ITMI20130229A1 - Spianatrice a rulli per lamiere e procedimento per spianare con essa una lamiera - Google Patents

Description

SPIANATRICE A RULLI PER LAMIERE E PROCEDIMENTO PER

SPIANARE CON ESSA UNA LAMIERA

Campo dell’invenzione

[1] La presente invenzione riguarda una spianatrice a rulli per lamiere. Più in particolare l'invenzione riguarda una spianatrice provvista di limitatori di coppia per limitare e/o regolare la coppia che aziona i suoi rulli di spianatura.

Stato della tecnica

[2] E' attualmente noto aumentare la planarità delle lamiere metalliche e ridurne le tensioni interne tramite spianatrici a rulli.

Tali macchine sono provviste di due piani di rulli spianatori paralleli e sfalsati, in modo da comprimere e guidare la lamiera in un percorso ondulato per provocarne, attraverso flessioni alternate, lo snervamento in una porzione elevata del suo spessore. In tal modo si ottiene la spianatura della lamiera per plasticizzazione, e la riduzione di irregolarità di forma e delle tensioni interne eventualmente presenti. Esempi di spianatrici a rulli note sono descritti nelle pubblicazioni EP60965, WO 89/07992 ed IT1355222, quest'ultimo corrispondente alla domanda di brevetto italiano n° MI2004A479.

Nelle spianatrici note i rulli di spianatura sono solitamente azionati tramite un gruppo distributore/riduttore che ripartisce tra più allunghe la potenza meccanica fornita da un motore; ogni allunga aziona un rullo spianatore. Il gruppo distributore/riduttore comprende solitamente una o una pluralità di ruote dentate motrici che ingranano e azionano ruote dentate satelliti. Queste ruote dentate satelliti azionano le allunghe tramite un secondo stadio di ulteriori ruote dentate satelliti.

[3] In alcune spianatrici note, le allunghe azionano i rulli di spianatura tramite chiavette che, lavorando oltre un certo limite di coppia resistente, si spezzano evitando danni da sovraccarico agli elementi della trasmissione, o ai rulli spianatori. In quest'ultimo tipo di spianatrici, dopo un limitato periodo di funzionamento, i rulli spianatori presentano superfici sfaccettate causate da vibrazioni torsionali generate dal contrasto tra la rigidezza degli accoppiamenti meccanici a monte dei rulli di azionamento, e in particolare nel gruppo distributore/riduttore, e le forze scambiate tra rulli e lamiera da lavorare.

Infatti da una parte la trasmissione meccanica a monte dei rulli, di cui il gruppo distributore/riduttore e le allunghe fanno parte, tende a far ruotare i vari rulli spianatori alla stessa velocità, mentre d'altra parte le diverse curvature imposte alla lamiera durante la lavorazione tendono a far ruotare ciascun rullo spianatore a una velocità propria e diversa da quelle degli altri rulli.

[4] Per contro, il sistema di distribuzione e trasmissione puramente meccanica sopra descritto del moto a monte dei rulli spianatori, é più adatto a trasmettere elevate coppie di azionamento in spazi relativamente molto ristretti, quale il volume di spazio occupato dall'assieme dei rulli spianatori, rispetto per esempio a sistemi di trasmissione idraulica. Questo vantaggio é particolarmente apprezzabile nella spianatura di lamiere di acciai ad alta resistenza, dove sono necessari rulli spianatori di piccolo diametro e più ravvicinati.

[5] Per ridurre i pesanti inconvenienti causati dai fermi macchina dovuti alla rottura delle chiavette, il brevetto IT1355222 descrive una spianatrice a rulli in cui i collegamenti a chiavetta sono sostituiti da limitatori di coppia a dischi di frizione che limitano la coppia massima che le allunghe possono trasmettere ai rulli spianatori. Questo tipo di limitatori di coppia é in grado di trasmettere coppie assai elevate pur essendo di dimensioni assai contenute. La coppia massima trasmissibile può essere regolata agendo su grani filettati che variano il precarico delle molle a tazza, le quali a loro volta premono i dischi di frizione gli uni contro gli altri.

[6] Tuttavia per regolare i grani filettati é necessario fermare tale spianatrice e smontare le allunghe in modo da poter raggiungere l'interno dei limitatori di coppia a dischi. Ciò comporta chiaramente indesiderati e improduttivi fermi macchina.

[7] Pertanto uno scopo della presente invenzione à ̈ fornire una spianatrice o un procedimento di spianatura in cui sia possibile regolare più facilmente e velocemente, rispetto alle spianatrici note, la coppia massima che i rulli spianatori possono applicare alla lamiera da lavorare.

Sommario dell’invenzione

[8] Tale scopo viene conseguito, in un primo aspetto della presente invenzione, con una spianatrice a rulli avente le caratteristiche secondo la rivendicazione 1. In un secondo aspetto dell'invenzione, tale scopo viene conseguito con un procedimento avente le caratteristiche secondo la rivendicazione 13.

Ulteriori caratteristiche del processo sono oggetto delle rivendicazioni dipendenti.

[9] I vantaggi conseguibili con la presente invenzione risulteranno più evidenti, al tecnico del settore, dalla seguente descrizione dettagliata di alcuni esempi di realizzazione particolare a carattere non limitativo, illustrati con riferimento alle seguenti figure schematiche.

Elenco delle Figure

Figura 1 mostra una vista laterale del sistema di trasmissione e distribuzione di una spianatrice utilizzabile per attuare un procedimento di spianatura secondo una prima forma di realizzazione particolare dell'invenzione;

Figura 2 mostra una vista frontale del sistema di trasmissione e distribuzione di Figura 1;

Figura 3 mostra una vista laterale, parzialmente in sezione, di un limitatore di coppia del sistema di trasmissione e distribuzione di Figura 1;

Figura 4 mostra una vista prospettica dei rulli spianatori della spianatrice di Figura 1;

Figura 5 mostra una prima vista prospettica di un limitatore di coppia secondo una seconda forma di realizzazione particolare dell'invenzione;

Figura 6 mostra una seconda vista prospettica, parzialmente in sezione secondo il piano di sezione VI-VI, del limitatore di coppia di Figura 6;

Figura 7 mostra una vista prospettica in esploso del meccanismo a piano inclinato del limitatore di coppia di Figura 6.

Descrizione dettagliata

[10] Nella presente descrizione, per "coppia di taratura" si intende la massima coppia trasmissibile da un limitatore di coppia 40 misurata direttamente alle estremità dei due alberi motori, di monte e di valle, uscenti dal limitatore stesso, mentre per coppia limite si intende la coppia con cui un rullo spianatore é azionato, misurata sul rullo stesso, quando la coppia trasmessa dal relativo limitatore di coppia 40 é pari alla sua coppia di taratura.

Le Figure 1-4 sono relative a una spianatrice secondo una prima forma di realizzazione particolare dell'invenzione, indicata con il riferimento complessivo 31 e utilizzabile per attuare il procedimento secondo l'invenzione spianando lamiere metalliche, per esempio in forma di fogli o nastri.

La spianatrice 31 é preferibilmente del tipo a rulli multipli ( multi-roll ). I rulli di spianatura R1-R21 sono paralleli e sfalsati, cioà ̈ disposti a quinconce o comunque in modo da non sovrapporre verticalmente i loro assi permettendo a una lamiera da lavorare L di passare tra i due strati di rulli spianatori R1-R21 stessi seguendo un percorso ondulato, quest'ultimo mostrato a titolo di esempio in Figura 4. Il percorso ondulato della lamiera, consiste in una serie di pieghe a serpentina della lamiera, alternate verso l'alto e verso il basso con riferimento alla direzione di avanzamento della lamiera stessa; le frecce F1 e F2 indicano le direzioni di scorrimento della lamiera da lavorare L in ingresso e in uscita dalla spianatrice 31 (Figura 4).

[11] I rulli spianatori R1-R21 sono azionati da un sistema di trasmissione e distribuzione 10 il quale può essere azionato da un distributore/riduttore 30 di tipo noto e comprende preferibilmente una pluralità di allunghe.

[12] Il distributore/riduttore 30 é azionato da una opportuna presa di potenza meccanica, quale per esempio l'albero di uscita di un motore per esempio idraulico o elettrico, e può comprendere per esempio una, due o più ruote dentate motrici che ingranano con ruote dentate satelliti azionandole. Queste prime ruote dentate satelliti possono azionare le allunghe direttamente oppure per esempio tramite un secondo stadio di ulteriori ruote dentate satelliti.

Il sistema di trasmissione e distribuzione 10 trasmette, pertanto, la coppia motrice proveniente dal distributore/riduttore 30 ai rulli R1-R21 della spianatrice 31.

Ogni allunga comprende preferibilmente due porzioni telescopiche, una prima porzione 11 ed una seconda porzione 12.

[13] Preferibilmente la prima porzione 11 presenta l’estremità rivolta verso il distributore/riduttore dotata di una testa 14 ad innesto terminante in un’estremità sferica dotata di dentatura 18 per ricevere la coppia trasmessa ad inclinazioni variabili. Quest’ultimo accorgimento unitamente alla telescopicità é utile per esempio per smontare e sostituire le allunghe 11, 12.

Analogamente anche la seconda porzione 12 di allunga à ̈ preferibilmente dotata di testa 16, che a sua volta presenta dentature per l’impegno di un giunto 17 analogamente dentato e fissato alla testa del corrispondente rullo R1-R21.

[14] Figura 3 mostra un esempio di limitatore di coppia 100, secondo una prima forma di realizzazione dell'invenzione, di cui la spianatrice 31 é preferibilmente provvista per trasmettere la coppia dal distributore/riduttore a ciascuna prima porzione 11 di allunga fino ad un valore prestabilito e pretarato,. Preferibilmente il limitatore di coppia 100' trasmette la coppia motrice ai rulli R1-R21 mediante un sistema ad attrito comprendente dischi di frizione 50, 51 giacenti in piani normali all'asse di rotazione AR dell'allunga a cui il limitatore 40' é fissato.

Preferibilmente il limitatore di coppia comprende un manicotto esterno 43 avente funzione d’involucro, ad un’estremità del quale à ̈ montato un anello 41 fissato mediante viti 44.

[15] L’anello 41 à ̈ provvisto di dentatura 42 atta ad impegnare la corrispondente dentatura 18 prevista sulla testa 14 della prima porzione di allunga 11.

Internamente al manicotto esterno 43 e coassialmente a questo à ̈ preferibilmente alloggiato un albero scanalato 49 recante i dischi di frizione 50 motori montati intervallati ai dischi condotti 51 ed atti a contattarli per esercitare l’attrito necessario. I dischi di frizione 51 sono invece montati, in modo da poter scorrere assialmente, in una sede scanalata ricavata all'interno dell'involucro esterno 43. Per esempio sull'involucro esterno 43 é ricavato un opportuno spallamento anulare 430 contro cui i dischi 50, 51 possono essere spinti assialmente.

[16] L’albero scanalato 49 à ̈ fissato solidalmente all'albero 112 che aziona uno fra i rulli spianatori R1-R21, per esempio tramite il tappo anulare 48 e la vite 490, ed é preferibilmente supportato in rotazione rispetto al manicotto esterno 43 mediante cuscinetti 52 e presenta l’estremità uscente dal limitatore fissata ad un mozzo di trasmissione 33 atto a ricevere il movimento dal sistema di motorizzazione e trasmissione 30. La spinta assiale dell'attuatore 102, descritto nel seguito, à ̈ preferibilmente applicata ai dischi di frizione 50, 51 attraverso:

-il cuscinetto reggispinta 104A, il quale é montato sul manicotto esterno 43 e assialmente solidale con esso; -il distanziale 119, il quale é assialmente scorrevole rispetto agli alberi scanalati 43 e 49; e

-il cuscinetto reggispinta 104B, il quale é montato sul tappo anulare 48 o comunque solidale all'albero scanalato 49, ed é assialmente solidale con l'albero stesso. I due reggispinta 104A, 104B assieme ai due cuscinetti radiali 52 da una parte rendono indipendenti tra loro le rotazioni del manicotto esterno 43 e della testa a innesto 14, d'altra parte permettono di montare il cilindro idraulico dell'attuatore 102 sulla carcassa portante 106 della spianatrice 31.

[17] Secondo un aspetto dell'invenzione, ciascun limitatore di coppia 40 é predisposto per limitare a una coppia limite predeterminata la coppia motrice massima che ciascuna allunga 11, 12 può trasmettere a un relativo rullo spianatore R1-R21, azionandolo, ed é provvisto di un regolatore di coppia 100 predisposto per variare la coppia limite predeterminata anche mentre la spianatrice 31 sta spianando la lamiera da lavorare L.

Come risulterà più chiaramente in seguito, ciascun limitatore di coppia 40, o comunque ciascuna allunga 11, 12 é predisposta per continuare ad azionare il relativo rullo spianatore R1-R21 anche dopo aver raggiunto la coppia limite predeterminata.

Preferibilmente ciascun limitatore di coppia é a sua volta provvisto di un attuatore 102 predisposto per variare la coppia limite predeterminata anche mentre la spianatrice 31 sta spianando la lamiera da lavorare L. Preferibilmente l'attuatore 102 é predisposto per comprimere i dischi di frizione 50, 51 l'uno contro l'altro con pressione variabile, almeno secondo una direzione parallela all'asse di rotazione predeterminato della pluralità dei dischi di frizione stessi.

[18] L'attuatore 102 comprende preferibilmente uno o più cilindri idraulici e una relativa pompa di alimentazione (quest'ultima non mostrata), ma alternativamente può anche comprendere un cilindro pneumatico, un attuatore lineare piezoelettrico, un elettromagnete a solenoide o altri tipi di attuatori lineari elettrici o elettromagnetici, un meccanismo a piano inclinato; in ogni caso tali meccanismi sono predisposti per comprimere l'uno contro l'altro con una pressione regolabile i dischi di frizione 50, 51.

Come mostrato in Figura 3, preferibilmente l'attuatore 102 comprende un unico cilindro idraulico di forma tubolare, e l'albero solidale al rullo di laminazione R1-R21 é infilato nella cavità interna del cilindro tubolare, in modo da distribuire molto uniformemente le pressioni assiali applicate dal cilindro ai dischi 50, 51.

[19] Vantaggiosamente il regolatore di coppia 100 comprende un sistema di controllo predisposto per controllare per esempio in retroazione il regolatore di coppia di almeno uno dei limitatori di coppia 40, per esempio in modo da variare nel tempo la coppia di taratura del limitatore di coppia 40 o più in generale la forza assiale con cui i dischi 50, 51 sono compressi gli uni contro gli altri. Tale sistema di controllo comprende l'unità logica 108 e, se si tratta di un sistema con retroazione, un opportuno sensore 110 predisposto per rilevare una opportuna variabile in ingresso, quale per esempio la coppia che la testa a innesto 14 applica al manicotto esterno 43, oppure la differenza tra le velocità di rotazione del manicotto esterno 43 e l'albero 11 o 12 rotazionalmente solidale con i rulli spianatori R1-R21 o ancora le differenze di velocità tra la superficie esterna di un rullo R1-R21 e la lamiera trattata.

[20] L'unità logica può comprendere per esempio un microprocessore elettronico.

Il sensore 110 può essere un sensore di coppia senza contatto a effetto magnetostrittivo, che offre diversi vantaggi, quali per esempio la possibilità di rilevare la coppia resistente senza contatto e di funzionare anche a bagno d'olio o in ambienti relativamente sporchi.

Sulla base delle rilevazioni del sensore 110 l'unità logica 108 invia opportuni segnali di comando -per esempio segnali di comando elettrici, idraulici, pneumatici o meccanici- all'attuatore 102, il quale varia la pressione con cui comprime i dischi di frizione 50, 51 variando conseguentemente la coppia limite di slittamento del limitatore di coppia 40, ovvero la massima coppia che il limitatore può trasmettere; quando la coppia motrice trasmessa dalla relativa allunga inizia a superare la coppia limite di slittamento, i dischi di frizione 50 iniziano a slittare rispetto ai dischi 51 e il limitatore 40 continua ad azionare l'allunga trasmettendole una coppia pari o inferiore alla coppia limite di slittamento, a seconda per esempio del fatto che il coefficiente di attrito statico dei dischi di frizione sia rispettivamente pari o superiore al coefficiente di attrito dinamico.

[21] Non appena la coppia resistente, o comunque la coppia trasmessa dall'allunga 11, scende al di sotto del limite, il limitatore 40 riprende a trasmetterla interamente ai rulli R1-R21 senza slittare. La coppia limite di slittamento aumenta all'aumentare della forza con cui l'attuatore 102 preme i dischi di frizione 50, 51 assieme tra loro.

L'unità logica 108 può implementare chiaramente vari algoritmi di controllo, cercando per esempio di mantenere la coppia di slittamento dei dischi 50, 51 costante nel tempo e nell'intorno di un opportuno valore obiettivo. In questo modo il limitatore di coppia 40 protegge le trasmissioni quando queste sono soggette a sovraccarichi, ad esempio generate da eccessive irregolarità superficiali o spessore della lamiera da spianare.

[22] In un'altra forma di realizzazione non mostrata, anzichà ̈ un metodo di controllo in retroazione, cioé in anello chiuso, il sistema di controllo può implementare un metodo di controllo in anello aperto.

[23] Per assicurare una lubrificazione automatica del limitatore, nella zona dei dischi 50,51 il manicotto esterno può essere per esempio provvisto di finestre d’ingresso 53 e di uscita 54 per il passaggio del lubrificante. Alternativamente i limitatori di coppia 40 possono essere provvisti di un sistema di lubrificazione a bagno d'olio, o di altri tipi ancora. Le Figure 5-7 sono relative a una spianatrice, indicata con il riferimento complessivo 30', secondo una seconda forma di realizzazione dell'invenzione.

La spianatrice 30' può differire dalla spianatrice 30 precedentemente descritta per il fatto che i suoi regolatori di coppia 100' comprendono un meccanismo a piano inclinato 103 predisposto per variare la coppia limite predeterminata, ovvero la coppia di slittamento dei limitatori di coppia 40' dei quali i regolatori di coppia 100' fanno parte.

Preferibilmente il meccanismo a piano inclinato 103 é predisposto per variare la coppia limite predeterminata variando la forza con cui i dischi di frizione 50, 51 del limitatore 40' sono spinti gli uni contro gli altri almeno in direzione parallela all'asse di rotazione AR predeterminato. A tale scopo il meccanismo 103 può comprendere almeno un primo elemento sostanzialmente a forma di cuneo 105 ed eventualmente un secondo elemento a forma di cuneo 107, predisposti per scorrere l'uno sopra l'altro perpendicolarmente o trasversalmente (freccia F3) all'asse di rotazione AR dei dischi 50, 51.

Vantaggiosamente il meccanismo a piano inclinato 103, o almeno il suo primo 105 e il suo eventuale secondo elemento a forma di cuneo 107 sono fissati alla carcassa portante 106' della spianatrice 30' senza ruotare solidalmente con le parti rotanti del relativo limitatore di coppia 40' o con le porzioni di allunga 11, 12 azionate o che azionano tale limitatore 40'.

A tale scopo nel primo 105 e nell' eventuale secondo elemento a forma di cuneo 107 sono ricavate delle rispettive aperture passanti 109, 111 attraverso le quali passa l'allunga 11, 12 azionata o che aziona il limitatore 40' in questione, in modo da attraversare l'elemento a cuneo 105, 107 preferibilmente senza toccarli direttamente, permettendo così di regolare la coppia di slittamento del limitatore 40' mentre la spianatrice 30' funziona e le allunghe 11, 12 stanno ruotando. Come mostrato in Figura 6, il primo cuneo 105 può essere fissato su una opportuna guida di scorrimento 113 solidale con la carcassa portante 106' della spianatrice e funzionare esso stesso da guida di scorrimento per il secondo cuneo 107, in modo che avvitando o svitando -per esempio manualmente- la vite di comando 115, il primo 105 e il secondo cuneo 107 scorrono perpendicolarmente o trasversalmente ai segmenti di allunga 11, 12 (freccia F3) variando la forza di compressione assiale con cui i dischi di frizione 50, 51 vengono premuti l'uno contro l'altro. Il secondo cuneo 107 può essere fissato all'albero scanalato 49' sul quale sono montati in modo scorrevole i dischi di frizione motori 50. In particolare il cuneo 107 può essere montato in modo da comprimere con forza variabile il pacco di molle a tazza 117 montate in modo da poter scorrere assialmente sull'albero scanalato 49'. Le molle a tazza 117 permettono di regolare con maggiore precisione la forza con cui i dischi di frizione 50, 51 vengono compressi; quando per comprimere i dischi di frizione 50, 51 si utilizzano attuatori sufficientemente precisi, come per esempio l'attuatore idraulico 102 di Figura 3, il limitatore di coppia può essere anche sprovvisto delle molle a tazza 117.

[24] Come già esposto nel brevetto IT1355222, la spianatrice 31 precedentemente descritta permette manutenzioni più diradate nel tempo, subisce meno frequentemente rotture e deformazioni ed é in grado di fornire una produzione di maggiore qualità e costanza nel tempo; in generale la spianatrice 31 offre tutti i vantaggi descritti nel brevetto IT1355222. La spianatrice 31 permette inoltre di variare velocità e precisione molto maggiori la coppia limite predeterminata dei vari limitatori di coppia 40, in particolare mentre la spianatrice sta funzionando. In ogni caso, sia che implementi un metodo di controllo in retroazione, sia che implementi un metodo di controllo in anello aperto, non richiedendo la regolazione manuale di un gran numero di grani filettati, e conseguentemente di dover smontare le rispettive allunghe, il sistema di controllo della spianatrice 30 permette di variare automaticamente, molto più velocemente -in modo praticamente istantaneo- le coppie limite dei diversi limitatori di pressione, anche l'una indipendentemente e diversamente le une dalle altre, come verrà descritto più dettagliatamente in seguito a titolo d'esempio. Per contro, regolare manualmente i grani di una spianatrice secondo il brevetto IT1355222, che comporta lo smontaggio delle allunghe, richiede solitamente almeno qualche ora.

Consentendo una regolazione delle coppie di slittamento a spianatrice funzionante e in tempo reale, i limitatori di coppia e il sistema di controllo secondo l'invenzione permettono di avere un immediato riscontro, anche visuale, degli effetti della regolazione, permettendo di ottimizzarla con maggior precisione anche in caso di regolazione manuale; permettono inoltre di regolare le coppie limite con strategie e modalità molto più complesse, quali per esempio quelle descritte nella domanda di brevetto italiano depositata dalla richiedente nella stessa data di deposito della presente domanda, per esempio spianando la lamiera non solo con sollecitazioni di flessione, ma anche con sollecitazioni combinate di flessione e trazione. Questi vantaggi sono tanto più rilevanti e apprezzabili considerando che si desidera generalmente regolare una spianatrice in base alle caratteristiche di ciascuna lamiera di volta in volta trattata. I limitatori di coppia e il sistema di controllo secondo l'invenzione permettono anche di migliorare il rendimento energetico di una spianatrice e la qualità superficiale della lamiera trattata, riducendo le suddette sfaccettature dei rulli di spianatura, aumentando la vita operativa dei rulli e in generale eliminando o comunque riducendo notevolmente gli inconvenienti causati dalle suddette vibrazioni torsionali.

Vengono ora descritti alcuni esempi di modalità per controllare e impostare le coppie limite dei limitatori di coppia, modalità sofisticate rese possibili o comunque più facilmente realizzabili con le spianatrici secondo l'invenzione precedentemente descritte.

Secondo un primo possibile criterio di controllo i limitatori di coppia 40 sono vantaggiosamente tarati o controllati -per esempio ma non necessariamente in tempo reale con un controllo in retroazione- in modo da lavorare tutti in condizione di continuo slittamento e che tutti i rulli spianatori siano pressoché perfettamente sincronizzati con la velocità delle fibre esterne della lamiera con cui sono a contatto.

La spianatrice lavora così sostanzialmente come un differenziale automobilistico che ridistribuisce più correttamente e uniformemente la coppia motrice tra i vari rulli spianatori R1-R21 permettendo a ciascun rullo di ruotare con una velocità propria indipendente da quella degli altri rulli; tutti i rulli spianatori R1-R21 esercitano un'azione motrice e nessuno esercita un lavoro resistente.

[25] Ciò può essere realizzato per esempio facendo sì che le coppie di taratura dei vari limitatori di coppia siano sostanzialmente uguali fra loro, a meno di opportune tolleranze in eccesso o in difetto rispetto al loro valor medio, e sostanzialmente pari alla media delle coppie di spianatura che le varie allunghe 11, 12 normalmente trasmetterebbero ai rulli R1-R21 durante la spianatura in assenza sia dei limitatori di coppia 40 sia di guasti o inceppamenti della spianatrice. Tale media delle coppie di spianatura può essere per esempio ma non necessariamente una media aritmetica non pesata. Le opportune tolleranze delle coppie di taratura preferibilmente pari o inferiori a il 30 % del loro valor medio.

[26] Più preferibilmente le coppie di taratura dei vari limitatori di coppia sono sostanzialmente uguali fra loro a meno di una tolleranza pari a il 15 % del loro valor medio, e ancor più preferibilmente a meno di una tolleranza pari a il 5 % del loro valor medio.

[27] Eventualmente la media delle coppie di taratura dei vari limitatori di coppia 40 può variare entro 0,8-1,2 volte la media delle coppie di spianatura che le varie allunghe 11, 12 normalmente trasmetterebbero ai rulli R1-R21 durante la spianatura in assenza sia dei limitatori di coppia 40 sia di guasti o inceppamenti della spianatrice.

[28] In un secondo possibile criterio di controllo, la coppia di taratura di almeno un limitatore di coppia 40 o 40' é pari o inferiore a 1,5 volte la minima coppia a lavoro di deformazione nullo, cioé la minima coppia che il limitatore 40 in questione dovrebbe trasmettere per far ruotare il relativo rullo spianatore se il lavoro di deformazione fatto da quel rullo sulla lamiera da lavorare fosse nullo, e quindi per esempio se un nastro di lamiera attraversasse la spianatrice 31 senza essere deformata plasticamente dai rulli e il limitatore di coppia 40 o 40' dovesse vincere principalmente solo gli attriti di rotolamento di primo distacco e la resistenza delle guarnizioni della spianatrice.

In tal caso, il limitatore di coppia 40, 40' tarato alla minima coppia a lavoro di deformazione nullo é preferibilmente quello che aziona almeno uno tra i seguenti rulli spianatori:

-il rullo più a monte R1;

-il rullo inferiore più a monte;

-i due o tre rulli più a valle R19-R21.

Si é infatti riscontrato che, a causa delle suesposte interazioni tra rulli spianatori e lamiera, il rullo più a monte R1, il rullo inferiore più a monte e i due o tre rulli più a valle R19-R21 si oppongono quasi sempre al movimento di avanzamento della lamiera, generando un'azione frenante e resistente sul distributore/riduttore 30.

[29] Più preferibilmente, tutti i limitatori di coppia 40 sono tarati con una coppia di taratura pari o inferiore a 1,1-1,2 volte la minima coppia a lavoro di deformazione nullo. Ciò ottimizza il rendimento della motorizzazione della macchina, aumenta la durata dei rulli spianatori grazie alla sostanziale eliminazione dello slittamento tra rulli spianatori R1-R21 e lamiera L da spianare e, per lo stesso motivo, migliora la qualità superficiale della lamiera spianata. A differenza della terza forma di realizzazione però, i limitatori di coppia 40 non lavorano tutti in condizione di continuo slittamento.

[30] In un terzo possibile criterio di controllo, i limitatori di coppia 40 che azionano un opportuno numero di rulli spianatori di monte -per esempio i primi 2-5 rulli, cioà ̈ i rulli R1 e R2, i rulli R1-R3, R1-R4 oppure ancora i rulli R1-R5- sono tarati con una coppia di taratura molto bassa, per esempio indicativamente pari o inferiore a 0,3 volte la coppia media Cm dei vari limitatori di coppia 40. Per chiarezza la coppia di taratura media Cm può essere per esempio la media aritmetica delle varie coppie di taratura Ci di tutti i limitatori di coppia 40 associati a tutti i rulli R1-R21, ed essere calcolata per esempio con la seguente formula

Cm = Σi = 1...21 Ci /N

dove N é il numero complessivo dei rulli R1-R23.

Più preferibilmente i limitatori di coppia 40 che azionano un opportuno numero di rulli spianatori di monte sono tarati con una coppia di taratura pari o inferiore a 0,1 volte la coppia media Cm dei vari limitatori di coppia 40.

[31] Con questo ultimo criterio di taratura la coppia di taratura di un certo numero di limitatori di coppia di monte può essere assimilabile a una coppia nulla o quasi nulla rispetto alle coppie resistenti applicate agli altri rulli. I valori nulli o quasi nulli delle coppie di taratura rendono pressoché folli i relativi rulli spianatori di monte e fanno si che i restanti rulli a valle di essi svolgano anche il lavoro di spianatura dei rulli folli in ingresso trascinando il nastro metallico. I rulli folli generano da soli una forza resistente notevolissima, pertanto non é necessario applicare ad essi coppie resistenti tramite per esempio le relative allunghe 11, 12. Ciò si traduce in ogni caso in una sollecitazione combinata di flessione e trazione della lamiera da lavorare L, a differenza delle sollecitazioni di sola flessione ottenibile con i tradizionali processi di spianatura, con il conseguente beneficio di una miglior efficienza qualitativa e prestazionale del processo di spianatura.

[32] I criteri di taratura o controllo appena descritti permettono di distribuire più uniformemente le sollecitazioni meccaniche tra i vari rulli spianatori e le relative allunghe o in generale sistemi di trasmissione e azionamento, nonché di ridurre gli slittamenti tra rulli e lamiera rispetto alle spianatrici e ai processi di spianatura della tecnica nota. Ciò permette di migliorare il rendimento energetico di una spianatrice e la qualità superficiale della lamiera trattata, nonché spianare la lamiera non solo con sollecitazioni di flessione, ma anche con sollecitazioni combinate di flessione e trazione.

[33] Gli esempi di realizzazione precedentemente descritti sono suscettibili di diverse modifiche e variazioni pur senza fuoriuscire dall’ambito di protezione della presente invenzione. Per esempio i limitatori di coppia 40, 40' possono essere montati non solo tra il gruppo distributore/riduttore 30 e la relativa allunga, ma per esempio anche in un punto intermedio dell'allunga o tra l'allunga e il rullo spianatore da essa azionato. Le allunghe 11, 12 possono anche non essere telescopiche e possono essere sostituite con altri tipi di alberi di trasmissione. L'attuatore 102 può comprendere non solo un cilindro idraulico con pistone tubolare, ma anche una pluralità di cilindri idraulici a camera non anulare o tubolare e disposti a corona attorno all'albero solidale al rullo di laminazione R1-R21. Le molle a tazza 117 possono essere sostituite con altri elementi elastici. Il primo 105 e il secondo elemento a cuneo 107 possono essere sostituiti da altri componenti atti a realizzare meccanismi a piano inclinato, per esempio da componenti maschio e corrispondenti sedi femmine a forma conica, troncoconica, piramidale o a tronco di piramide, oppure da accoppiamenti filettati maschio/femmina. Anziché manualmente, la vite 115 può essere azionata o sostituita da un opportuno attuatore, per esempio da un motore rotativo o lineare, o ancora da un elettromagnete.

In generale tutti i dettagli sono sostituibili da elementi tecnicamente equivalenti. Per esempio i materiali utilizzati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze tecniche. Gli esempi ed elenchi di possibili varianti della presente domanda sono da intendersi come elenchi non esaustivi.

Claims (16)

1. RIVENDICAZIONI 1) Spianatrice a rulli (31) per lamiere, comprendente: -una pluralità di rulli spianatori (R1-R21) sostanzialmente paralleli tra loro e disposti in modo da formare sostanzialmente due strati affacciati e contrapposti in modo da permettere a una lamiera da lavorare (L) di passare tra i due strati di rulli spianatori (R1-R21) seguendo un percorso ondulato; -una pluralità di allunghe (11, 12); -una pluralità di limitatori di coppia (40,40'); e in cui: -ciascuna allunga (11, 12) é predisposta per azionare almeno uno dei rulli spianatori (R1-R21) e aziona o é azionata da uno dei limitatori di coppia (40, 40'); -ciascun limitatore di coppia (40, 40') é predisposto per limitare a una coppia limite predeterminata la coppia motrice massima che la relativa allunga (11, 12) può trasmettere a un relativo rullo spianatore (R1-R21), azionandolo, ed é provvisto di un regolatore di coppia (100, 100') predisposto per variare la coppia limite predeterminata anche mentre la spianatrice (31) sta spianando la lamiera da lavorare (L); -ciascun limitatore di coppia, o comunque ciascuna allunga (11, 12) é predisposta per azionare il relativo rullo spianatore (R1-R21) anche dopo aver raggiunto la coppia limite predeterminata.
2. 2) Spianatrice (31) secondo la rivendicazione 1, in cui il regolatore di coppia (100') é provvisto di un attuatore (102) predisposto per variare la coppia limite predeterminata anche mentre la spianatrice (31) sta spianando la lamiera da lavorare (L) e controllato da segnali di comando elettrici, idraulici, pneumatici o meccanici.
3. 3) Spianatrice (31) secondo la rivendicazione 1, in cui: -ciascun limitatore di coppia (40) comprende un giunto a dischi di frizione e due estremità di albero (112, 49; 14, 43) collegate a tale giunto, il quale a sua volta comprende una pluralità di dischi di frizione (50, 51) predisposti per ruotare su se stessi attorno a un asse di rotazione (AR) predeterminato e a essere compressi gli uni contro gli altri almeno in direzione parallela all'asse di rotazione (AR) predeterminato; -quando le due estremità di albero applicano al limitatore di coppia (40) una coppia inferiore alla coppia di taratura del limitatore, i dischi di frizione (50, 51) sono sostanzialmente solidali tra loro; -quando le due estremità di albero applicano al limitatore di coppia una coppia almeno pari alla coppia di taratura del limitatore, i dischi di frizione (50, 51) slittano gli uni rispetto agli altri mantenendo la coppia motrice massima trasmessa dall'allunga (11, 12) relativa al limitatore di coppia in questione al disotto della coppia limite predeterminata.
4. 4) Spianatrice (31) secondo la rivendicazione 3, in cui l'attuatore (102) é predisposto per comprimere i dischi di frizione (50, 51) l'uno contro l'altro con pressione variabile almeno nel tempo, almeno secondo una direzione parallela all'asse di rotazione predeterminato (AR) della pluralità dei dischi di frizione.
5. 5) Spianatrice (31) secondo la rivendicazione 2, in cui l'attuatore (102) comprende uno o più dei seguenti dispositivi: un cilindro idraulico, un cilindro pneumatico, un attuatore lineare piezoelettrico, un elettromagnete o altro attuatore lineare elettrico, elettromagnetico o elettromeccanico, un meccanismo a piano inclinato (103) e tali dispositivi sono predisposti per comprimere l'uno contro l'altro i dischi di frizione (50, 51) con pressione variabile.
6. 6) Spianatrice (31') secondo la rivendicazione 1, in cui il regolatore di coppia (100) comprende un meccanismo a piano inclinato (103) predisposto per variare la coppia limite predeterminata.
7. 7) Spianatrice (31') secondo la rivendicazione 5 o 6, in cui il meccanismo a piano inclinato (103) é predisposto per variare la coppia limite predeterminata variando la forza con cui i dischi di frizione (50, 51) sono spinti gli uni contro gli altri almeno in direzione parallela all'asse di rotazione (AR) predeterminato.
8. 8) Spianatrice (31') secondo la rivendicazione 5 o 6, in cui il meccanismo a piano inclinato (103) comprende almeno un elemento sostanzialmente a forma di cuneo (105, 107), di piramide, conico, troncoconico o a tronco di piramide.
9. 9) Spianatrice (31') secondo la rivendicazione 8, in cui: - l'almeno un elemento sostanzialmente a forma di cuneo (105, 107) fa parte di un limitatore di coppia (40') che aziona o é azionato da una relativa allunga (11, 12); e -nell'almeno un elemento sostanzialmente a forma di cuneo (105; 107) é ricavata un'apertura passante (109; 111) attraverso la quale passa la relativa allunga (11, 12) in modo da attraversare l'elemento sostanzialmente a forma di cuneo (105; 107).
10. 10) Spianatrice (31) secondo la rivendicazione 1, comprendente un sistema di controllo (108, 110) predisposto per controllare con o senza anelli di retroazione il regolatore di coppia (100) di almeno un limitatore di coppia (40, 40'), per esempio in modo da variare nel tempo la coppia di taratura del limitatore di coppia (40, 40').
11. 11) Spianatrice (31) secondo la rivendicazione 1, in cui il sistema di controllo (108, 110) é predisposto per controllare in retroazione il regolatore di coppia (100) di almeno un limitatore di coppia (40), e comprende un'unità logica (108) e per esempio: -un sensore di coppia (110), preferibilmente a effetto magnetostrittivo; e/o -un sensore di velocità.
12. 12) Spianatrice (31) secondo la rivendicazione 1, comprendente un numero di rulli spianatori (R1-R21) compreso tra 1 e 23.
13. 13) Procedimento per spianare una lamiera con una spianatrice a rulli, comprendente le seguenti operazioni: a) fornire una spianatrice a rulli (31, 31') avente le caratteristiche secondo una delle rivendicazioni precedenti, e comprendente inoltre: -una presa di potenza meccanica quale per esempio un albero motore; -un gruppo distributore/riduttore (30); b) far passare una lamiera da lavorare (L) tra i due strati di rulli spianatori (R1-R21) imponendo alla lamiera da lavorare (L) un percorso ondulato; c) azionare il gruppo distributore/riduttore (30) tramite la presa di potenza meccanica, in modo che quest'ultima azioni le allunghe (11, 12) e ripartisca tra di esse la potenza meccanica fornita dalla presa di potenza meccanica, e ciascuna allunga (11, 12) azioni almeno uno dei rulli spianatori (R1-R21); d) limitare a una coppia limite predeterminata tramite il relativo limitatore di coppia, la coppia motrice massima trasmissibile da ciascuna allunga (11, 12), in modo che durante la spianatura di una lamiera la coppia limite di almeno uno dei rulli spianatori di monte (R1-R10) sia sostanzialmente inferiore alla coppia motrice massima che l'allunga dell'almeno un rullo spianatore di monte (R1-R10) può trasmettere in assenza del relativo limitatore di coppia (40).
14. 14) Procedimento secondo la rivendicazione 13, comprendente l'operazione di tarare o regolare la coppia limite predeterminata di ciascun limitatore di coppia (40, 40') in modo che durante la spianatura di una lamiera ciascun limitatore di coppia trasmetta costantemente e regolarmente una coppia pari alla relativa coppia limite predeterminata, e per esempio i dischi di frizione (50, 51) slittino costantemente gli uni rispetto agli altri.
15. 15) Procedimento secondo la rivendicazione 13, comprendente l'operazione di tarare o regolare la coppia limite predeterminata di almeno un limitatore di coppia (40, 40') in modo che sia pari o inferiore a 1,5 volte la minima coppia a lavoro di deformazione nullo, cioé la minima coppia che il limitatore (40, 40') in questione dovrebbe trasmettere per far ruotare il relativo rullo spianatore se il lavoro di deformazione fatto da quel rullo sulla lamiera da lavorare fosse nullo.
16. 16) Procedimento secondo la rivendicazione 13, comprendente l'operazione di tarare o regolare la coppia limite predeterminata di almeno un limitatore di coppia (40, 40') che aziona un rullo di spianatura di monte in modo da mantenerla pari o inferiore a 0,3 volte la coppia media (Cm) dei vari limitatori di coppia (40, 40')