvolgitore a carosello secondo il. trovato;

- la fig. 2 illustra parzialmente in sezione una variante di fig. 1.

DESCRIZIONE DEI DISEGNI

L'aspo avvolgitore a carosello 10 per avvolgimento a caldo secondo il trovato è illustrato in due possibili forme realizzative nelle figg. 1 e 2.

Detto aspo 10 presenta due mandrini rotanti, Ila e llb, presentanti rispettivi assi longitudinali 12a e 12b e montati a sbalzo rispetto ad una struttura girevole 13 presentante asse longitudinale 14 intermedio rispetto a detti assi 12a e 12b.

Secondo il trovato, cadaun mandrino Ila, llb è associato assialmente ad un rispettivo motore di azionamento, rispettivamente 15a e 15b, con cavità assiale entro cui si inserisce il relativo asse mandrino 16a, 16b.

Detti motori 15a, 15b presentano asse accoppiato al rispettivo asse mandrino 16a, 16b e sono posti subito a monte della struttura a trave 17, fissata a terra, che sostiene a sbalzo detti mandrini Ila, llb.

I mandrini Ila, llb ruotano su rispettivi cuscinetti 18 rispetto a detta struttura a trave 17. La posizione di detti motori 15a, 15b in asse ai rispettivi mandrini Ila, llb e direttamente in presa sugli assi mandrino 16a, I6b in posizione di stretta prossimità assicura una trasmissione del moto estremamente efficace, resistente a sollecitazioni meccaniche, elettriche e termiche anche violente in una struttura facile da manutenzionare e da smontare.

La struttura 13 illustrata in fig. 1 è girevole attorno al proprio asse longitudinale 14 per la presenza di un motore assiale, quale il motore 19. Detto motore 19 permette la rotazione della struttura girevole 13 per portare i mandrini Ila, llb, in funzione della fase del ciclo di avvolgimento in atto, dalla posizione di avvolgimento alla posizione di attesa nastro e viceversa.

La presenza di un motore 19 coassiale all'asse di rotazione 14 della struttura girevole 13 ed in presa diretta con l'asse di rotazione senza elementi intermedi di trasmissione del moto, rinvìi, giunti, eco., assicura una elevata resistenza alle sollecitazioni meccaniche ed una efficace trasmissione del moto.

In fig. 2 sono illustrati gli elementi di aggancio/sgancio rapido 21 e le boccole di montaggio 22 per la sostituzione rapida dei mandrini Ila, llb. In fig. 1 è illustrato l'elemento di supporto verticale 23 che sostiene la bobina 20 una volta terminato l'avvolgimento ed il relativo carro 25 per l'estrazione della bobina 20 dall'aspo.

Può essere presente un ulteriore elemento di supporto cooperante con l'estremità esterna dell'asse mandrino e qui non illustrato, il quale viene utilizzato per supportare il peso della bobina 20 in avvolgimento nella posizione finale.

Nella variante di fig. 2, il motore 19 che porta in rotazione la struttura girevole 13 è posto su un asse parallelo ma non coincidente con l'asse longitudinale di rotazione 14 della struttura stessa e trasmette il moto ad essa mediante un ingranaggio di trasmissione 24 ed una ruota dentata 26.

Secondo un'ulteriore variante il motore 19 presenta asse ortogonale all'asse longitudinale 14 della struttura girevole 13.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1 - Aspo avvolgitore a carosello per nastri/lamiere di spessore sottile ed ultrasottile, fino a 0,5 mm, laminate a caldo ed uscenti in continuo da un treno di laminazione a velocità di 20 ra/sec e più, detto aspo comprendendo una coppia di mandrini (Ila, llb) disposti con rispettivi assi fra loro paralleli (12a, 12b) ed associati ad una struttura girevole attorno ad un asse longitudinale (14) sostanzialmente intermedio a detti assi (12a, 12b), detti mandrini (Ila, llb) presentando alternativamente una posizione di avvolgimento ed una posizione di attesa nastro, detti mandrini (Ila, llb) e detta struttura girevole (13) cooperando con rispettivi mezzi di azionamento e con una struttura a trave (17) fissata a terra, caratterizzato dal fatto che i mezzi di azionamento dei mandrini (Ila, llb) sono costituiti da rispettivi motori (15a, 15b) disposti cadauno coassialmente al rispettivo mandrino (Ila, llb). 2 - Aspo avvolgitore come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i motori (15a, 15b) sono disposti con cavità assiale associata al rispettivo asse mandrino (16a, 16b) in una posizione subito a monte della struttura a trave (17). 3 - Aspo avvolgitore come alla rivendicazione 1 o 2 c aratterizzato dal fatto che i mezzi di a zionammeento della struttura girevole (13) sono costituiti da mezzi motore (19) coassiali all'asse longitudinale di rotazione (14) di detta struttura girevole (13) . 4 - Aspo avvolgitore come alla rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che i mezzi di azionamento della struttura girevole (13) sono costituiti da mezzi motore (19) disposti con asse parallelo e disassato rispetto all'asse longitudinale di rotazione (14) di detta struttura girevole (13). 5 - Aspo avvolgitore come alla rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che i mezzi di azionamento della struttura girevole (13) sono costituiti da mezzi motore (19) disposti con asse ortogonale all'asse longitudinale di rotazione (14) di detta struttura girevole (13). 6 - Aspo avvolgitore come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che adotta i contenuti di cui alla descrizione ed ai disegni.