Brevet FR2019718A1 — publié le 19700703

La présente invention se rapporte à un procédé pour fixer une bague de métal dur sur un manchon de support, et plus particulièrement le montage d'une bague de galet en métal dur destinée au laminage de fils métalliques et de produits analogues tels que des bandes, ledit galet se composant d'un manchon de support pouvant Autre monté sur un arbre et sur lequel est fixée au moins une bague de métal dur. Ces galets et ces bagues de métal dur sont utilisés ces dernières années dans la section de finissage des trains de laminage. Divers procédés ont été ap pliqués pour fixer ces bagues de métal dur sur le manchon, mais aucun de ceux-ci n'a été pleinement satisfaisant. Dans un procédé connu, les bagues de métal dur sont pourvus de deux prolongements diamétralement oppose de chaque maté, lesdits prolongements s'ajustant dans des renfoncements correspondants d'uné bague auxiliaire prévue dans le dispositif de laminage. Malgré un profilage rectifié des prolongements, en vue de diminuer les risques de rupture, de graves incidents avec ruptures des galets se produisent dans ces dispositifs de laminage. Dans un autre procédé connu, on utilise les bagues de métal dur unies que 1 1on fixe par collage au manchon de support, éliminant ainsi les risques de rupture. Toutefois, en raison des fortes pressions et des températures d'ambiance, la oolle n est pas suffisamment durable, de sorte que les bagues de métal dur ont tendance b se déplacer. L' invention a donc pour objet un procédé de fixation sûr des bagues de métal dur dans l'espace réduit disponible sans avoir recours à des prolongements ou à de la colle. Selon l'invention, le procédé pour fixer, au moins une bague de métal dur sur un manchon de support pouvant astre monté sur un arbre, est caractérisé par divers points suivants, ladite bague est fixée audit manchon de support contre un disque élastique d'acier, ledit disque ayant, au repos, une forme lég6- rement conique et étant suffisamment rigide pour qu'une forme plane ne puisse lui 8tre imposée qu'au moyen d'un outil de forcement, un écrou de serrage est vissé sur ledit manchon de support pour maintenir la bague de métal dur en place contre ledit disque d'acier élastique, l'outil de forcement est fixé à ladite bague de métal dur pour la presser contre ledit disque élastique et lui imposer une forme pratiquement plane, de sorte que le disque d'acier exerce une précontrainte relativement importante sur ladite bague de métal dur; finalement ledit écrou de serrage est bloqué de manière à s'appliquer étroitement contre ladite bague de métal dur, ledit outil étant ensuite enlevé, de sorte que la bague de métal dur reste étroitement bloquée entre ledit disque d'acier et ledit écrou de serrage. Selon un autre aspect de l'invention,le procédé destiné à fixer, au moins une bague de métal dur sur un manchon de support qui peut être monté sur un arbre, est caractérisé par les points suivants : ladite bague de métal dur est fixée audit manchon de support de manière à s'appliquer contre un rebord agencé sur ledit manchon de support, un écrou de serrage élastique qui, au repos, a une forme légèrement conique, est vissé sur ledit manchon de support pour tenir ladite bague de métal dur appliquée contre ledit rebord, ledit écrou de serrage étant suffisamment rigide pour qutune forme plane ne puisse lui entre imposée qu'au moyen d'un outil de forcement, cet outil est fixé audit écrou de serrage pour faire pression pendant le vissage contre ladite bague de métal dur et imposer ainsi audit écrou de serrage une forme pratiquement plane a de sorte que cet écrou de serrage exerce un précontrainte relativement importante sur ladite bague; et l'écrou de serrage est bloqué de manière à s'appliquer étroitement contre ladite bague de métal dur l'outil étant ensuite enlevé, de sorte que ladite bague de métal dur reste serrée entre ledit rebord et ledit écrou de serrage. Ainsi, l'invention assure un entratnement effectif de la bague de métal dur uniquement par friction quand l'arbre et le manchon de support tournent, et ce, sans utiliser de prolongements ni de colle. Un dispositif à galet réalisé par le procédé de l'in Invention peut absorber les forces rédiales s'exerçant sur la bague de métal dur par un centrage précis sur le manchon je support. Normalement, l'alésage central de la bague de métal dur doit être rectifié et la surface correspondante du manchon de support doit Autre usinée avec précision.Pour éviter la néces sité de cet usinage précis et ainsi, réaliser des économies de temps et d'argent, il est prévu, selon un autre aspect de l'invention, d'utiliser une couche de soudure de part et d'autre de la bague de métal dur, permettant ainsi de fixer cette dernière radialement entre le disque d'acier élastique et l'écrou de serrage ou entre la bordure et l'écrou de serrage, sans qu'il soit nécessaire de centrer la bague de métal dur sur la surface périphérique du manchon de support. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à tire d'exemple nullement limitatif, en référance aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une coupe longitudinale d'un galet de métal dur réalisé par le procédé de l'invention, montrant de plus l'arbre d'entraînement et un outil de forcement placé sur ce lui-oi; et, -les figures 2 à 7 sont des coupes analogues à la figure I mais qui ne montrent que le; galet0 Sur la fugue 1, les références numériques ont la signification suivante : i désigne ltextremité dgun arbre~de transmis- sion; 2 un manchon de support pour une bague en métal dur 5, 3 une fourrure intermédiaire perforée et partiellement conique destinée à éliminer le Jeu entre l'arbre et le manchon de support, 4 un coin introduit radialement à travers les pièces 1, 2 et 3 pour solidariser la rotation du --manchon support.de celle -de l'arbre de transmission, 6 un écrou de serrage, 7 un disque élastique d'acier, 8, 9 et 10 un outil hydraulique ou pneumatique de forcement composé d'un manchon de serrage 8 pourvu d'une bague filetée 9 dans laquelle peut coulisser une bague de pression 10, axialement. La bague de pression 10 peut être déplacée par un fluide sous pression P, tel que l'huile ou l'eau. Le manchon de support 2 et la fourrure 3 sont fixés sur l'extrémité de l'arbre par un élément fileté approprié, tel qu'une vis centrale. Sur la figure 1, le disqueastique d'acier 7 est un disque ressort qui a une forme légèrement conique au repos et est fixé au manchon de support 2 contre un rebord 2a de celui-ci. Au repos, le disque élastique 7 a un angle a de cône, par exemple, de 2 à 30 et ses dimensions sont telles qu'il constitue un ressort très rigide. Le montage de la bague de métal dur s'effectue comme suit On fixe le disque élastique 7 contre le rebord Sa du manchon de support. On place ensuite la bague de métal dur contre ce disque, puis on visse l'écrou de serrage 6 sur le manchon de support. Ensuite-, on met en place l'outil de forcement à éléments8, 9 et 10 de la manière représentée sur figure 1. La bague de métal dur 5 est pressée à l'aide de ce dispositif contre le disque élastique 7, ce qu impose à ce dernier une for- me sensiblement plane, cette déformation n'étant pas permanente et le disque élastique exerçant ainsi une forte précontrainte sur la bague de métal dur 5. Ensuite, la bague de serrage 6 peut être bloquée au moyen d'un outil à main approprié afin de s'appliquer étroitement contre la bague de métal dur 5. Lorsqu'on enlève ensuite l'outil de forcement la bague de métal dur 5 se trouve bloquée avec une précontrainte suffisante pour lui permettre de suivre le manchon dans sa rotation. Cette précontrainte est calculée en tenant compte du moment nécessaire au galet pour le laminage. Lors du laminage de fil de métal, une précontrainte typique est-de 10 000 kgf, par exemple. On suppose que la bague de métal dur 5 représentée sur la figure 1 est soigneusement centrée sur le manchon de support 2 qui, par suite de la surface de contact de l'alésage central de la bague 5, absorbe les forces radiales agissant sur celui-ci pendant le laminage. En raison de la forte précontrainte obtenue par le montage de la figure 1 sur la bague de métal 5, il est possible, comme il a- été mentionné ci-dessus, d'utiliser les surfaces d'ex trémité: de la bague 5 pour absorber les forces radiales si ces surfaces d'extrémité sont réalisées de manière particulière, indiquée ci-après. La figure 2 montre un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel la bague de métal dur 5a. est pourvue d'une couche de soudure 5k sur chaque surface d'extrémité, cette bague étant fixée entre le disque élastique d'acier et l'écrou de serrage 6 sans qu'un centrage soit nécessaire sur la surface périphérique du manchon de support 2. Les deux surfaces d'extrémité du disque d'acier astique et de écrou de serrage 6 s'appliquant contre les deux couches de soudure 5 doivent présenter des inégalités, par exemple, des nervures de tournage ou autres de forme et dimensions appropriées, qui pendant le montage de la bague de métal dur sont préssées dans les couches de soudure, formant ainsi pour la bague de métal dur un support radial suffisamment résistant pour le laminage. Sur les figures 1 et 2 le disque élastique d'acier est constitué par un disque ressort séparé 7, mais il est également possible de le réaliser par une bride 7a radiale misant partie intégrante du manchon de support, auquel cas ce dernier est fait d'un acier élastique (voir figure 3). Ce dernier disque 7a présente, lui aussi, initialement une légère conicité et forme un ressort rigide conte lequel la bague de méti Sr5est serrée par un dispositif de pression et contre lequel elle est ensuite maintenue par blocage de la vis 6. La figure 4 illustre un mode de réalisation combinant les particularités des figures 2 et 3, les références numériques 2, 5a, 5b, 6 et 7 désignant les mêmes éléments que sur les figures 2 et 3. Sur la figure 5, on voit deux bagues de métal dur 5 séparées par une bague d'espacement la montées sur le même manchon de support 2 et qui sont bloquées fortement entre écrou 6 et le disque élastique d'acier 7a qu initialement, est légèrement conique. I1 est à noter que plus de deux bagues de métal dur séparées par un nombre correspondant de bagues d'espacement 12 pourraient Autre fixées par le procédé de l'invention. Ces diverses bagues de métal dur pourraient aussi être convenablement pourvues de couches de soudure des deux catés. Dans leude de réalisation de la figure 6, la bague de métal dur 5c est bloquée sous pression entre l'écrou de serrage 6 et le disque d'acier élastique 7, la bague de métal dur ayant été frittée suivant un diamètre intérieur légèrement plus grand que celui du manchon de support, une bande de métal 5d cintrée étant soudée à la surface intérieure de la bague de métal dur fritté, et ensuite tournée pour l'ajuster sur le manchon de support.En conséquence, la bague de métal dur se trouve centrée sur la surface périphérique du manchon de support sans nécessiter sa rectification longue et coûteuse. Les bagues de métal dur des figures 1 à 6 sont destinées au laminage de bandes étroites, mais, dans le cas du laminage de fils de métal, il est bien évident que le pourtour des bagues de métal dur doit présenter une gorge circonférentielle; comme c'est le cas du mode de réalisationde la figure 7. Sur cette figure 7, le disque élastique et l'écrou de serrage ont été remplacés par un écrou de serrage 14 qui, au repos, a une forme légèrement conique.La fixation de la bague de métal dur sgeffectue comme suit On monte la bague de métal dur 5 sur son manchon de support 2 de façon qu'elle s'applique contre le rebord 2a. Ensuite, on visse l'écrou conique 14 de blocage sur le manchon de support 2 pour maintenir la bague de métal dur en place contre le rebord Sa, cet écrou étant de rigidité telle qu'on ne puisse lui imposer la forme plane qu'avec un outil de forcement.Ensuite, on ex un tel outil de forcement 8 à l'écrou de serrage 14 afin de la presser étroitement contre la bague de métal dur pendant le vissage et pour imposer à l'écrou 14 une forme pratiquement plane, de sorte que l'écrou de serrage exerce une précontrainte relativement élevée sur la bague de métal dur, l'écrou de serrage étant ensuite vissé à fond pour être appliqué étroitement contre la bague de métal dur. Enfin, on enlève l'outil, la bague de métal dur restant ainsi bloquée entre la bordure 2a et l'écrou de serrage 14. Une bague de oompensation 13, figure 7, est montée, par exemple, par emmanchement à chaud sur le manchon de support avant mise en place de la bague de métal dur 5. I1 n'est plus nécessaire alors d'ajuster avec précision la surface périphérique intérieure de la bague de métal dur et il suffit de rectifier la bague de compensation 13 pour permettre l'emmanchement à chaud de la bague de métal dur. R E V E N D I C A T I O N S 10Procédé pour fixer au moins une bague de métal dur sur un manchon de support pouvant être monté sur un arbre, caractérisé par divers points suivants, ladite bague est fixée audit manchon de support contre un disque élastique d'acier, ledit disque ayant, au repos, une forme légèrement conique et étant suffisamment rigide pour qu'une forme plane ne puisse lui être imposée qu'au moyen d'un outil de forcement, un écrou de serrage est vissé sur ledit manchon de support pour maintenir la bague de métal dur en place contre ledit disque d'acier élastique, l'outil de forcement est fixé à ladite bague de métal dur pour la presser contre ledit disque élastique et lui imposer une forme pratiquement plane, de sorte que le disque d'acier exerce une précontrainte relativement importante sur ladite bague de métal dur, finalement ledit écrou de serrage est bloqué de manière à s'appliquer étroitement contre ladite bague de métal dur, ledit outil étant ensuite enlevé, de sorte que la bague de métal dur reste étroitement blo quée entre ledit disque d'acier et ledit écrou de serrage. 20- Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu;'avant fixer ladite bague de métal dur audit arbre celleci est pourvue d'une couche de soudure des deux optés, cependant que le disque élastique d'acier et l'écrou de serrage sont pourvus, avant de les fixer audit arbre, d'inégalités, par exemple, de nervu- res de tournage, lesdites inégalités, s'appliquant sous l'action dudit dispositif de pression contre lesdites couches de soudure, ce qui fixe la bague de métal dur entre ledit disque d'acier élastique et ledit écrou de serrage, sans qu'il soit nécessaire de centrer ladite bague sur la surface périphérique du manchon de support. 3a Procédé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que la bague de métal dur fixée audit arbre est frittée à un diamètre intérieur légèrement supérieur au diamètre extérieur dudit manchon de support et est pourvue sur sa surface intérieure, d'une bande de métal cintrée qui est ensuite tournée pour s'ajuster sur ledit manchon de support et qui est fixée par soudage à la surface intérieure de ladite bague de métal dur. 40 Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3 caractérisé en ce que deux bagues de métal dur, au moins, sont fixées avec interposition d'une bague d'espacement sur le mme manchon de support. 50- Procédé pour fixer au moins, une bague de métal dur sur un manchon de suppcrt qui peut être monté sur un arbre, caractérisé par les points suivants : ladite bague de métal dur est fixée audit manchon de support de manière à s appliquer contre un retord agencé sur ledit manchon de support, un écrou de ser- rage élastique qui, au repos, a une forme légèrement conique, est vissé sur ledit manchon de support pour tenir ladite bague de métal dur appliquée contre ledit rebord, ledit écrou de serrage étant sflffisamment rigide pour qu'une forme plane ne puisse lui être imposée qu'au moyen d'un outil de forcement, cet outil est fixé audit écrou de serrage pour faire pression pendant le vissage contre ladite bague de métal dur et imposer ainsi audit écrou de serrage une forme pratiquement plane, de sorte que cet écrou de serrage exerce une précontrainte relativement importante sur ladite bague, et l'écrou de serrage est bloqué de manière à s'appliquer étroitement contre ladite bague de métal dur, l'outil étant ensuite enlevé, de sorte que ladite bague de métal dur reste serrée entre ledit rebord et ledit écrou de serrage.