Brevet FR2026415A1 — publié le 19701018

La présente invention concerne un laminoir pour la réduction à une section clindrique déterminée de matières à laminer ous forme de barre ou de tubes. Les laminoirs connus pour le procédé de laminage mentionné comportent un nombre élévé de cylindres caZbré supportés dans des cages et dont les axes s'étendent à chaque fois perpendiculairement à la direction d'avance de la matière à laminer. Les cylindres ont mis en rotation par des moteurs au moyen de broches articulées, de peignes circulaires et de mécanismes de trans- mission et la matière à laminer est chassée à travers le calibrage, se réduisant, de la paire de cylindres suivant la vitesse de rotation de ce cylindres. Dans des laminoirs à grand débit les cages avec les paires de cylindres sont disposée l'une derrière l'autre, le calibrage de chaque paire de cylindres diminuant d'une cage à l'autre. Ce train de laminoir appelés continus fournissent un produit laminé relativement uniforme ai on change assez tôt les cylindres usées. Ceci a surtout une grande importance lorsqu'il E'agit de calibres dits cylindriques, parce qu'on court le risque de produire une matière finie non cylindrique. La nécessité d'un changement de cylindres s'impose surtout pour les cylindres effectuant le laminage de la section terminale de la matière à laminer, étant donné les tolérance serrées. A cause de l'allongement de la matière à laminer entre les cage individuelles, il est nécessaire de régler les boucle, par exemple lors du laminage de fil métallique, néanmoins on peut y renoncer dns des laminoirs récent d'une construction dite en bloc, mais à condition que les cylindre pressentent un calibrage trb précis et que les rapports de vitesse de rotation d'une cage à l'autre oient accordés avec précision.Cet échelonnement précis des vitesses de rotation par rapport au calibrage des cylin dres et des vitesses de laminage n'est généralement pas réalisa- 1ede à façon qu'il se produise des sollicitations excessives à la traction ou des refoulements de la matière à laminer provoquant une plus grande usure des calibre des cylindres. Une certaine amélioration est obtenue dans des laminoirs à commande de réglage en continu, mais ceci nécessite une telle dépense qu'ils ne ont que très peu utilisés dans le pratique. Dans des train de laminoir connus, on utilise principale ment quatre systèmes se différençiant entre eux par la diEpoì- tion, l'une par rapport à l'autre des paires de cylindres se faisant suite: 1. La disposition dite à 900 dans laquelle les paires de cylindres se faisant face sont décalée d'une cage à l'autre de 900. 2. La disposition dite en X, dans laquelle les paires de cylindres se faieant face sont également décalées de 900 d'une cage à l'autre, mais dans laquelle cependant les cages individuelles peuvent être déplacée en direction axiale l'une par rapport à l'autre de façon qu'en cas d'usure d'un calibre de cylindre, le calibre suivant déjà réalisé sur le cylindre puisse prendre la relève dans la veine de laminage et permette la continuité du travail. 3. La disposition dite en Y dans laquelle il est dispos dans chaquecage'troiscylindres qui sont décalée de 1200 les uns par rapport aux autres. La cage suivante eEt alors chaque fois déc- lée d'un angle de 600 par rapport à la cage précédente. 4. La disposition dite en croix, dane laquelle est prévu quatre cylindres se faisant face par paire dont chaque fois les cylindres du groupe suivant sont décalés de 45 par rapport aux cylindres précédents. Le décalage des cages soue un certain angle l'une par rapport à l'autre et nécessaire étant donné que la distance moyenne des cages individuelle, par rapport au diamètre du produit fini, est relativement grande et qu'il pourrait se produire un vrillage de la matière à laminer. Dans tous les dispositifs de laminage connue et rappelés, les cylindres ont entrstnés et façonnent, et font avancer en meme tempe la matière à laminer dans la direction d'avance perpendicu- virement à leurs aies de rotation. La condition pour obtenir un produit fini sans défaut et alors que le diamètre d'entrée ne varie que d'une valeur déterminée maximum. Loreque le diamètre d'e trée est par exemple trop grand, le calibre est surchargé et il en résulte une bavure supplémentaire et, i le diamètre d'entrée est trop petit, les calibres ne sont pas complètement remplis et on obtient par exemple une surface ondules.Cette variation de la section provoque une usure prématurée du calibre du cylindre. Dee différences de mesure aussi bien vere le haut que vers le bas en sont la conséquenoeinévitable. Le calibrage habituel juqutà ce åour des cylindres est par exemple rond-oval-rond ou rond-polygonal-rond en partant de la section d'entrée jUqu'd la section terminale. La présente invention évite les inconvenients des laminoirs connus rappelée ci-dessus en prévoyant chaque fois un groupe de cylindres en direction de l'avance de la matière à laminer et dans des plans se succédant, qui se compose chaque fois d'au moins trois cylindres répartis symétriquement l'un par rapport à l'autre autour de l'axe de la matière à laminer et supporté par des paliers rotatifs, commandés de façon à circuler autour de l'aie de la matière à laminer et dont les aies de rotation s'étendent chaque fois parallèles à l'axe de la matière à laminer ou s'écartant 80UE un faible angle aigu par rapport à une tangente à la matière à laminer, la distance radiale de l'enveloppe des cylindres diminuant d'un groupe de laminage à l'autre. Conformément à l'invention, on n'a donc plus besoin de paires de cylindres profilée suivant la section à former de la matière à laminer, le laminage fit effectuant au moyen des surfaces circonférencielles des cylindres qui roulent avec leurs surfaces circonférencielles autour de la matière à laminer, celle-ci étant tirée longitudinalement en direction de l'avance à travers le groupe de cylindres, ou bien l'avance se faisant toute seule par les cylindres et ceci chaque fois lorsque les axes de rotation des cylindres Ee trouvent incliné sous un angle aigu par rapport à la direction de l'avance, puis It axes de rotation étant alors parallèles à une tangente appliquée à la matière à laminer. Afin de garantir que la matière à laminer ne subisse pas de vrillage lors de son façonnage par les cylindres tournant autour, on peut prévoir suivant un développement de l'invention que les groupes de cylindres, placé l'un derrière l'autre tournent en partie dans le même sens et en partie dans l'autre sens autour de la matière à laminer. On tient compte de la réduction de la matière à laminer en réduisant premièrement la distance radiale des bandages des cylindres de l'axe de la matière à laminer d'un groupe à l'autre et deuxièmement par le fait que les paliers rotatifs des groupes de cylindres peuvent être entraîné à des vitesses de rotation circulaire différe teE, de façon que les paliers rotatifs se trouvant l'un derrière l'autre aient une vitesse de rotation chaque fois plus élevée et correspondant à la réduction que les paliers rotatifs précédents Un accord insuffisant de la vitesse de rotation à la vitesse d'avance de la matière à laminer qui croit continuellement avec la réduction de la matière à laminer ne présente pas les conséquences néfastes qu'il a dans le cas des paires de cylindres calibrés ayant des axes perpendiculaires par rapport à la direction de l'avance du fait que la matière peut se répartir en direction de l'axe dans la disposition des cylindres suivant l'invention et qu'en conséquence un tassement de la matière comme dans lee laminoirs connus ne peut plus se produire. Suivant un autre développement de l'invention, il peut Btre prévu que le groupe de cylindres Ee compose chaque fois de plusieurs paires de cylindres disposées suivant au moins deux plans placés l'un derrière l'autre et dont les cylindres se trouvent chaque fois radialement opposé. On obtient ainsi que la surface enveloppante de la matière à laminer est attaquée par les bandages des cylindres de réduction dans une suite serrée, ce qui peF met d'obtenir une section ronde EanE défaut. Une amélioration peut être apportée à l'invention par le fait que les cylindres prennent chaque fois radialement-appui sur des cylindres d'appui, supportés dans loepaliers rotatifs, ou dans des bague d'appui, en déchargeant ainsi les paliers des cylindres. Suivant une autre réalisation de l'invention, les cylindres peuvent se composer chaque fois de plusieurs cylindres indivis duels supportés dans des bagues qui entourent lee cylindres d'appui logé dans le palier rotatif et sur lesquels les cylindres individuels prennent appui. La surface enveloppante des cylindres peut avoir des formes différente, Suivant l'invention, les cylindres peuvent présenter une table concave ou aussi une table convexe. I1 existe en outre la posìbilité, suivant l'invention, de donner à la table des cylindres sur toute sa longueur, onShue partiellemen+ concave et partiellement convexe. Une variante de l'invention prévoit que les cylindres sont réalisés sous forme de cylindres à disques. Les formes de cylindres particulières, sont notamment ap plicables lorsque les axes des cylindres s'écartent du parallelisme à l'axe d'avance et lorsque les cylindres doivent eux-mêmes faire avancer la matière à laminer. Conformément à l'invention, on peut obtenir un appui particulièrement favorable des cylindres pour que les forces à produire se répartissent sur un gran nombre de cylindres par le fait que les cylindres ont la forme de billes qui sont mainte- nues dans des cage constituant les paliers rotatifs, entouré d'une bague de roulement. Cette forme de réalisation exige que la matière à laniner soit tirée à travers du laminoir, les billes ne pouvant pas produire une telle avance.On peut par contre assurer l'avance en faisant alterner des groupes de laminage à cylindre sous forme de tilles avec des groupes à cylindres cylindriques ou d'une forme analogue, ces dernières imprimant l'avance à la matière à laminer par leur direction axiale s'écar- tant de la parallèle à l'axe d'avance. Une autre variante de cette forme ce réalisation peut prévoir que la bague de roulement présente chaque fois axialement à l'extérieur du chemin de roulement des billes, un épaulement dirigé radialement vers l'extérieur et que bague peut Ee bomber vers l'intérieur avec une section de as surface de roulement sous la pression axiale venant des deux extrémités. De cette façon, on obtient que le groupe de laminage muni de tilles peut subir une correction de réglage vers l'intérieur lorsque les bills ont diminué de diamètre par suite de l'usure. Des formes de réalisation de l'objet de l'invention ont représentées à titre d'exemples non limitatifs, aux dessins annexés La fig.1 est une représentation schématique de trois cylindres supportés dans un palier rotatif et tournant facilement avec le palier rota+if.autour de la matière à laminer. la fig. 2 et une vue latérale en perspective des cylindres suivant la fig. 1. La fig. 3 montre en perspective des cylindres d'une autre configuration dans une disposition suivant la fig. 1. La fig. 4 représente C;lématiqUement un groupe de cylindres composé de quatre cylindres, logés dans un palier rotatif et tournant autour de la matière à laminer. La fig. 5 montre en perspecfiive des cylindres en forme de disque dans une disposition suivant la fig. 4. la fig. 6 représente en perpec ive des cylindres sous forme de tonneaux suivant une disposition de la fig. 4. La fig. 7 est une représentation schématique d'un groupe de cylindres semblable à la fig. 4 dans lequel les cylindres ayant la forme de billes sont disposés par paires et suivant des plans se trouvant les uns derrière les autres à l'intérieur d'une bague support les entourant. La fig. 8 est une élévation latérale de la disposition des cylindres suivant la fig 7. La fig. 9 représente schXmatiquement la disposition de quatre cylindres en forme de billes, disposés par paires les une derrière les autre et qui sont logés dans un palier annulaire rotatif. La fig. 10 est une vue latérale de la disposition des eylin- drues suivant la fig. 9. La fig. 11 montre schématiquement une disposition de cylindres semblable à la fig. 1, mais à chaque cylindre est as soucié un cylindre d'appui s'appliquant de l'extérieur. La fig. 12 est une représentation schématique d'une die- position de cylindres semblable 9 la fig. 4, maie à chaque cylindre est associé un cylindre d 'appui attaquant de l'extérieur. La fig. 13 montre schématiquement une disposition de cI- lindres semblable à. la fig. 4, dans laquelle chaque cylindre est constitué par un certain nombre de cylindres inssi- visuels, supportés dans des bagues entourant de leu cdté les cylindres d ' appui, logés dans le palier- rotatif, et sur lesquels E appliquent les cylindres individuels. La fig. 14 est une vue latérale d'un laminoir comportant quatre groupes de cylindres dont à chaque fois deux groupes sont commandés par un moteur. La fig. 15 et une coupe transversale partielle du laminoir de la fig. 14. La fig. 16 est une coupe suivant la ligne XVI-XVI de la fig. 15. La fig. 17 eEt une coupe suivant la ligne XVII-XVII de la fig. 15. La fig. 18 est une coupe suivant la ligne XVIII -XVIII de la fig. 15. La fig. 19 et une coupe suivant la lignes XIX de la fig. 15. La fig. 20 montre en coupe par tielle un laminoir semblable à la fig. 15 dont les groupes de cylindres sont constituée par des billes logée dans des cages. TOUE les exemples de réalisation ont de commun que la matière à laminer est conduite axialement à travers des groupes de cylindres disposés les uns derrière les autre, la matière à laminer étant soit tirée par des forces attaquant son extrémité dans le cas de la rotation des cylindres' autour d'axe parallèles à l'axe d'avance de la matière à laminer ou cette dernière étant transportée automatiquemeni à travers le laminoir du fait que les axes des cylindres individuels ne sont pas parallèles à l'axe de l'avance, mais présentent une inclinaison par rapport à ce dernier et sont paralleeles à une tangente appliquée à la matière à laminer. ies cylindres roulent sur la circonférence de la matière à laminer et réduisent celle-ci à la section circulaire se trouvant entre les cylindres. Suivant les figures 1 à 3 et il le procédé de réduction t effectue au moyen de groupes de cylindres compos chaque fois de trois cylindres, montés dans un palier rotatif commun. me palier rotatif est représenté de façon purement schématique par un triangle 1 aux figures mentionnées et supporte dans ses angle les cylindres 2, la rotation de l'ensemble s'effectuant par exemple dans le sens de la flèche 3. Suivant les figure 4 à 6, quatre cylindres 2 sont montés dans un palier rotatif 4, représenté schématiquement, qui tourne dans le sens de la flèche 5. Les cylindres peuvent presenter une surface de table concave suivant la figure 2 ou une surface convexe selon les figure 3 et 6, mais ils peuvent également se préenter sous forme de disques comme qui le montre la figure 5. Afin de soulager les paliers des cylindres individuels 2, ils peuvent être entourés, suivant les fig. 7 à 8, d'une bague d'appui rotative 6. suivant ces figures, il est alors prévu de disposer les quatre cylindres par paires dans des plans situés les uns derrière les autreE. I1 s'agit en outre, dans cet exemple de réalisation, de cylindres sous forme de tilles. Ceci et également valable en ce qui concerne l'exemple de réalisation selon les fig. 9 et 10, dans lequel les tilles ne t appuient pas dans une bague 6 comme aux fig. 7 et 8, mais sont logée directement avec leurs axes 8 dans une bague 7. Au lieu de prévoir un appui des cylindres au moyen d'une bague les entourant lee fig. 11- et 12 montrent la poeeibilité d'associer aux cylindres individuel 2 des cylindres d'appui 9, tournant ensemble avec les cylindres 2 et le palier rotatif 1 ou 4, les supportant, autour de la matiere à laminer, par exemple dans le sens des flèches 3 ou 5. La disposition a-es cylindres de l'exemple suivant la fig. 13 correspond à celui de la fig. 12 avec la différence que le cylindres de réduction ont supporté par un certain nombre de cylindres individuels 10 logés dans des bagues 11 entourant les cylindre d'appui 12 qui de leur côté sont supportés dans le palier rotatif 13. On peut alors transmettre aux bagues 11 une rotation propre correspondant à celle du papier rotatif par l'intermédiaire d'un engrenage planétaire ou dispositif analogue, afin d'assurer une rotation uniforme des cylindres individuels 10 sur la matière à laminer. Les fig. 14 et 15 montrent en détail une disposition de cy cylindres semblable à celle des fig. il et 2 c'est-à-dire qu'ony utilise également des cylindres d'appui. Ces derniers 9, ainsi que les cylindres de réduction 2, sont montés dans le palier rotatif 4 qui tourne à l'intérieur d'un carter fixe 14 en prenant appui sur la surface intérieure de l'enveloppe du carter par des paliers de glissement 15. A l'intérieur du carter 14 se trouvent quatre groupes de cylindres dont les deux Ee trouvant sur la gauche du dessin sont entraînés par le moteur 16 et les deux se tras vant sur la droite par le moteur 17 soit dans le même sens, soit en sent contraire.La commande s'effectue suivant les fig. 14 et 15 par un mécanisme à pignons 18 et 19, lee pignons de transmis- sion assurant alors que les groupes de cylindres individuels tournent avec leurs paliers rotatifs 4 à des vitesses différentes cor rependant à la réduction progressive de la matière à laminer 20. Dans l'exemple de réalisation de rotation augmente de gauche à droite, ce qui est visible par la diminution progressive des diamètre des couronnes dentées 21, 22, 23 et 24, qui tiennent également compte du fait que lee diamètres des cylindres de réduction diminuent d'un groupe de cylindres à l'autre et que les diamètres des cylindres d'appui 9 augmentent de façon correspondante. I1 est également possible de doter les cylindres d'appui9d'un entraînement autonome, ce qui eat indiqué sur le cylindre d'appui disposé extérieurement à gauche. On peut voir le pignon de com mande 73. Pour la commande des autres cylindre d'appui, on do--t insérer entre eux des roue dentées correspondantes, ce qui exige des intervalles axiaux approprié entre les cylindres. On ne peut pas voir aux fig. 14 et 15 que les cylindres 2 et de façon corresondante également les cylindres d'appui 9 présentent une direction de leurs axes qui n'est pas parallèle à l'axe de l'avance de la matière à laminer. les paliers de cy cylindres se trouvent inclinés comme il est visible aux fig. 2, 3, 5, et 6. La commande des différents groupes de cylindres est repré sentée en détail sur les coupe des fig. 16 à 19 d'un laminoir suivant la fig. 15. Ces coupes montrent clairement comment la matière à laminer et òumise progresìvement à une réduction de section et comment on donne dans ce but aux cylindres de réduction 2 un diamètre plus petit, tandis que le diamètre des cylindres d'appui 9 subit en même temps une augmentation. La fig. 20 montre une coupe partielle d'un laminoir dont chaque groupe de cylindres et constitué par des bille 25 maintenue dans des cages à billes 26 qui forment le palier rotatif prenant appui sur la bague de roulement 28, par l'intermédiaire d'un roulement à rouleaux 27 sur la bague de roulement 28 servant en même temps d'appui radial vers l'extérieur aux billes 25. Les bagues des cage 26 sont à chaque fois commandées par une courroie 29 commandée elle-m & e par le moteur 30; dans l'ex- emple de réalisation deux moteurs 30 sont prévus de façon que les deux groupes de cylindres représenté puissent tourner à des vi testes de rotation différentes oit dans le même sens, soit en sens contraire. La construction des groupes de cylindres corres- pond en détail aux groupes des fig. i et 8. Comme il est visible aux exemples de réalisation, la réduction de la matière à laminer s'effectue par le passage successif de la matière dans les groupes de cylindres c'est-à-dire qu'elle est conduite d'un groupe de cylindres au groupe suivant, la section circulaire libre entre les cylindres individuels des grou pes attribuée à la matière à laminer qui les travere, subit une réduction d'une groupe de cylindres au groupe suivant.Par la rotation des cylindres autour de la matière à laminer qui avance, mais ne tourne pas, la réduction de cette dernière a lieu, ce qui assure notamment une section circulaire parfaite de la ma tière. Des déviations dans la masse de la matière ne conduisent ni à une formation d'une bavure ni à une ondulation de la surface, du fait que le procédé de roulage conduit à une repartition uniforme de la matière dans le sens longitudinal. Dans l'exemple de réalisation suivant la fig. 20, une usure des cylindres en forme de billes 25 peut être compensée par une correction de leur cercle de roulement en soumettant les bagues de roulement 28 à une pression axiale, par laquelle elles ont tendance à Ee courber radialement vere l'intérieur. Ceci est obtenu du fait que les bagues de roulement 28 présentent à leurs extrémités un épaulement 31 au moyen duquel, lors d'une pression axiez venant de l'extérieur, la déformation mentionnée des bagues de roulement 28 se produit radialement vere l'intérieur dans la eo- ne des billes 25. Ce réglage de correction peut dtre réalisé par l'intermédiaire des bagues filetéee 32 aux extrémité du carter 14 en vissant ces bagues 32 davantage ver l'intérieur de façon correspondante. Outre le domaine d'application décrit, on peut aussi ee ser- vir des laminoirs conformes à l'invention pour le dressage de produite laminés, ainsi que pour le polissage de ces produits par exemple après un décrottage servant à enlever des couches d'oxyde et doeinclusions d'oxyde dans la matière laminée. R E V E N D I C A T I O N S 1 - Laminoir pour la réduction de matières à laminer ou forme de barres ou de tubes à une section cylindrique detrri- née, caractérisé en ce qu'on prévoit chaque fois un groupe de cylindres en direction de l'avance de la attire à lapiner et dans des plane se succédant, qui se compose chaque foi::: d'au moins trois cylindres répartis symétriquement l'un par rapport à l'autre autour de l'axe de la matière à laminer et supportés par des paliers rotatifs, commandée de façon à circuler autour de l'axe de la matière à laminer et dont les axes de rotation s'étendent ciiaque fois parallèles à l'axe de la matière à laminer ou s'écartant soue un faible angle aigu par rapport à une tangente à la matière à laminer, la distance radiale de l'en- veloppe des cylindres diminuant d'un groupe de laminage à 1' autre. 2 - Laminoir suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les groupes de cylindres disposés l'un derrière l'autre tournant en partie dans le meme sens et en partie en sens contraire autour de la matière à laminer. 3 - Laminoir suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les paliers rotatifs des groupes de cylindres peuvent être entraînés @ des vitesses de rotation différentes. 4 - Laminoir suivant l'une des revendications 1 à 3, carac térisé en ce que chaque groupe de cylindres s composte de plu sieurs paires de cylindres qui ont disposées dans au moins deux plans situés l'un derrière l'autre et dont les cylindres se trouvent chaque foie radialement en face les uns aux autres. 5 - Laminoir suivant l'une des revendications 3 et 4, carac térisé en ce que les cylindres s'appuient chaque fois radialement vers l'extérieur sur des cylindres d'appui 9 supportés dans le palier rotatif 1 ou sur des bagues d'appui 6. 6 - Laminoir suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque cylindre est constitué par un certain nombre de cylindres individuels 10 logés dans des bagues li entourant des cylindres d'appui 12 supportés dans le palier rota tif 13 et sur lesquels prennent appui les cylindres individuels 10. 7 - Laminoir suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les cylindres 2 présentent une table à surface entièrement ou particulièrement concave ou convexe. 8 - Laminoir suivant ltune des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les cylindres sont constitué par des disques. 9 - Laminoir suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les cylindres se présentent sous forme de billes, maintenues dans des cage constituant le palier rota+if qui est entouré d'une bague de roulement. 10 - Laminoir suivant la revendication 1@, caractérisé e ce que la bague de roulement 28 présente chaque fois axialement et extérieurement un épaulement 31 et peut-être tombée vers 1' intérieur avec se section de surface de roulement par une pres sion axiale venant des deux extrémités.