TAMBOR ARROLLADOR PARA TREFILADORA(ES2115411)

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OFICINA ESPAÑOLA DE
PATENTES Y MARCAS
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kInt. Cl. : B21C 1/14
11 Número de publicación:
2 115 411
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ESPAÑA
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TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA
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kNúmero de solicitud europea: 96109941.3
kFecha de presentación : 20.06.96
kNúmero de publicación de la solicitud: 0 752 287
kFecha de publicación de la solicitud: 08.01.97
T3
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54 Tı́tulo: Tambor de arrollamiento para máquina trefiladora de alambre.
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73 Titular/es: Mario Frigerio S.p.A.
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72 Inventor/es: Frigerio, Marco y
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74 Agente: Curell Suñol, Marcelino
30 Prioridad: 07.07.95 IT MI951475
Via Ghislanzoni 73
I-22053 Lecco, Como, IT
45 Fecha de la publicación de la mención BOPI:
16.06.98
45 Fecha de la publicación del folleto de patente:
ES 2 115 411 T3
16.06.98
Aviso:
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Arnoldi, Luigi
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En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletı́n europeo de patentes,
de la mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina
Europea de Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar
motivada; sólo se considerará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de
oposición (art◦ 99.1 del Convenio sobre concesión de Patentes Europeas).
Venta de fascı́culos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, 1 – 28036 Madrid
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ES 2 115 411 T3
DESCRIPCION
La presente invención se refiere a tambores
de arrollamiento, en particular para máquinas de
trefilado de alambre, que disponen de una unidad
de refrigeración por fluido.
En el trefilado, el alambre, convencionalmente, pasa a través de una hilera, en la que su
sección se reduce por deformación plástica. La
acción de estirado se aplica mediante un tambor,
situado corriente abajo de la hilera, el cual al girar arrolla un determinado número de vueltas del
alambre sobre sı́ mismo; en el caso de máquinas
de trefilado múltiple, dicha operación se repite varias veces en sucesión, guiando el alambre desde el
tambor a la próxima hilera, y ası́ sucesivamente.
Es conocido que la energı́a utilizada para producir la deformación plástica del alambre se convierte en calor, que se transmite parcialmente a
la hilera y, en su mayor parte, al mismo alambre.
En dichas operaciones de mecanizado existe
inevitablemente el problema de eliminar calor del
alambre, ya que de otro modo las caracterı́sticas
estructurales del alambre empeorarı́an, con graves consecuencias para la calidad del producto final.
Dicha eliminación se realiza proporcionando
un intercambio de calor entre el alambre y el tambor, y es evidente que la cantidad de calor transferida es directamente proporcional al número de
vueltas arrolladas sobre el tambor, a la velocidad
del trefilado, y a la diferencia de temperatura entre el tambor y el alambre.
Con vistas a incrementar la diferencia de temperatura entre el tambor y el alambre, es extremadamente importante refrigerar el tambor, para
incrementar la cantidad de calor que se extraerá
del alambre.
Con vistas a resolver dicho problema, se han
proporcionado habitualmente diversas soluciones
que utilizan un fluido, en particular agua, como
medio intercambiador de calor.
Una de dichas soluciones supone utilizar una
cantidad prefijada de agua que, siendo alimentada
a través de una boquilla, se lleva en contacto con
la pared caliente del tambor. Elementos circulares, que son coaxiales e internos a la pared del
tambor, giran rı́gidamente con el tambor y forman espacios intermedios en los que el agua, por
medio de un sistema de pasos forzados, es forzada
a fluir y luego a salir a través de una salida que
está situada centrada con respecto a la pared del
tambor.
Aunque dicha solución es más simple y más
efectiva que otras anteriores, todavı́a adolece de
diversos inconvenientes; los principales son: insuficiente turbulencia del fluido en general y, en particular, el casi completo estancamiento del fluido
de refrigeración hacia la parte inferior de la pared
del tambor, donde se observa la mayor necesidad
de una refrigeración eficaz, puesto que la parte
inferior recibe el alambre más caliente; mantenimiento repetido, debido al atascamiento del fluido
en el fondo de los espacios intermedios; y fabricación y montaje bastante complicados, en vista
del gran número de componentes giratorios.
Además, en dicha solución, el perfil de la parte
inferior de la pared del tambor, en la pletina de so2
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porte del tambor, presenta una parte más gruesa
que dificulta el intercambio de calor entre el alambre y el fluido en la posición en la que, realmente,
como ya se ha mencionado anteriormente, está
arrollado el alambre más caliente.
El documento GB-A-651 708 da a conocer un
tambor de trefilado de alambre que presenta la
combinación de caracterı́sticas que se exponen en
el preámbulo de la reivindicación 1 anexa. Los
documentos GB-A-1 146 355, GB-A-1 159 590,
US-A-2 262 247, US-A-2 712 381, US-A-2 241956,
US-A-1 390 714, GB-A-781 011, SU-A-445 489, y
SU-A-939 153 dan a conocer otros ejemplos de
tambores de trefilado de alambre.
El objetivo principal de la presente invención
es eliminar los inconvenientes mencionados anteriormente, proporcionando una unidad de refrigeración que sea capaz de inducir una turbulencia
satisfactoria en el fluido mientras lo mantiene en
contacto con el cuerpo del tambor.
Dentro del ámbito de dicho objetivo, un objetivo particular de la invención es proporcionar una unidad que permita refrigerar el llamado
“punto caliente”, es decir, el punto en el que tiene
lugar el primer contacto con el alambre.
Otro objetivo de la presente invención es proporcionar una unidad de refrigeración que presente un número mı́nimo de partes giratorias.
Según la invención, se proporciona un tambor
de arrollamiento para una máquina de trefilado
de alambre según se define en la reivindicación 1.
Las reivindicaciones subordinadas 2 a 8 se refieren
a formas de realización preferidas de la invención.
Las caracterı́sticas particulares y las ventajas
de la presente invención resultarán más claras a
partir de la siguiente descripción detallada de una
forma de realización, preferida pero no exclusiva,
de un tambor que comprende una unidad de refrigeración por fluido, ilustrada solamente a modo
de ejemplo no limitativo en los dibujos anexos, en
los que:
- la Fig. 1 es una vista en sección axial, esquemática, del tambor con la unidad de refrigeración, según la invención;
- la Fig. 2 es una vista en planta desde arriba
del tambor con la unidad de refrigeración,
según la invención;
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- la Fig. 3 es una vista en sección axial de un
sector;
- la Fig. 4 es una vista en sección, tomada
según el plano IV-IV de la Fig. 3;
- la Fig. 5 es una vista lateral externa de uno
de los sectores.
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Haciendo referencia a las figuras anteriores,
el tambor de arrollamiento de las máquinas de
trefilado de alambre, designado en general por el
número de referencia 1, comprende: un cuerpo
cilı́ndrico 2 que puede girar alrededor de un eje
central 3 y que está soportado, por medio de cojinetes 4, por el bastidor fijo 5 de la máquina;
una cámara 6 que está formada en dicho cuerpo;
y una unidad de refrigeración del tambor que está
situada en dicha cámara.
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Dicha unidad de refrigeración está constituida, por lo menos, por un sector circular 10 que
es coaxial con dicho eje 3 y está unido al bastidor
fijo por un acoplamiento que, por ejemplo, es del
tipo que utiliza un tomillo o un perno 12.
Las Figs. 1 y 2 ilustran una forma de realización de la invención que utiliza dos sectores
en posiciones diametralmente opuestas. Desde
luego, otras formas de realización, no representadas en la figura, incluyen, incluso, tres o cuatro
sectores.
Haciendo referencia a las Figs. 3 a 5, la forma
final del sector se perfecciona luego, además, para
que cumpla mejor las necesidades de la dinámica
de fluidos y del montaje. Por ejemplo, como se
representa en la Fig. 4, el perfil de la superficie
del sector se modifica en un extremo por medio de
un entrante 13 que incrementa su distancia desde
la superficie del cuerpo cilı́ndrico 2 y, por el otro
extremo, por medio del saliente en forma de V 14,
que disminuye su distancia desde dicho cuerpo.
El fluido se alimenta al interior de la cámara
por medio de una boquilla 21 situada próxima a
la superficie exterior de dichos sectores.
Una pantalla 22 está unida a una platina 16
situada en la parte superior del sector 10 y está
situada frente a dicha boquilla 21 para cambiar la
dirección del fluido que sale, hacia abajo y hacia
el cuerpo cilı́ndrico 2.
Dicho cuerpo cilı́ndrico 2 forma una cavidad
18 en la superficie interna, próxima a la pletina.
En dicha cavidad, el extremo del borde inferior
18’ está más próxima al eje 3 que la superficie
lateral interna de dicho cuerpo 2.
Debido a la rotación de dicho cuerpo, se forma
una capa de fluido de refrigeración, no representada en la figura, que fluye sobre la superficie lateral interna de dicho cuerpo. La capa de fluido formada de esta manera está sostenida por el borde
18’ de la cavidad 18 descrita anteriormente.
La base del segmento 17 dirigido hacia la pared del tambor presenta un borde frontal saliente
17’. Su tarea principal es dirigir el agua hacia
dicha cavidad 18, incrementando además su turbulencia y, por lo tanto, su poder de refrigeración
en el llamado “punto caliente”.
Dicha cavidad 18 permite, de esta manera, refrigerar la parte del componente que está sometida a las cargas de calor más intensas.
Están formadas dos aberturas 19 en la base 17;
por medio de dichas aberturas, como se ha citado,
el sector 10 se fija al bastidor fijo 5 mediante un
acoplamiento 12 de espiga o tornillo.
Dichas aberturas 19, por desplazamiento en
una dirección radial, son esenciales para desmontar o montar el sector 10, ya que permiten su
retirada o avance, con la correspondiente salida
o inserción del borde frontal 17’ con respecto a
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la cavidad 18, y, en consecuencia, la extracción o
la introducción de dicho sector 10 a través de la
parte superior 20 del tambor.
La Fig. 1 representa un sector encajado en la
posición de trabajo y otro en una posición retirada.
Están previstas aletas 24 en la superficie exterior 23 del sector 10, que discurren según una
disposición substancialmente helicoidal a lo largo
de dicha superficie, y que interaccionan con dicha
capa de fluido.
La penetración de dichas aletas 24 en el fluido,
que se adhiere a la pared, incrementa la turbulencia de dicho fluido y su movimiento a lo largo del
cuerpo cilı́ndrico 2 y, por lo tanto, incrementa
el intercambio de calor. Con vistas a facilitar
además dicho intercambio de calor, la superficie
interna de dicho cuerpo 2 del tambor presenta
ondulaciones 27 al fluido, que incrementan su superficie de contacto.
El dispositivo descrito permite introducir, por
medio de la boquilla 21, una cantidad dada de
fluido, por ejemplo, en función del control de la
temperatura del fluido descargado, para mantener constante la temperatura del sistema.
El fluido se descarga de la cámara 6 por medio
del paso 26.
En la práctica se ha observado que la invención descrita permite, de este modo, obtener
un dispositivo para la refrigeración de tambores
de arrollamiento para máquinas de trefilado que,
además de asegurar una considerable eficacia en
la refrigeración y el control óptimo del calor, presenta una estructura que es más simple constructivamente y que en la práctica no requiere mantenimiento, a diferencia de los dispositivos convencionales.
La invención ası́ concebida es susceptible de
numerosas modificaciones y variaciones, que quedan todas ellas dentro del alcance del concepto
inventivo.
Además, todos los detalles pueden ser reemplazadas por otros elementos técnicamente equivalentes.
En la práctica, los materiales empleados, ası́
como las formas y las dimensiones accidentales,
pueden ser realizadas de acuerdo con las necesidades.
Cuando las caracterı́sticas técnicas mencionadas en alguna reivindicación van seguidas de signos de referencia, dichos signos de referencia se
han incluido con el único propósito de incrementar la inteligibilidad de las reivindicaciones y, por
consiguiente, dichos signos de referencia no tienen
ningún efecto limitativo con respecto a la interpretación de cada elemento identificado, a tı́tulo
de ejemplo, por dichos signos de referencia.
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REIVINDICACIONES
1. Tambor de arrollamiento (1) para una
máquina de trefilado de alambre que comprende:
un cuerpo cilı́ndrico (2), que puede girar alrededor de un eje central (3) y que está soportado,
por medio de cojinetes (4), por el bastidor fijo
(5) de la máquina, y que presenta una parte inferior con un reborde saliente; una cámara (6) que
está formada en dicho cuerpo; y una unidad de refrigeración del tambor (10) que está dispuesta en
dicha cámara; dicha unidad de refrigeración comprende: por lo menos, un sector circular (10) que
está situado próximo a la superficie lateral interna
de dicho cuerpo y está unida a dicho bastidor fijo
que soporta dicho cuerpo cilı́ndrico y, por lo menos, una boquilla (21) para la introducción del
fluido de refrigeración, situada próxima a la superficie exterior de dicho sector, para formar una
capa de fluido del refrigeración que fluye sobre la
superficie lateral interna de dicho cuerpo, caracterizado porque la parte inferior de dicho cuerpo
cilı́ndrico presenta una cavidad (18) en la superficie interna del reborde, tal que la capa formada
por el fluido de refrigeración fluye hacia dicha cavidad.
2. Tambor de arrollamiento según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende medios de agitación (24) situados sobre la superficie
exterior de dicho sector y que interaccionan con
dicha capa de fluido.
3. Tambor de arrollamiento según la reivindicación 2, caracterizado porque dichos medios de
agitación comprenden, por lo menos, una superficie semejante a una aleta (24) situada en dicho
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sector y discurriendo, en una disposición substancialmente helicoidal, a lo largo de la superficie
exterior de dicho sector.
4. Tambor de arrollamiento según una o más
de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque dicha boquilla está acoplada a un conducto dispuesto dentro de dicho sector y porque
está dispuesta, por lo menos, una pantalla (22)
frente a dicha boquilla.
5. Tambor de arrollamiento según una o más
de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque en dicho sector circular, la base inferior
(17) presenta un borde frontal (17’) saliente hacia
dicha cavidad y que, por lo menos, entra parcialmente en el espacio delimitado por dicha cavidad.
6. Tambor de arrollamiento según una o más
de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque en dicha cavidad, el extremo del borde
inferior (18’) está más próximo a dicho eje que la
superficie lateral interna de dicho cuerpo y porque
dicho borde delimita la zona en que se forma dicha
capa de fluido.
7. Tambor de arrollamiento según una o más
de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque dicho cuerpo cilı́ndrico presenta, en la
parte superior (20) del tambor, una abertura a
través de la cual dicho sector puede ser introducido para el montaje.
8. Tambor de arrollamiento según una o más
de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque la base inferior de dicho sector comprende
una pletina que está provista de aberturas (19)
para el posicionado radial de dicho sector con respecto a la superficie lateral interna.
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NOTA INFORMATIVA: Conforme a la reserva
del art. 167.2 del Convenio de Patentes Europeas (CPE) y a la Disposición Transitoria del RD
2424/1986, de 10 de octubre, relativo a la aplicación
del Convenio de Patente Europea, las patentes europeas que designen a España y solicitadas antes del
7-10-1992, no producirán ningún efecto en España
en la medida en que confieran protección a productos quı́micos y farmacéuticos como tales.
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Esta información no prejuzga que la patente esté o
no incluı́da en la mencionada reserva.
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