Dispositivo para el arrollamiento de un producto largo (10) que comprende un mandril (12) con una forma sustancialmente cilíndrica y que rota alrededor de su propio eje,

un elemento de contención (13) coaxial con dicho mandril (12), que rota conjuntamente con él y que define una pared frontal (32) para contener la bobina de producto (10) que va a ser conformada, en el que dicho mandril (12) comprende una zona de conformación (17) para al menos una primera espiral de dicha bobina y en el que dicho elemento de contención (13) comprende un canal anular (14) para sujetar el extremo delantero de dicho producto (10) alrededor de dicho mandril (12), en el que dicho elemento de contención (13) puede ser desplazado axialmente con respecto a dicho mandril (12) entre una primera posición en la que dicho extremo delantero de dicho producto (10) es insertado, primera posición en la cual dicho canal anular (14) está dispuesto en correspondencia con dicha zona de conformación (17), y una segunda posición en la que dicha bobina de producto (10) es completada, caracterizado porque en dicha segunda posición dicho canal anular (14) es desplazado de dicha zona de conformación (17), permaneciendo dicho elemento de contención (13) en dicha primera posición temporalmente y estando dicha segunda posición retraída con respecto a dicho mandril (12) de manera que dicho canal anular (14) se encuentre en el exterior del espacio ocupado por dicha bobina durante la terminación de dicha bobina

Procedimiento y dispositivo de arrollamiento para productos largos laminados o estirados.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un dispositivo de arrollamiento y al correspondiente procedimiento de arrollamiento para productos metálicos largos, ferrosos o no, tal como se obtienen mediante operaciones de estiramiento o laminado, ya se lleven a cabo en caliente o en frío de acuerdo con los preámbulos de las reivindicaciones 1 y 8, conociéndose un ejemplo de dichos procedimiento y dispositivo a partir del documento US-3 945 585. Para ser más exactos, la invención se refiere al enrollamiento de alambres, barras, bandas planas, vástagos (lisas o con nervaduras), o tubos, que presentan una sección transversal que puede ser redonda, cuadrada, redonda, hexagonal o de otro tipo, de diversos tamaños.

Para ser más exactos, la invención se refiere al dispositivo para guiar y contener el producto arrollado, sobre el mandril de devanado, con el fin de contenerlo lateralmente y para imponer sobre la bobina de conformación la forma externa deseada. El mandril de devanado puede tener un eje de rotación horizontal, vertical o inclinado.

La invención se aplica a máquinas de arrollamiento con eje en voladizo.

Antecedentes de la invención

En el estado de la técnica, son conocidos los problemas relacionados con el arrollamiento, sobre un mandril en rotación continua, de un producto de metal largo, ya sea laminado o estirado, que se desplaza a gran velocidad, que va a ser enrollado en espirales contiguas, adyacentes y superpuestas, de manera uniforme, para constituir bobinas muy compactas.

Es sabido que la operación para constituir la bobina, de manera que las espirales sean compactas y estén uniformemente distribuidas dentro de cada capa y a lo largo de toda la extensión longitudinal de la bobina, es muy delicada.

Así mismo, es conocido el problema de retirar del mandril las bobinas terminadas.

Si la operación para retirar la bobina no se lleva a cabo correctamente, pueden aparecer defectos en las bobinas terminadas, como por ejemplo las espirales enrolladas pueden soltarse y / o el rollo bobinado puede presentar una apariencia estética inadecuada. Así mismo, si la bobina no presenta una geometría regular, se producen problemas de apilamiento durante la etapa de almacenaje y, así mismo, problemas con la instalación de la bobina sobre la máquina que utiliza dicha bobina, y problemas con el correcto desenrrollamiento del producto arrollado.

Así mismo, es importante tener en cuenta el hecho de que si el extremo delantero del producto arrollado no está sujeto tal como llega, se produce un deslizamiento relativo entre el producto y el mandril, de forma que no puede empezar el arrollamiento. Por otro lado, si el extremo delantero del producto laminado se separa del canal de sujeción, después de la formación de unas pocas espirales (con el mandril sometido al par de torsión y fluyendo ya el producto laminado), la tensión de las bobinas se libera, se produce el consiguiente deslizamiento entre las partes y, por tanto, se crea un bloqueo corriente arriba del dispositivo de arrollamiento, con todos los problemas que se derivan de ello. Dicha separación durante la etapa de arrollamiento también viene facilitada por el arrollamiento progresivo del producto laminado el cual comienza a acortarse a medida que se encoge, empezando desde el extremo delantero, provocando así un efecto de estiramiento que provoca que el extremo delantero se salga del canal de agarre.

Es, por consiguiente, de la mayor importancia poder proporcionar una sujeción firme y duradera del segmento inicial del producto laminado sobre el mandril.

La patente europea EP-B-1.126.934 divulga una máquina de arrollamiento que comprende unas guías pertinentes, de forma sustancialmente semicircular, también conocidas como aletas u hojas de inserción. Dichas guías son capaces de interceptar el producto de metal que va a ser enrollado, a medida que llega desde la planta de laminación o de la máquina de estiramiento, y son capaces de facilitar la formación de las primeras espirales de la bobina sobre el mandril. Esta máquina de arrollamiento conocida, que presenta el eje del mandril en voladizo, comprende así mismo una placa de contención móvil para contener frontalmente la bobina, placa que coopera con la parte terminal, en voladizo, del mandril, y que puede disponerse en las siguientes dos posiciones límite: una primera posición para la formación de la bobina, en la que la placa de contención es ortogonal al eje geométrico del mandril y coaxial con él, y una segunda posición en la que la placa de contención es rotada en un ángulo, de modo aproximado, de 90º y está dispuesta sustancialmente en paralelo al eje geométrico del mandril, en una posición de no interferencia con la trayectoria sobre la cual la bobina terminada es descargada.

Antes de empezar a distribuir las espirales sobre el mandril, es necesario que el producto de metal que va a ser enrollado quede correctamente sujeto sobre el propio mandril; con este fin es necesario contar con un dispositivo que lleve a cabo la sujeción del producto de metal sobre el mandril con gran fiabilidad, precisión y repetibilidad.

La Patente estadounidense US-A 3,945,585 divulga un dispositivo de devanado para un producto laminado con una sección circular, dispuesto corriente abajo de una cadena de producción para el producto laminado y que comprende un mandril de tipo tambor, montado en voladizo y constituido por diversos segmentos independientes que pueden desplazarse en sentido radial entre una posición expandida, para devanar la bobina, y una posición contraída con el fin de facilitar la extrusión de la bobina después de que ha sido conformada. Coaxialmente con el mandril se dispone un manguito tipo campana, que puede ser desplazado axialmente, el cual se abocarda hacia la superficie de devanado del mandril y delimita una superficie de bloqueo respecto del extremo delantero del producto laminado que va a ser enrollado. De esta manera, las primeras espirales de la bobina quedan constantemente bloqueadas entre el manguito y el mandril, con el inconveniente de que, una vez que la bobina se ha completado, seguirá presentando sus primeras espirales sobresaliendo hacia el exterior de una de sus superficies laterales.

Una finalidad de la presente invención es conseguir un dispositivo de arrollamiento para productos de metal largos que garantice una considerable rapidez en la instalación de los medios móviles de contención frontal que cooperen con la parte terminal del mandril.

Otra finalidad de la invención es garantizar el correcto funcionamiento del proceso de arrollamiento.

Otra finalidad del dispositivo de acuerdo con la invención que sigue consiste en mejorar la calidad de la bobina final en términos de devanado, compacticidad, densidad, y capacidad de retención de las espirales.

Una finalidad adicional de la invención consiste en prevenir la aparición de daños y de una reducción de la calidad del producto.

Constituye, así mismo, una finalidad de la invención simplificar las operaciones de mantenimiento de dicho dispositivo.

Las ventajas obtenidas proporcionan una bobina que presenta un perfil geométrico deseado que permite sacar partido del espacio de almacenamiento, también en relación con su altura, optimizar las etapas de manipulación y transporte, y proporcionar un mejor funcionamiento de las máquinas de los usuarios, las cuales pueden con ello trabajar a mayor velocidad.

El solicitante ha concebido, puesto a prueba y en práctica la presente invención para superar los inconvenientes del estado de la técnica y para obtener estas y otras finalidades y ventajas.

Sumario de la invención

La presente invención se expone y caracteriza en las reivindicaciones principales, mientras que las reivindicaciones dependientes describen otras características de la presente invención o variantes con respecto a la idea inventiva principal.

De acuerdo con las finalidades expuestas, un dispositivo de arrollamiento para productos largos, ya sean laminados o estirados, de acuerdo con la presente invención está provisto de una guía y de un dispositivo de contención el cual presenta las características expuestas en la reivindicación 1.

Las finalidades se obtienen, así mismo, por medio de un procedimiento de arrollamiento del producto de metal largo que presenta las características de la reivindicación 8.

El dispositivo y el procedimiento...

1. Dispositivo para el arrollamiento de un producto largo (10) que comprende un mandril (12) con una forma sustancialmente cilíndrica y que rota alrededor de su propio eje, un elemento de contención (13) coaxial con dicho mandril (12), que rota conjuntamente con él y que define una pared frontal (32) para contener la bobina de producto (10) que va a ser conformada, en el que dicho mandril (12) comprende una zona de conformación (17) para al menos una primera espiral de dicha bobina y en el que dicho elemento de contención (13) comprende un canal anular (14) para sujetar el extremo delantero de dicho producto (10) alrededor de dicho mandril (12), en el que dicho elemento de contención (13) puede ser desplazado axialmente con respecto a dicho mandril (12) entre una primera posición en la que dicho extremo delantero de dicho producto (10) es insertado, primera posición en la cual dicho canal anular (14) está dispuesto en correspondencia con dicha zona de conformación (17), y una segunda posición en la que dicha bobina de producto (10) es completada, caracterizado porque en dicha segunda posición dicho canal anular (14) es desplazado de dicha zona de conformación (17), permaneciendo dicho elemento de contención (13) en dicha primera posición temporalmente y estando dicha segunda posición retraída con respecto a dicho mandril (12) de manera que dicho canal anular (14) se encuentre en el exterior del espacio ocupado por dicha bobina durante la terminación de dicha bobina.

2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho elemento de contención (13) incluye una superficie interna que se desliza axialmente la cual posibilita que dicho elemento de contención (13) se deslice axialmente entre dichas primera y segunda posiciones.

3. Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque comprende, así mismo, al menos un dispositivo de guía y de contención (15, 16) susceptible de ser accionado entre una primera posición de trabajo en la que coopera con dicho elemento de contención (13), y una segunda posición inactiva en la que está dispuesto distante de dicho elemento de contención (13).

4. Dispositivo de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, caracterizado porque comprende, así mismo, unos medios de sujeción (21) asociados con dicho mandril (12) y capaces de sujetar al menos temporalmente dicho extremo delantero de dicho producto (10).

5. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque dichos medios de sujeción comprenden unos medios de tenaza (21) susceptibles de ser selectivamente accionados y dispuestos en correspondencia con dicha zona de conformación (17) de dicho mandril (12).

6. Dispositivo de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, caracterizado porque una pared lateral de dicho canal anular (14) es paralelo a dicha pared frontal (32) de dicho elemento de contención (13), siendo al menos la primera espiral de dicho producto (10) capaz de apoyarse contra dicha pared lateral.

7. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque dicha pared lateral está constituida bajo la forma de una arista o diente anular (45), fijado sólidamente a como parte integral de dicho mandril (12).

8. Procedimiento para el enrollamiento de un producto largo (10) realizado por medio de un dispositivo que comprende un mandril (12) con una forma sustancialmente cilíndrica y que rota alrededor de su propio eje, y un elemento de contención (13) coaxial con dicho mandril (12), que rota conjuntamente con él y que define una pared frontal (32) para contener la bobina de producto (10) que va a ser conformada, comprendiendo el procedimiento las siguientes etapas:

- una primera etapa en la que un extremo delantero de dicho producto (10) es insertado dentro de un dispositivo de guía y contención (15, 16) capaz de guiar dicho extremo delantero hasta una posición sustancialmente tangente con una zona de conformación determinada (17) de dicho mandril (12), desarrollándose dicha primera etapa mientras dicho elemento de contención (13) está en una primera posición para la inserción de dicho extremo delantero de dicho producto (10), sustancialmente en correspondencia con dicha zona de conformación determinada (17) de dicho mandril (12);

- una segunda etapa en la que dicho extremo delantero de dicho producto (10) es introducido en un canal anular (14) de dicho elemento de contención (13);

- una tercera etapa al menos la primera espiral de dicho producto (10) es conformada dentro de dicho elemento de contención (13) alrededor de dicho mandril (12); y

caracterizado porque comprende

- una cuarta etapa en la que dicho elemento de contención (13) es desplazado axialmente con respecto a dicho mandril (12) hasta una segunda posición para la terminación de dicha bobina de producto (10), segunda posición en la que dicho canal anular (14) es desplazado de dicha zona de conformación (17), en una posición retraída con respecto a dicho mandril (12) de manera que dicho canal anular (14) se encuentre en el exterior del espacio ocupado por dicha bobina durante la terminación de dicha bobina.

9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque durante dicha cuarta etapa dicho dispositivo de guía y de contención (15, 16) está distante de dicho mandril (12).

10. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 8 o 9, caracterizado porque entre la segunda y la tercera etapas, son accionados temporalmente unos medios de sujeción (21) capaces de mantener el extremo delantero de dicho producto (10) fijo con respecto a dicho mandril (12).