Brevet FR2024074A1 — publié le 19700821

La présente invention se réfère à un appareil perfectionné à former les rouleaux permettant le façonnage des bandes métalliques en diverses formes structurales, par exemple les bandes d'alliage titanifère en configurations structurales telles que les Z, les C, les U, les rainures, etc. Il serait fo t avantageux de construire un appareil à former les rouleaux et dans rouleaux formateurs permettant le façonnage des bandes d'alliage métallique en configurations structurales, telles que les Z, les C@-les U, etc., dont les éléments des rouleaux formateurs seraient amovibles, et dans certains cas simplement enlevés et renversés, ou remplacés, afin que les C, les Z, les U et les rainures, ainsi que leurs diverses dimensions, puissent être façonnés en réglant et modifiant légèrement le rouleau formateur, supprimant ainsi la nécessité d'envisager un rouleau formateur pour chacune des configurations structurales ou chaque dimension de configuration structurale. Il serait également fort avantageux de construire des rouleaux formateurs qui puissent être employés dans les fours à température relativement élevée, pour façonner les bandes d'alliage métallique en formes structurales, par exemple les bandes d'alliage titanifère, à rayons de coude relativement aigus tout en conservant l'intégrité métallurgique des parties façonnées0 La présente invention vise de tels rouleaux formateurs et appareils à former les rouleaux. La figure 1 est une vue latérale en élévation d'un appareil à former les rouleaux suivant l'invention disposé à l'intérieur d'un four la figure 2 est une vue en couve suivant la ligne 2-2 de la figure 1; la figure 2A est une vue en couve suivant la ligne 2A-2A de la figure 2; la figure 2B est une vue détaillée et agrandie des rouleaux formateurs jumelés de la figure 2; la figure 3 est une vue agrandie en coupe, analogue à la figure 2B, d'un rouleau formateur jumelé formant un coude progressivement plus important dans les bandes métalliques par rapport à la figure 23; la figure 4 est une vue détaillée d'un rouleau formateur jume@é, analogue à la figure 3 mais qui montre la bande métallique coudée davantage; la figure 5 est une vue détaillée d'un rouleau formateur jumelé, analogue à la figure 4 mais qui montre la bande métallique coudée davantage; $@ la figure 6 est une vue détaillée d'un rouleau formateur junelé, analogue à la figure 5 mais qui montre la bande métallique coudée davantage; la figure 7 est une vue détaillée d'un rouleau formateur jumelé, analogue à la figure 6, qui montre la bande métallique coudée davantage; la figure 8 est une vue latérale en élévation d'un rouleau formateur jumelé fornant un coude encore plus important dans la bande métallique; la figure 8A est une vue en coupe de la bande métallique formée par les rouleaux formateurs de la figure 8; la figure 9 est une vue agrandie en coupe des rouleaux formateurs coudant davantage la bande métallique; la figure 10 est une vue détaillée d'un rouleau formateur jumelé analogue à la figure 9, coudant davantage la bande métallique; et la figure 11 est une vue latérale de l'appareil à former les rouleaux de la figure 1, montrant la force motrice des rouleaux formateurs jumelés. Référence est maintenant faite aux dessins, et en particulier à la figure 1. L'appareil à former les rouleaux est illustré et montré à l'intérieur d'un four ou foyer repéré de façon générale par le numéro 10. Le four 10 est aivisé par la clcison 16 quii en parcourt la largeur et la longueur pour former un compartiment de tube à fume 12 et un compartiment de configuration structurale 14. De plus, le compartiment de tube à fumée est divisé substantiellement en deux compartiments jumelés 18 et 20 au moyen de la cloison 22 qui s'étend suba-antiellement le long et e travers du compartiment de tube à fumée 12. La cloison 22 est prolongée vers l'extrémité de droite en regardant le dessin par un élément de cloison coudé 24 qui s'étend en descendant pour s'engager dans la cloison 16. Un tube á fumée est prévu dans l'extrémité d'admission 25 dans lequel sont introduits des produits de combustion, non indiqués, qui passent par le tube à fumée 26 et les fumées sont évacuées par la cheminée 30. Un ventilateur circulatoire 32 est prévu et circule un gaz approprié, tel que l'air, dans l'orifice 34 de la chambre de tube à fumée, autour du tube à fumée, sortant dc l'échappement 36 tour revenir ensuite au ventilateur 32. Disposée le long de la cloison 16 est une pluralité d'orifices 40 dans lesquels sont prévues les chicanes réglables 42 au moyen desquelles la circulation et le débit de l'air réchauffé dans la chambre de configuration structurale 14 sont prévus. Aucun détail supplémentaire de la disposition du four n'est donné ni jugé nécessaire car l'appareil à former les rouleaux et les rouleaux formateurs sont capables d'être employés en conjonction avec un four ou pour former les bandes hors four. Cependant, le four décrit est d'un intérêt tout particulier pour former les bandes d'alliage métallique en configurations structurales tout en réduisant au minimum ou en supprimant l'aigrissement hydrogénique et en supprimant l'incrustation excessive à température élevée, et il est décrit dans la demande de brevet déposée en même temps que la présente demande par le demandeur, pour : "Méthode et appareil de traitement thermique",d'un alliage métallique". Toujours sous le rapport de la figure 1, une bande de guidage 44 est prévue pour l'admission des bandes à former en configurations structurales par la pluralité de rouleaux formateurs jumelés repérés par les numéros 46a-i. Disposé à l'extrémité intérieure de l'élément de guidage 44 et aligné avec celle-ci est un support de guidage 46 qui guide ia bande entre les premiers rouleaux formateurs jumelés 46a. Disposés entre chacun des rouleaux formateurs jumelés 46a-i, sauf entre les rouleaux formateurs 46f-h, sont le support de l'ouvrage et les élémens de guidage 4da-f, Ces éléments supportent la bande et la gui- dent d'un rouleau --7orateur jumelé à l'autre. Entre es rouleaux formaturs jumelés 46f et 46h, cependant, sont prévus les rouleax formateurs fous 4cg Une sortie 50 est prévue dans le four de formation des configurations structurales 14 pour évacuer les ouvrages qui ont été façonnés progressivement par les rouleaux formateurs jumelé 46a-i en une configuration structurale voulue. Passant à la figure 2, les rouleaux formateurs jumelés sont convenablements maintenus dans des supports 51a et 52a. Le diamètre des extrémités de l'arbre supérieur de support de rouleau 53a et de l'arbre inférieur de support de rouleau 54a est réduit, donc l'arbre supérieur est réduit aux extrémités 53a et 56a et l'arbre inférieur de support de rouleau 54a est réduit aux extrémités 57a et 58a. les parties de diamètre réduit 55a à 58a sont reçues par des assemblages à billes repérés 59a, 60a, 61a et 62a, suivant l'illusration. L'arbre supérieur de support de rouleau 53a et l'arbre inférieur de support de rouleau 54a sont donc emboîtés dans les supports 51a et 52a de façon à permettre leur rotation. A une extrémité de chaque arbre sont prévus les écrous 63a et 64a qui sont reçus de façon fileée dans les supports, par exemple à 52a suivant l'illustration, et à mesure que ces écrous sont serrés les billes 59a et 61a sont serrées contre les garnitures 65a et 66a respectivement, qui maintiennent en position les secteurs des rouleaux formateurs, décrits ci-dessous. Chacun des arbres de support de rouleau 53a et 54a est creux permettant la circulation du liquide de refroidissement lorsque les rouleaux formateurs sont utilisés dans un four et, dans ce but, des tuyaux de circulation de liquide de refroidissement 67a et 68a sont prévus pour l'arbre supérieur de support de rouleau 63 et des tuyaux circulés 69a et 70a sont prévus près de chaque extrémité de l'arbre inférieur de support de rouleau 54a afin qu'un liquide de refroidissement, d'une source non indiquée, puisse être circulé par les arbres afin de les maintenir en condition refroidie ainsi Que les secteurs des rouleaux formateurs. Il est noté que l'arbre inférieur de support de l'ouvrage 54a n'est pas réglable, mais un réglage micrométrique est prévu pour l'arbre supérieur de support de rouleau 53a. Dans ce but, les parties à diamètre réduit 55a et 56a sont montées dans les coulisseaux 71a et 72a qui peuvent coulisser verticalement dans les supports 51a et 52a respectivement, et qui sont réglés au moyen des vis micrométriques 73a et 74a en tournant les manettes 75a et 76a respectivement, ainsi, le reglage des vis micrométriques 73a et 74a éloigne à une distance déterminée l'arbre supérieur de support de rouleau 53a de l'arbre inférieur de support de rouleau 54a et vers celui-ci. Les autres rouleaux gumelés 46d-i sont supportés de facon ana@que @, lorsqu'ils sont illustrés, les lettres le repère sont @outées aux numéros qui les désignent, Les rouleaux formateurs sont habituellement construits en secteurs et sont disposés amoviblement sur les arbres le support de rouleau. Toujours sous le rapport de la figure 2, le rouleau formateur de l'arbre superieur 53a est prevu en trois secteurs distincts in secteur central 77a et deux secteurs extérieurs 78a et 79a. De même, le rouleau formateur de l'arbre inférieur de support de rouleau 54a est composé de trois secteurs dont une partie substantiellement centrale 80a et les parties extérieures 81a et 82a dont les surfaces de formation d'ouvrage ou de façonnage de configura- tion s'assortissent avec celles de 77a, 78a et 79a respectivement. Les secteurs des roleaux formateurs sont maintenus près l'un de l'autre en position centrale au moyen des pic ces d'énaisseur substantiellement tubulaires 83a, 84a, 85a, 86a, 87a, 88a, 89a et 90a qui glissent sur l'arbre de support de rouleau 53a et 54a, suivant l'illustration, et en serrant les écrous 65a et 64a, comme déjà indiqué, les secteurs des rouleaux formateurs sont bien maintenus en position centralisée sur l'arbre de support de rouleau 53a et 54a. Les secteurs des rouleaux formateurs sont montés de façon non rotatoire sur l'arbre de support de rouleau 55a et 54a au moyen des clavettes 91a et 92a disposées dans les logements 93a et 94a de l'arbre de support 53a et l'arbre inférieur de support de rouleau 54a, respectivement. Ainsi, la surface combinée de travail de chacun des secteurs des rouleaux formateurs forme les bandes en la configuration structurale voulue, Ainsi, en dévissant les écrous 63a et 64a, on peut enlever les arbres supérieur et inférieur de support 5a et 54a des supports, enlever les pièces d'épaisseur 85a-90a, et enlever ou remplacer n'importe lequel des secteurs 78a-82a des rouleaux formateurs afin ae modifier la configuration structurale de la bande en cours de façonnage ou modifier les dimensions en Introduisant des secteurs plus larges ou plus étroits, etc. Les rouleaux formateurs illustrés sur les dessins sont destinés à façonner des bandes en configurations structurales en forme de Z. En général, ces rouleaux formateurs façonnent progressivement la bande pour former la configuration structurale finale du Z. En général, la surface de formation d'ouvrage ou de façonnage de structure des secteur combinés des rouleaux formateurs est illustrée aux figures 2b, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 et 10. Pour faciliter le repérage, les lettres a à i ont été ajoutées dans ces figures aux numéros de ces divers éléments de chaque rouleau jumelé et ses éléments correspondant aux lettres des rouleaux jumelés de la figure Passant à la figure 2B, les rouleaux jumelés 46a formant l'ouvrage ont les parties centrales substantiellement planes 77a et 80a qui sont substantiellement parallèles aux axes des arbres le support d'ouvrage, non indiqués dans cette figure, et ont des secteurs extérieurs 7a et 79a et 81a et 82a respectivement, qui forment un premier coude dans les extrémités de la bande d'alliage métallique La bande S passe ensuite aux prochains rouleaux formateurs jumelés 46b illustrés à la figure 3 où les extrémités de la bande S sont coudées de nouveau. Comme illustré au mieux dans la figure î, chacun des secteurs extérieurs 78b et 82b est tmini d'une saillie radiale et annulaire qui va en diminuant vers un sommet 150. Chacun des secteurs extérieurs 79b et 81b est également muni d'une niche radiale et annulaire 152 face à l'extérieur qui va en diminuant vers une surface d'appui intérieure 97b et 98b respectivement. A noter que la bande métallique S fait contact avec les secteurs extérieurs 78b et 82b seulement au sommet des saillies de ceux-ci. Ces points de contact sont près des secteurs 79b et 81b au point où la conicité rencontre les surfaces planes 97b et 98b de ces secteurs extérieurs. La bande S est progressivement façonnée en coupe transversale en forme de Z par les rouleaux formateurs jumelés 46c (figure 4), 46d (figure 5), 46e (figure 6), 46f (figure 7), 46g (figure 8), 46h (figure 9) et 46i (figure 10) à mesure que la bande S passe d'un rouleau formateur jumelé à l'autre à travers l'appareil à former les rouleaux. Dans la distosition illustrée dans ces dessins, il est noté que chacun des secteurs d'un rouleau formateur jumelé est identique à un autre rouleau formateur. Par exemple, les secteurs des rouleauoc formateurs 78a-i e 82a-i sont les mêmes, De même, les secteurs des rouleaux formateurs 79a-i et 81a-i sont les mêmes. De plus, les par- ties centrales 77a- et 80a-g sont les mêmes mats sont renversées. Donc, en renversant les caties 7?a-i et 82a-i et en donnant à la partie centrale opposée au sens de coudage une surface d'appui suffisante près de ces parties, et en introdisant une largeur voulue des parties centrales 77a-g et 80a-g on peut former une configuration en C, U ou une rainuer au lieu d'une configuration en Z. Lorsque les rouleaux formateurs sont employés dans un four et surtout à des températures élevées, par exemple entre 5@9 C et environ 81@ C, les surfaces de travail des secteurs centraux 77a-g et 80a-h sont dégagées ou dépouillées, comme indiqué à la figure 2B, 95a-h et 96-a-h resüectivement. Près de l'extrémité de chacun des secteurs de rouleau 77a-g et 80a-g respectivement une surface d'appui 97a-g et CEa- est prévue pour supporter le coude des bords de la bande, suivant l'illustration, Aindi, à mesure que la bande d'alliage métallique S passe entre les rouleaux formateurs, le contact entre les rouleaux formateurs et la bande S est réduit au minimum, Sacilitant le refroidissement des rouleaux formateurs, surtout à température élevée. L'entraînement des rouleaux jumelés 46a-i, à l'exception des rouleaux fous 46g qui ne sont pas entraînés, est illustré à la figure 11, à laquelle référence est maintenant faite. Un moteur à vitesses variables 100 est monté variablement sur le bati 102, ainsi que les démultiplicateurs 104, 105 et 108 qui sont entraînés par les courroies 110, 112 et 114, respectivement, du moteur 1004 Des chaînes jumelées de transmission 116 et 118 sont entraînées par le démultiplicateur 108 et s'étendent sur les engrenages fous 120 et 122 respectivement, et s'enclenchent avec et entraînent les engrenages 124a-i qui entraînent leurs rouleaux formateurs correspondants, suivant l'illustration. Ainsi, chacun des rouleaux formateurs est entraîné à la même vitesse que les autres rouleaux formateurs, à l'exception des rouleaux formateurs fous 46g qui ne sont pas entraînés. On teut employer n'importe quel moteur 100 convenable, cependant un moteur à vitesses variables de 25 CV s'est avéré satisfaisant. Puisqu'on peut prévoir n'importe quel entraînement pour les rouleaux formateurs jumelés, aucun détail supplémentaire n'est donne ni jugé nécessaire. Sn fonctionnement e sous le rapport de la figure 1, la bande à former en une configuration structurale voulue est alimentée dans l'entrée de guidage 44 vers l'élément de guidage 46 et les premiers rouleaux formateurs jumelés 46a. Comme illustré au mieux aux figures 2B, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 et 10, la bande métallique S est progressivement formée en Z et elle soit du four de configuration structurale 14 par la sortie 50. Il est noté qu'à la figure 10 les cords extérieurs de la bande sont légèrement inclinés vers l'intérieur, cependant ils se redressent pour former @es côtes substantellement à 90 par rapport à la partie centrale de la bande S. Comme déjà indiqué, si l'on veut modifier les dimensions ou la forme de la configuration structurale en cours de formation à partir de la bande, on n'a qu'à modifier la disposition des secteurs des rouleaux formateurs. Ainsi, on peut former des @, des C, des U, des rainures, etc., de diverses dimensions avec le minimum d'éléments et sans avoir de rouleaux formateurs qui ne servent que pour une passe et pour une dimension de configuration structurale. Ce fait est fort intéressant et constitue un aspect important de la présente invention la disposition du four illustrée à la igure 1 est fort avantueuse puisque les produits de combustion qui chauffent le tube à fumée 26 ne touchent pas directement la bande d'alliage métallique; l'aigrissement hydrogénique et l'incrustation excessive sont donc supprimés, comme déjà indiqué. En outre, comme déjà indiqué, on peut employer appareil à former les rouleaux pour façonner les bandes en configurations structurales qui ne demandent pas de traitement thermique, donc n'ont pas besoin de four. Les rouleaux formateurs de la présente invention, cependant, sont particulièrement adaptés à l'emploi dans un lour et tout particulièrement pour le façonnage à température relativement élevée, puisqu'ils sont capables d'tre refroidis et présentent un minimum de surface en contact avec les bandes métalli- ques chaudes encours de formation. R E V E N D I C A T I O N S 1 -Rouleau conformateur destiné à façonner une bande métallique en une forme structurale ou profilé, telle que @, C, U, fer cannelé etc., caractérisé en ce qu'il comporte un premier et un second arbres parallèles, une pluralité de secteurs de rouleaux montes amovibles sur chacun de ces arbres, au moins ] l'un des secteurs de rouleaux montés sur le premier arbre étant muni d'une saillie radiale et annulaire qui va en diminuant vers un sommet, et au moins l'un des secteurs de roulea1.uo montés sur le second arbre étant muni d'un évidement radlal annulaire faisant face vers l'extérieur, ledit évidement allant en diminuant vers une surface plane intérieure et constituant une surface de la formation et d'appui pour recevoir la bande métallique, celle-ci faisant étalement contact avec la saillie du secteur de rouleau du Dre- mier arbre, mais seulement par le sommet de ladite saillie, en un point contigü au point de raccordement de la partie conique avec la surface plane intérieure de l'évidement du secteur de rouleau u second arbre.