ES2241212T3 - Procedimiento e instalacion de laminacion para fabricar un producto de laminacion con forma de banda con un perfil de espesor deseado sobre la anchura. - Google Patents
Procedimiento e instalacion de laminacion para fabricar un producto de laminacion con forma de banda con un perfil de espesor deseado sobre la anchura.Info
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Abstract
El procedimiento e instalación de rodamiento para la fabricación de perfiles de espesor arbitrario sobre el ancho de tiras metálicas implica varios rollos de presión escalonados en la dirección de rodamiento y ajustados para variar la penetración en el material inicial. El material inicial en forma de tira (2) u hoja se formatea usando varios rollos (5) escalonados en la dirección de rodamiento (7) y penetran a profundidades diferentes en la tira u hoja sobre el ancho de esta. La instalación de rodamiento incluye al menos una unidad de rodamiento (9) con un rollo de apoyo (6) y rollos de presión ajustables escalonados en la dirección de rodamiento
Description
Procedimiento e instalación de laminación para
fabricar un producto de laminación con forma de banda con un perfil
de espesor deseado sobre la anchura.
La invención se refiere, según la reivindicación
1, a un procedimiento y, según la reivindicación 7, a una
instalación de laminación para fabricar un producto de laminación
con forma de banda que presenta un perfil de espesor deseado sobre
la anchura mediante laminación longitudinal de un material de
partida, en especial de una banda de metal o de una plataforma
(véase, por ejemplo, el documento DE-A 3622926).
El requisito, sobre todo de la industria
automovilística, de componentes ligeros que puedan someterse a
grandes cargas condujo al desarrollo de productos primarios a modo
de productos semiacabados con secciones transversales que se adaptan
in situ tanto como sea posible a la carga del componente
deseado. Estos productos primarios denominados "piezas brutas a
medida" ("Tailored Blanks") se fabrican especialmente
mediante soldadura de chapas de espesores y/o anchuras y resistencia
diferentes.
Para evitar el gasto de la soldadura se ha dado a
conocer el realizar el perfil de sección transversal (perfil de
espesor) adaptado al caso de carga mediante la laminación
longitudinal de la banda con modificaciones periódicas del
intersticio entre cilindros. Con este procedimiento designado con el
término "laminación flexible", el producto de laminación se
subdivide mediante cortes transversales en las piezas brutas a
medida "Taylored Blanks". No obstante, a este respecto, ha
resultado ser muy desventajoso el hecho de que la longitud del
perfil de transición generado por los cambios de espesor depende de
la velocidad de la regulación y de la rigidez del mecanismo de
laminación así como de la velocidad de laminación. Debido a las
velocidades de regulación y a las rigideces posibles, limitadas,
sólo pueden conseguirse por tanto piezas de tránsito pequeñas, si se
lamina de forma extremadamente lenta.
Finalmente, desde hace mucho tiempo se conocen
bajo el término "laminación de perfiles" procedimientos de
laminación para la fabricación de productos semiacabados con
espesores diferentes sobre la anchura del producto de laminación. En
este caso, se produce la sección transversal deseada con
laminaciones calibradas de manera correspondiente en varios procesos
de laminación (pasadas). Pero este tipo de fabricación está limitado
a productos con una relación anchura / espesor pequeña. Es poco
flexible, dado que para cada sección transversal casi siempre son
necesarios juegos de cilindros calibrados de manera
correspondiente.
A partir del documento
DE-A-36 22 926 se ha dado a conocer
para la fabricación de un producto de laminación perfilado, el dotar
al producto de laminación con una estría o ranura a través de
cilindros de trabajo circunferenciales, que se suceden una fila en
la dirección de laminación, con anillos de perfil o salientes de
cilindros que se forman continuamente más anchos. Mediante el
ensanchamiento de los contornos de los anillos de perfil o salientes
de cilindros, se ensancha sucesivamente la estría o ranura y se
forma de manera complementaria al contorno extremo.
La invención se basa en el objetivo de
proporcionar un procedimiento y una instalación de laminación del
tipo mencionado inicialmente, con los que pueden evitarse los
inconvenientes mencionados y fabricarse los perfilados deseados de
forma variable y flexible sin gasto adicional.
Este objetivo se soluciona con un procedimiento
según la invención, de manera que el material de partida se moldea
en la dirección de la anchura con varios cilindros de presión
dispuestos de manera desplazada en la dirección de laminación en una
sucesión en sentido transversal, que penetran en el material de
partida con diferente profundidad sobre la anchura del producto de
laminación. Los cilindros según la invención dispuestos de manera
desplazada unos tras otros en la dirección de laminación, que
prácticamente sólo moldean en la dirección de la anchura, que actúan
en el material de partida permiten un moldeo encauzado in
situ que corresponde al perfilado deseado, de modo que la
profundidad de penetración depende del ajuste particular de los
cilindros o rodillos estrechos individuales. En este caso es lo
mismo si el material de partida es un material de hierro o un metal
no ferroso así como un moldeo en caliente o en frío y si el material
de partida es una banda caliente o fría en el caso de un moldeo en
frío.
Según una propuesta de la invención, el material
de partida puede deformarse en un funcionamiento de un solo sentido
o de manera reversible, de modo que una configuración prevé que el
material de partida se mueva en vaivén bajo los cilindros. De esta
manera, el modo particular de funcionamiento se ajusta según los
perfiles que van a tratarse y/o el grado de moldeo requerido también
posible con una pasada.
Una configuración conveniente de la invención
prevé que se utilicen cilindros de presión con una geometría
determinada, de acuerdo con su diseño, de
- radio de rodillos
- ángulo de trabajo
- ángulo de alisamiento
- radio de trabajo
- longitud de contacto
para la conformación del material de partida en
la dirección de la anchura. El contorno de la superficie de la
cubierta de los cilindros de presión, efectiva para el perfilado
soporta el flujo de material dirigido en la dirección de la anchura,
sin prolongación esencial del producto de laminación que va a
perfilarse.
Si, mediante los cilindros de presión, se lleva a
cabo una pasada final de alisamiento en el producto de laminación
perfilado, puede eliminarse un escalonamiento que aparece debido a
los cilindros de presión individuales que van a entrar en acción y
conseguirse así la calidad final deseada del perfilado.
Pero según una propuesta de la invención, también
es posible que se lleve a cabo una modificación del escalonamiento
de la superficie del producto de laminación perfilado en la
dirección de la anchura con los cilindros de presión. Por tanto,
este escalonamiento encauzado o deliberadamente mantenido puede
utilizarse para aumentar la rigidez del producto de laminación en la
dirección longitudinal. Dado que las pequeñas "alturas de alma"
ya tienen un elevado efecto de refuerzo, puede ajustarse hasta
cierto punto una rigidez mediante la adaptación de la geometría de
los cilindros de presión, la profundidad de penetración y la
distancia entre cada uno de los cilindros de presión.
En una instalación de laminación, en especial
para realizar el procedimiento durante la fabricación de un producto
de laminación con forma de banda que presenta un perfil deseado de
espesor sobre la anchura mediante la laminación longitudinal de un
material de partida, según la invención a un soporte de apoyo que
aloja el producto de laminación están asociados cilindros de presión
superiores colocados de manera diferente, dispuestos de manera
desplazada en la dirección de laminación en sucesión en la dirección
transversal según la invención. El soporte de apoyo, que puede
tratarse de una plataforma que puede moverse en vaivén, o
alternativamente de un cilindro inferior que presenta un gran
diámetro, no ejerce ninguna fuerza de moldeo sobre el material de
partida y sirve básicamente exclusivamente como elemento de soporte
para el producto de laminado y de sufridera para los cilindros de
presión. Éstos pueden estar configurados de manera ventajosa como
cilindros macizos.
Una realización alternativa de la invención prevé
cilindros de presión de varias partes, que se componen de un cuerpo
de base y un anillo de perfil. La multiplicidad de partes ofrece,
frente a los cilindros macizos, la ventaja del cuerpo de base (eje,
árbol) que va a emplearse reiteradamente, en el que puede
intercambiarse fácilmente un perfil o anillo de presión desgastado
por uno nuevo en el taller de laminación. Si el anillo de perfil
está dispuesto de manera ventajosa en el cuerpo de base de forma que
puede moverse axialmente, puede desplazarse de manera encauzada el
lugar de acción en el material de partida para su moldeo en la
dirección de la altura. Naturalmente, lo mismo es válido para
cilindros macizos dispuestos de manera que pueden moverse
axialmente.
Según una realización de la invención, el soporte
de apoyo puede configurarse sobre su anchura con una propiedad de
superficie diferente. Esto puede ocurrir mediante rugosidades
divergentes entre sí o una lubricación diferente o por zonas para
conseguir un moldeo más sencillo en la dirección de la anchura.
Para facilitar el moldeo también pueden
contribuir dispositivos de calentamiento asociados a los cilindros
de presión. En este sentido, puede preverse, por ejemplo, delante de
cada cilindro de presión, un láser o una calefacción por
inducción.
Se recomienda que a la unidad de cilindros
perfilados se conecte posteriormente una caja de alisamiento, de
manera que pueda eliminarse mediante una pasada de alisamiento una
estructura de escalonamiento generada por los cilindros de
presión.
Otras características y ventajas adicionales de
la invención resultan de las reivindicaciones y de la siguiente
descripción, en los ejemplos de realización del objeto de la
invención se describen con más detalle. Muestran:
la figura 1, en vista en planta desde arriba una
unidad de laminación para fabricar un producto de laminación
perfilado sobre la anchura, con una caja de alisamiento conectado
posteriormente, mostrado esquemáticamente;
la figura 2, como detalle de la figura 1, la
vista lateral de la unidad de laminación perfilada;
la figura 3, la unidad de laminación perfilada
según la figura 2 en vista frontal o longitudinal;
la figura 4, como detalle de una platina como
material de partida para el producto de laminación que va a
perfilarse, mostrado debajo de la misma, un ejemplo de un perfil
transversal laminado a partir de la misma;
la figura 5, como detalle una vista parcial
simétrica de un cilindro de presión;
la figura 6, esquemáticamente, los cilindros de
presión, dispuestos de manera desplazada en la dirección de
laminación y colocados con diferente profundidad, del material de
partida, que aquí diverge de la figura 1, que está apoyado en una
plataforma que puede moverse en vaivén y, dibujado debajo, como
detalle el perfilado existente en estructura escalonada, alcanzado
con esto;
la figura 7, en representación esquemática una
unidad de laminación perfilada dispuesta entre una desbobinadora y
una bobinadora con un cilindro de presión de varias partes, mostrado
individual; y
la figura 8, una representación de forma
correspondiente a la figura 6 con diferentes perfilados del producto
de laminación realizados a conciencia para aumentar la rigidez.
Para fabricar un producto de laminación con forma
de banda que presenta un perfil de espesor deseado sobre la anchura
a partir de un material de partida, tal como una platina 1 mostrada
en la figura 4 o una banda 2 de metal mostrada en las figuras 1 y 7,
para un producto 3 final, por ejemplo, el perfil transversal creado
con una estría 4 debajo de la platina 1 de partida en la figura 4,
se ajusta el perfil deseado de espesor sobre la anchura b_{0} del
producto de laminación (véase la figura 1). En este caso, para un
procedimiento de laminación longitudinal, están dispuestos de manera
desplazada en la dirección de laminación varios cilindros 5 de
presión de una unidad 9 o 10 de laminación que comprende
adicionalmente un soporte de apoyo en forma de un cilindro 6
inferior que presenta un gran diámetro (figuras 1 a 3 así como 7) o
de una plataforma 8, mostrada esquemáticamente en la figura 6, que
puede moverse en vaivén en la dirección 7 de laminación (véase la
flecha en la figura 1), y que se ajustan con diferente profundidad
sobre la anchura del producto de laminación. El moldeo del producto
de laminación con forma de banda (platina 1 o banda de metal 2)
mediante los cilindros 5 de presión tiene lugar sin alargamiento
esencial prácticamente sólo en la dirección 11 de la anchura (véase
las flechas de la figura 6 o de la figura 4), para lo que contribuye
la geometría mostrada en la figura 5 para un cilindro 5 de presión
individual con las dimensiones determinadas de radio r_{R} de
rodillo, ángulo \alpha de trabajo, ángulo \beta de alisamiento,
radio \rho de trabajo y longitud l_{B} de contacto.
Mediante la disposición de varios de estos
cilindros 5 de presión en la dirección 7 longitudinal o de
laminación desplazados sobre la anchura del producto de laminación y
ajustados con diferente profundidad, tal como se muestra
esquemáticamente en la figura 6, se moldea en funcionamiento de un
solo sentido o reversible el material 1 o 2 de partida según el
dibujo esquemático con forma escalonada de la figura 6, con una
distribución deseada de espesor en la dirección 11 de la anchura. A
partir de una platina 1 o una banda 2 de metal con la anchura
b_{0} (dimensión de partida) se obtiene, por ejemplo, un perfil
transversal de la anchura b_{1} (véase la figura 1) con una estría
4 (véase la figura 4) en el centro. Mediante el cilindro 6 inferior
de gran diámetro o la plataforma 8, se consigue un soporte de gran
superficie con el moldeo del material de partida (platina 1, banda 2
de metal). Para facilitar el moldeo en la dirección 11 de la anchura
el cilindro 6 inferior o la plataforma 8 puede lubricarse sobre su
anchura de diferentes propiedades de las superficies o de manera
diferente. El efecto de los cilindros 5 de presión para el moldeo
del material de partida o producto de laminación en la dirección 11
de la anchura puede favorecerse además, porque se dispone un
calefactor 12 delante de cada uno de los cilindros 5 de presión, tal
como se muestra en la figura 6 de manera muy esquemática. Una caja
13 de alisamiento conectada posteriormente a la unidad 9 de
laminación (o unidad 10 de laminación) en la dirección 7 de
laminación, mostrado esquemáticamente para el ejemplo de realización
en la figura 1, elimina mediante una pasada de alisamiento la
estructura escalonada (véase la figura 6), que aparece en la
instalación de perfilado o unidad 9 o 10 de laminación dispuesta
delante debido a los cilindros 5 de presión que penetran con
diferente profundidad en el material de partida.
En el caso de la realización de una instalación
de perfilado o unidad 10 de laminación mostrada en la figura 7, el
procedimiento de laminación avanza sólo en una dirección, es decir,
según la flecha 7 de la dirección de laminación. La banda 2 de metal
que va a perfilarse discurre en esta posición desde una
desbobinadora 14 y se enrolla de nuevo en un rollo tras el perfilado
a través de los cilindros 105 de presión, de los cuales aquí sólo
está representado uno, desde una bobinadora 15 nuevamente. Los
rodillos 105 de presión están configurados en varias partes con
respecto a los cilindros macizos de los cilindros 5 de presión
anteriormente descritos y se componen de un cuerpo 16 base, un
perfil o anillo 17 de presión montado en el mismo, que está dotado
con la geometría mostrada en la figura 5 y puede desplazarse
axialmente.
Con el empleo de varios cilindros 5 o 105 de
presión dispuestos en dirección transversal, que están desplazados
en la dirección 7 de laminación y penetran con diferente profundidad
en el producto de laminación, se consigue, independientemente del
tipo de material de partida (platina 1, banda 2 de metal) o de su
material, una distribución de espesor deseada sobre la anchura y por
tanto un perfilado deseado mediante el moldeo del producto de
laminación con forma de banda en la dirección de la anchura,. Si
este perfilado no se elimina mediante una caja de alisamiento, sino
que se utiliza a conciencia para aumentar la rigidez del producto de
laminación en la dirección longitudinal, pueden prácticamente
ajustarse las rigideces deseadas mediante una modificación de las
alturas 18a, 18b, 18c de escalón, mostradas a modo de ejemplo en la
figura 8.
Claims (15)
1. Procedimiento para fabricar un producto de
laminación con forma de banda que presenta un perfil de espesor
deseado sobre la anchura mediante laminación longitudinal de un
material de partida, en especial de una banda (2) de metal o de una
platina (1), caracterizado porque el material de partida se
moldea con varios cilindros (5; 105) de presión dispuestos de manera
desplazada en sucesión en sentido transversal en la dirección (7) de
laminación, que penetran con diferente profundidad en el material
(1; 2) de partida sobre la anchura del producto de laminación.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el material (1; 2) de partida se moldea
en funcionamiento de un solo sentido o reversible.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2,
caracterizado porque el material (1; 2) se mueve en vaivén
atrás bajo los cilindros (5; 105).
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los cilindros
(5; 105) de presión con una geometría determinada, de acuerdo con su
diseño, de
- radio r_{R} de rodillos
- ángulo \alpha de trabajo
- ángulo \beta de alisamiento
- radio \rho de trabajo
- longitud l_{B} de contacto
se utilizan para el moldeo del material de
partida en la dirección (11) de la anchura.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el producto de
laminación perfilado se somete a una pasada final de
alisamiento.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque con los
cilindros de presión puede llevarse a cabo una modificación del
escalonamiento de la superficie del producto de laminación perfilado
en la dirección de la anchura.
7. Instalación de laminación para fabricar un
producto de laminación con forma de banda que presenta un perfil de
espesor deseado sobre la anchura, mediante la laminación
longitudinal de un material (1; 2) de partida, en especial de una
banda (2) de metal o una platina (1), en especial para realizar el
procedimiento según la reivindicación 1, comprendiendo al menos una
unidad (9; 10) de laminación que presenta cilindros que pueden
ajustarse, que proporcionan un perfil, caracterizada porque a
un soporte (6; 8) de apoyo que aloja el producto (1; 2) de
laminación están asociados cilindros (6; 105) superiores colocados
de manera diferente, dispuestos de manera desplazada en una sucesión
en sentido transversal en la dirección (7) de laminación.
8. Instalación de laminación según la
reivindicación 7, caracterizada porque los cilindros (5) de
presión están configurados como cilindros macizos.
9. Instalación de laminación según la
reivindicación 7, caracterizada por cilindros (105) de
presión con varias partes, que están compuestos de un cuerpo (6)
base y un anillo (17) de perfil.
10. Instalación de laminación según la
reivindicación 9, caracterizada porque el anillo (17) de
perfil puede desplazarse de manera axial.
11. Instalación de laminación según una de las
reivindicaciones 7 a 10, caracterizada por un cilindro (6)
inferior que presenta un gran diámetro, como soporte de apoyo.
12. Instalación de laminación según una de las
reivindicaciones 7 a 10, caracterizada porque el material (1;
2) de partida está soportado sobre una plataforma (8) que puede
moverse hacia delante y hacia atrás.
13. Instalación de laminación según la
reivindicación 11 o 12, caracterizada porque el soporte (6;
8) de apoyo está configurado sobre su anchura con una propiedad de
superficie diferente.
14. Instalación de laminación según una de las
reivindicaciones 7 a 13, caracterizada porque dispositivos
(12) de calentamiento están asociados a los cilindros (5; 105) de
presión.
15. Instalación de laminación según una de las
reivindicaciones 7 a 14, caracterizada porque una caja (13)
de alisamiento está conectada posteriormente a la unidad (9; 10) de
laminación perfilada.
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