Brevet FR2199483A1 — publié le 19740412

La présente invention concerne un procédé pour la fabrication d'une lame de faible épaisseur, en particulier une lame de spiral, dans lequel on lamine, au moyen de cylindres, à sa dimension finale, cette lame1 et un laminoir pour la mise en oeuvre de ce procédé. Dans un laminoir à lame mince, tel que ceux utilisés jusqu a présent pour la fabrication de ressorts- spiraux pour la montre et lrappareillage, la cote d'épaisseur de la lame est obtenue par le déplacement de ltun des cylindres par rapport à l'autre au moyen de vis commandées par une manivelle et prenant appui sur le bâti. Le réglage est unique, il utilise la rigidité du bâti pour compenser les variations de pression au cours du laminage. Il y a équilibre entre les contraintes imposées au bati et les contraintes de laminage de la lame. Si pour une raison quelconque, telle qu'unie variation de température, la géomètrie du bati varie au cours du laminage, il en résulte une modification de la cote de la lame laminée, De plus, la géomètrie du bati éloigne le point de contrôle de l'épaisseur de la lame dtune distance telle, quelle est supérieure à la longueur usuelle d1un ressort- spiral. Le réglage unique rend nécessaire l'arrêt du laminage pour apporter la correction dûe au contrôle ; il n1est jamais certain que l'on retrouvera, après un arrêt, la cote désirée. Le pourcentage des déchets de fabrication est donc important ; il provient en partie, de ce contrôle à posteriori, et de la lenteur des moyens permettant de corriger les écarts relevés, autant que de leur défaut d1efficacité. Si de tels laminoirs sont utilisables pour de grands spiraux, il n1est pas 'possible de les employer pour obtenir des lames minces dont ltépaisseur peut être inférieure au centième de mm. En effet, une variation de 0, 001 mm seulement sur l'épaisseur peut représenter déjà 10 % de la valeur totale et 30 7o de la valeur du couple du spiral.Ce contrôle du ruban obtenu à la sortie du laminage est effectué avec des appareils de mesure au centième de micron, Pour obtenir une telle précision d'usinage, il faut à la fois, effectuer le con trôle continu de ltépaisseur de la lame, aussi rapproché que possible du point de laminage, et exploiter le résultat de ce contrôle en l'asservissant à des moyens de correction instantanée de la pression de laminage. L'invention concerne précisément un procédé caractérisé par le fait que l'on mesure ltépaisseur de la lame en cours de laminage, que l'on compare la mesure ainsi faite à une mesure de référence, et que lton répercute les variations entre les deux mesures sur les moyens de déformation élastique contrôlée du bati portant les cylindres de laminage, afin de maintenir la valeur de l'épaisseur de la lame dans des limites de tolérance données. La mesure de ltépaisseur de la lame peut être faite par différents moyens des moyens mécaniques tels que palpeurs des moyens optique s des moyens capacitifs de proximité ou autres. - La mesure ainsi faite doit être comparée à une mesure de référence affichée au départ de ltopération de laminage. L'écart entre les deux mesures est répercuté sur des moyens de déformation du bâti, qui sont constitués par au moins un élément piézo-électrique électrostrictif ou un élément magnéto- strictif. La mesure de ltépaisseur de la lame mince n'est valable que si un dispositif assure une tension constante de la lame à l'entrée et à la sortie du laminoir de façon à éliminer les variations apparentes de ltépaisseur que provoqueraient des variations de tension de la lame sur le palpeur. L'invention concerne également un laminoir de spiral pour la mise en oeuvre du procédé susmentionné, caractérisé par le fait qu'il comprend un bati comportant une zone de moindre résistance dans lequel sont montés, par l'in- termédiaire d'organes de support et d'ajustement, deux cylindres, au moins un instrument de mesure du spiral laminé, un appareil de comparaison de ladite mesure avec une mesure de référence et de transformation des écarts mesurés en un signal de commande, un dispositif d'asservissement du laminoir audit signal, par le fait que des moyens primaires sont prévus pour exercer sur lesdits cylindres une pression de laminage, par le fait que des moyens secondaires permettent de précontraindre lesdits organes entre eux et par rapport au bâti, et par le fait que des moyens tertiaires Sont disposés de manière à déformer élastiquement ladite zone de moindre résistance sous ltimpulsion dudit dispositif d'asservissement de de façon à assurer en permanence le réglage le plus fin de la distance à respecter entre lesdits cylindres de laminage. Les avantages apportés par cette invention consistent essentiellement dans le fait que le contrôle de l'épaisseur de la lame est exercé très près des cylindres de laminage et d'une façon continue, dans le fait que ledit contrôle est asservi à des moyens qui en répercutent effet instantanément, moyens qui sont particulièrement efficaces grâce au réglage très fin qui permet la défor mation élastique du bati Les variations d'épaisseur de la lame obtenue sont minimes et de faible amplitude quant à leur longueur, diminuant ainsi le pourcentage des déchets dans la fabrication. Enfin, la précision très grande qu'autorise ce procédé de laminage permet d'obtenir les lames minces correspondant aux exigences les plus sévères. Les caractéristiques et autres avantages de la présente invention ressortiront tailleurs de la description qui va suivre dune forme de réalisation donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés la figure 1 est une vue d'ensemble du laminoir et des dispositifs permettant la mise en oeuvre du procédé. La figure 2 est une vue à plus grande échelle du laminoir. La figure 3 est une vue en coupe selon ltaxe III-III de la figure 2. La figure 4 est une vue en coupe selon l'axe IV- IV de la figure 3. La figure 1 montre le châssis sur lequel sont disposés - ltensemble de déroulement A avec régulation de la tension d'entrée par cabestan frein 1 à frottement constant et friction de bobine débitrice 2 à frottement visqueux amenant la lame à laminer au guide-lame d'entrée 3 du laminoir 4. - Le laminoir 4(décrit ultérieuremen9: l:ensemble d'enroulement de la lame laminée B comprenant le système régulateur de la tension de sortie avec un cabestan 6 entrai né par un moteur couple alimenté par courant électrique d'intensité constante une friction de bobine réceptrice réglable à frottement constant ou frottement visqueux en fonction de la vitesse le système dè trancanage, c'est-à-dire de bobinage à pas constant le coffret comparateur de mesure de ltépaisseur C comportant un palpeur 5 mécanique optique ou capacitif de proximité l'affichage numérique de l'épaisseur D le coffret de contrôle de la tension de la lame E le système d'asservissement F délivrant aux bornes des céramiques une tension variable qui est fonction de l'écart en grandeur et en signe entre la valeur de l'épaisseur de la lame mesurée par le palpeur 5 et la valeur affichée le moteur- réducteur G entraînant simultanément, par courroie, les deux cylindres de laminage du laminoir 4. La figure 2 montre la cage du laminoir composée essentiellement du bâti 4, du cylindre de laminage inférieur 8 porté par le palier inférieur 9 reposant sur l'ensemble des cales biaisées 10 et 12, du cylindre de laminage supérieur 13 porté par le palier 14 suspendu à la poutre élastique 4a, des systèmes de précontrainte bloquant les paliers 9 et 14 sur le bâti 4 qui seront décrits ci-après, des vis de pression 15 dont la rotation est commandée par les roues 16 au moyen du volant 18 porté par l'arbre de la roue de vis commune 17 transmettant la pression de laminage au cylindre supérieur 13, des céramiques piézo-électriques 19 précontraintes par le système à vis 20, le capteur de mesure de l'épaisseur 5, les figures 3 et 4 montrent le détail des dispositifs de précontrainte rendant solidaire du bati 4 les paliers des cylindres de laminage 8, 13 et les céramiques piézo-électriques 19 de- façon à ce que le réglage fin de la pression de laminage exercé en permanence pendant le cours de celui-ci, ne subisse pas les interférences de jeux parasites. Les précontraintes exercées sur les surfaces d'appui sont plus importantes que les contraintes de laminage ; par exemple, la précontrainte sera tonne si la contrainte de laminage est de l'ordre de 50 kgs. Le cylindre de laminage inférieur 8 est porté par le palier 9 et repose sur deux cales biaisées 10, 12 permettant un premier réglage grossier de la pression de laminage, par rotation du bouton 11. La cale inférieure 12 est fixe par rapport au châssis 4, sur lequel elle prend appui par les épaulements 12a, 12b, elle comporte un trou horizontal taraudé dans lequel se visse la tige du bouton 11, lui-même supporté par un épaulement l0a de la cale supérieure 10. La rotation dudit bouton 1 1 permet donc le positionnement en hauteur du palier 9. Afin d'éviter les déplacements latéraux de la cale 10 au cours du réglage, un bossage sur ladite cale 10 et une rainure complémentaire sur la cale 12 assurent le guidage nécessaire. Dans le but de rendre solidaire du bati l'ensemble de réglage en hauteur du cylindre inférieur 8, une précontrainte est exercée par le boulon 21 dont la tête 21a carrée, prend appui sur le fond du palier 9 dans lequel elle est emprisonnée, la tige 21b traverse les cales 10 par un trou allongé autorisant son déplacement, et 12, pour aboutir dans a1 évidement du bati sur lequel l'écrou 21c, percé, permet le serrage. Le cylindre de laminage supérieur 13 est porté par le palier 14, Ce palier 14 est fixé sur une poutre élastique 4a, faisant partie intégrante du bati 4, qulil traverse de part en part au milieu de son extérmité, dans la mortaise fraisée à cet effet. Prenant appui sur les bras de la fourche ainsi définie, un étrier 22, chevauche ledit palier 14 et en permet la fixation sur ladite poutre élastique 4a. Le positionnement des branches de llétrier 22 sur les bras de la poutre élastique 4a est obtenu par d'autres étriers 23, égaux et symétriques sur chaque bras, fixés par des vis 24. Dans le but de rendre solidaire de la poutre élastique 4a le palier 14, une précontrainte est exercée par le boulon 25, dont la tête carrée 25a prend appui sur le fond dudit palier 14 dans lequel elle est emprisonnée, dont la tige 25b traverse le palier 14 et l'étrier 22 pour aboutir dans l'écrou 25ruz Le palier 14 ayant deux épaulements 14a, 14b symétriques, prenant appui sur les deux bras de la poutre élastique 4a, de part et d'autre du cylindre 13, le serrage de l'écrou 25c assure la précontrainte susmentionnée. C'est donc sur un ensemble de grande cohésion que peut être exercée la pression de laminage sur le cylindre supérieur 13 par le moyen des vis de pression 15. Cette pression est exercée, différentiellement sur chacun des bras de la poutre élastique 4a, de part et d'autre du cylindre 13, de façon à obtenir un parallélisme rigoureux entre les surfaces de laminage des cylindres 8 et 13. Le réglage de la pression de laminage s'effectue par la manoeuvre des organes de commande comprenant les roues dentées 16, entraidées en rotation par la vis commune 17 au moyen du volant 18. La figure 4 montre l'emplacement des céramiques piézo-électriques 19 utilisées pour déformer élastiquement le bati en une zone de moindre résistance 4b conçue à cet effet. Une précontrainte mécanique, destinée à rendre lesdites céramiques solidaires du bati 4, indépendamment de toute impul sion électrique, est menée par le système à vis 20. La mise en oeuvre du procédé a lieu dans l'ordre suivant on effectue un premier réglage en hauteur du palier inférieur 9 et on exerce la précontrainte susmentionnée permettant le rattrapage des jeux. L'opération de laminage étant mise en route, on règle la pression de laminage par le volant 18, en fonction de la mesure effectuée par le palpeur 5 sur la lame recueillie à la sortie immédiate des cylindres 8, 13. Cette mesure est faite, en valeur absolue, sur le coffret comparateur de mesure de lrépaisseur C, extérieur au laminoir. Lorsque la valeur cherchée de ltépaisseur est atteinte, on enroule la lame sur la bobine réceptrice 7, sans arrêter le laminoir, on amène à zéro llai- guille du comparateur C et on met en fonction le système d'asservissement F qui alimente alors en tension électrique variable, fonction des variations dlépaisseur, les céramiques 19. Les variations de hauteur de ces céramiques 19, résultant de l'effet piézo-électrique, entraînent une déformation correlative du bâti 4 dans sa zone de moindre résistance 4b. Cette déformation se traduit par une variation de la distance entre les cylindres 8, 13 et en conséquence, par une correction de ltépaisseur de la lame en cours de laminage. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour la fabrication d'une lame de faible épaisseur (lame de spiral), dans lequel on lamine, au moyen de cylindres, à sa dimension finale, une lame, caractérisé par le fait que l'on mesure l'épaisseur de cette lame en cours de laminage2 que l'on compare la mesure ainsi faite à une mesure de référence, et que lton répercute les variations entre les deux mesures sur des moyens de déformation élastique contrôlée du bâti portant lesdits cylindres de laminage, afin de maintenir la valeur de lrépaisseur dans des limites de tolérance données. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite mesure est effectuée par des moyens mécaniques. 3 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite mesure est effectuée par des moyens optiques. 4 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite mesure est effectuée par des moyens capacitifs de proximité. 5 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens de déformation sont constitués par au moins un élément piézo-électrique électrostrictif, ou un élément magneto- strictif. 6 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on assure une tension constante de la lame à llentrée et à la sortie du laminoir. 7 - Laminoir de spiral pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, et llune quelconque des revendications précédentes 2 à 6, caractérisé par le fait qulil comprend un bâti comportant une zone de moindre résistance, dans lequel sont montés, par llintermédiaireKdlorganes de support et d'ajustement, deux cylindres, au moins un instrument de mesure du spiral laminé, un appareil de comparaison de ladite mesure avec une mesure de référence et de transformation des écarts mesurés en un signal de commande, un dispositif d'asservissement du laminoir audit signal, par le fait que des moyens primaires sont prévus pour exercer sur lesdits cylindres une pression de laminage, par le fait que des moyens secondaires permettent de précontraindre lesdits organes entre eux et par rapport au bâti, et par le fait que des moyens tertiaires sont disposés de manière à déformer élastiquement ladite zone de moindre résistance sous l'impulsion dudit dispositif d'asservissement de façon à assurer en permanence le réglage le plus fin de la distance à respecter entre lesdits cylindres de laminage. 8 - Lame de spiral obtenue selon le procédé de la revendication 1 et l'une quelconque des revendications 2 à 6.