Brevet FR2177105A1 — publié le 19731102

L'invention concerne un mandrin pour enrouler une bande métallique, de préférence provenant d'une machine à couler les bandes, destiné à remplacer le mandrin d'enroulement rigide habituel par un mandrin de type interchangeable. Dans les dernières années, dans de nombreux pays industriels, on a fait de grands efforts pour fabriquer une bande de métal à chaud, directement à partir de la phase liquide. En particulier pour l'aluminium et ses alliages, on a développé des installations de coulée de bandes à grande capacité,pour grande production, capables de produire des bandes à chaud dans la gamme de 6 à 12 mm d'épaisseur, directement à partir de l'état liquide. L'avantage de cette nouvelle technologie réside dans le fait qu'on obtient des poids de couronnes plus élevés qu'avec le procédé habituel de fabrication de la bande au moyen de laminoirs à chaud. Des poids de blocs, et donc des poids de couronnes de 10 à 12 t sont la limite extrême pour les laminoirs à chaud, alors qu'avec les installations de coulée de bandes, on arrive à des poids de couronnes de valeur double.L'élaboration ultérieure de ces poids de couronnes plus élevés sur les machines à laminer à froid et à ajuster fournit une importante augmentation de la capacité et de la productivité de la main-d'oeuvre, grace à la suppression des temps morts et à l'augmentation de la vitesse de laminage. Les bandes chaudes sortant de la machine de coulée sont enroulées généralement sur des mandrins rigides, serrés,aux deux extrémités,entre les têtes de serrage et d'entraînement d'un treuil. Après terminaison du processus d'enroulement, les têtes de serrage et d'entraînement du treuil sont retirées assez loin pour que la couronne avec le mandrin puisse être extraite de la machine à treuil au moyen d'une grue ou d'un autre engin de transport approprié. Ensuite, on introduit un nouveau mandrin dans la machine à treuil et l'en- roulement de la bande chaude peut continuer. Le processus de coulée de bande n'a pas besoin d'être interrompu. L'enroulement des bandes chaudes provenant de la machine à couler las bandes sur des mandrins rigides est nécessaire, parce que, par suite du poids plus fort des couronnes de 20 à 30 t et du plus grand diamètre de couronne qui en résulte, les treuils à chaud du type à tambour, courants dans les laminoirs à chaud, ne sont plus utilisables. Les machines à dérouler et à enrouler des laminoirs à froid et machines d'ajustage ultérieures, sur lesquelles la bande chaude est élaborée en bande terminée ou en tôle, doivent recevoir et traiter les bandes chaudes avec les mandrins rigides. L'inconvénient dans la suite du traitement de ces bandes avec mandrins rigides réside dans le fait qu'il faut prévoir un grand nombre de mandrins en rotation ; car il faut un certain temps avant que les mandrins vides reviennent du laminoir à froid ou du département d'ajustage jusqu'à l'installation de coulée de bandes. Ce grand nombre de mandrins rigides représente une grande dépense de matériel et de transport, Cela se manifeste en particulier quand on doit traiter des couronnes chaudes de faibles dimensions. Un autre inconvénient de ces bandes chaudes à mandrins rigides est qu'on ne peut pas les introduire dans les laminoirs à froid et machines d'ajustage présents dans les machines à dérouler, ou-bien seulement en acceptant de limiter la masse nette de la couronne. L'invention a pour but de développer un mandrin qui élimine ces défauts grâce à sa construction et ses principes de fonctionnement. L'invention est caractérisée en ce que, pour l'enroulement des bandes chaudes sur les machines à couler les bandes, on utilise un mandrin dont le diamètre peut se réduire après ltopération d'enroulement et l'extraction de la couronne chaude hors de la machine à treuil, de sorte que le mandrin ainsi réduit en diamètre à l'intérieur de la bande chaude peut être extrait de la bande chaude au moyen d'une grue, pont roulant, cabestan ou autre équipement d'extraction. Pour ces mandrins, dénommés par lat suite mandrins articulés à cause de leur modalité de fonctionnement, il suffit d'en avoir seulement deux ou trois sur chaque machine à couler les bandes pour assurer un processus de coulée en continu. Dans le mandrin articulé selon l'invention, l'opération de diminution du diamètre extérieur du mandrin est obtenue par une construction particulière au moyen de segments articulés. La description se rapporte à un exemple de réalisation décrit en se référant aux dessins annexés, parmi lesquels - La figure 1 montre une coupe du mandrin articulé avec les principes mécaniques de fonctionnement - La figure 2 montre un détail de l'introduction de l'extrémité de la bande - La figure 3 montre une partie de l'ex- trémité de la bande introduite lors du démarrage du treuil - La figure 4 montre un détail particulier de l'extrémité de bande introduite. Le mandrin articulé consiste en une partie de segment fixe 1 et des parties de mandrin 2 et 3 pouvant se rapprocher. La partie de segment fixe 1 est constituée en construction soudée stable. Elle est formée de deux segments de tube 4 correspondant au diamètre du mandrin, sur lesquels est soudé un nombre correspondant de blocs de charnières 5 ainsi que des nervures transversales 6 dans la zone des blocs de charnières. Les nervures transversales 6 sont reliées sur la longueur du mandrin articulé par trois tôles 7, de façon à fournir une construction en caissons stable et résistant au gauchissement. Les parties de mandrin articulées 2 et 3 consistent également chacune en un segment tubulaire 8 correspondant au diamètre du mandrin, sur lequel sont,de nouveau, soudés des blocs de charnière 9, de telle façon que ceux-ci peuvent pénétrer dans les espaces intermédiaires des blocs de charnière 5 soudés sur la partie de segment 1. Les segments tubulaires sont raidis par des cannelures 10 qui, à partir des blocs de charnière 9, vont jusqu ltextrémité supérieure des segments tubulaires. Dans le cas de mandrins articulés pour couronnes plus lourdes, les segments de mandrin 2 et 3 peuvent également être en construction à caissons semblable à la partie de segment 1. La partie de segment 1 et les parties de mandrin articulé 2 et 3 sont reliées dans les charnières 5 et 9 par des goujons de liaison 11, autour desquels les parties de mandrin 2 et 3 peuvent se déplacer dans la partie de segment fixe 1. Les parties de mandrin 2 et 3 ont, pour le diamètre nominal du mandrin articulé, à l'extrémité supérieure, une fente 12 qui permet le rabattement des parties de mandrin 2 et 3 et donc une diminution du diamètre nominal du mandrin articulé. La fente 12 peut s'étendre sur toute la longueur du mandrin articulé, ou bien être conformée de manière à faire pénétrer l'une dans l'autre les extrémités des parties de mandrin convenablement dentées. Depuis les cannelures extérieures des parties de mandrin 2 et 3, des pièces d'écartement 13 vont jusqu'à des consoles 14 soudées sur la partie de segment fixe 1. Ces pièces d'écartement 13 ont pour rôle de fixer le diamètre nominal du mandrin articulé. Cependant, dans la zone des consoles 14 placées sur la partie de segment fixe 1, elles sont munies de trous allongés de dimension adéquate, de façon à permettre le rabattement-des pièces de mandrin 2 et 3 jusqu'au contact réciproque de leurs extrémités supérieures. Les pièces d'Qcar- tement 13 peuvent être avantageusement réglables, et donc conformées comme tendeurs. Dans l'alignement des pièces d'écartement 13, écartées à l'arrière d'une fraction de cannelure, sont prévus des ressorts de traction, non représentés dans le dessin, qui maintiennent les parties de mandrin 2 et 3 à l'état rabattu quand le mandrin articulé se trouve hors des têtes de serrage de la machine à treuil. Les ressorts de traction sont fixés, par une extrémité, à la deuxième nervure des pièces de mandrin 2 et 3, vus du caté frontal et accrochés par l'autre extrémité aux consoles qui sont soudées sur la partie de segment fixe 1. Les centres des deux goujons de liaison 11 doivent présenter entre eux un angle tel qu'au rabattement du mandrin articulé pour la même largeur de fente 12 entre les parties de mandrin 2 et 3, on obtienne une réduction optimale du diamètre du mandrin. Les côtés faces frontales du mandrin articulé sont constitués de façon à pouvoir se serrer entre les deux têtes de serrage de la machine à treuil, déplaçables horizontalement. Le mandrin articulé est placé sur un dispositif mobile horizontalement et verticalement, qui peut pénétrer entre les têtes de serrage lorsque les t8tes de serrage sont écartées. Après ajustement du centre du mandrin articulé au centre des têtes de serrage, les têtes de serrage sont rapprochées. Alors, le mandrin rabattu est écarté par la partie conique des têtes de serrage, assez loin pour atteindre le diamètre nominal du mandrin articulé, limité par des pièces d'écartement 13. Selon la conformation des côtés avant du mandrin, le mandrin articulé peut être serré entre les cones des têtes de serrage ou bien être guidé sur leur partie cylindrique, tandis que, dans les deux cas, les ergots d'entraîne- ment des têtes de serrage provoquent une rotation du mandrin. La partie de segment 1 est munie diune fente 15 s'étendant sur toute la longueur du mandrin articulé. qui, après rotation des têtes de serrage, est amenée dans la position d'introduction de l'extrémité de la bande. On introduit dans cette fente l'extrémité de la bande provenant de la machine à couler les bandes (figure 2) et le treuil est mis en rotation dans le sens de- aiguilles d'une montre. Ici, la bande est pressée par un galet 16 placé sous la bande introduite sur le diamètre extérieur du mandrin articulé. Au bout d'un certain angle d'entourage de la bande sur le mandrin, le galet est retiré. L'extrémité de la bande se trouvant dans la fente 15 est courbée vers le bas d'un certain angle, sous l'effet du galet et du bord supérieur de la fente, jusqu'à ce qu'elle arrive à la portée sur le bord inférieur de la fente (figure 3). Cette courbure de l'extrémité de la bande d'un angle déterminé est souhaitable, car,de la sorte, l'introduction et le serrage des couronnes de bande sans mandrin dans les laminoirs à froid et machines d'ajustage présents dans la machine à dérouler sont rendus possibles. A l'aide d'un dispositif selon la figure 4, on peut commander l'angle dont l'extrémité de la bande est recourbée. Sur tous les blocs de charnière 9 de la partie de mandrin 2, sont soudées des réglettes d'appui 19 qui pénètrent dans la région des angles de courbure possibles de l'extrémité de la bande. L'extrémité de la bande ne se place pas contre le bord inférieur de la fente, mais contre les réglettes d'appui soudées 19, qui doivent être dimensionnées et placées selon l'angle voulu. Ce dispositif a encore l'avantage qu'au rabattage du mandrin les réglettes d'appui soudées s'écartent de l'extrémité de la bande, tandis que la tension entre l'ex- trémité de la bande et la réglette d'appui provoquée par le processus de courbure est supprimée, ce qui assure une extraction plus facile du mandrin hors de la couronne. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'in Invention REVENDICATIONS 10/ Mandrin pour enrouler une bande métallique à la coulée, caractérisé par un dispositif permettant la réduction du diamètre extérieur du mandrin à un instant voulu, au moyen d'un système de rabattement des éléments de construction adéquats. 20/ Mandrin selon la revendication 1, caractérisé par des parties de mandrin (2, 3) pouvant tourner sur une partie de segment fixe (1) au moyen de goujons de liaison, dont les extrémités libres forment une fente allant de part en part, lisse ou dentée, les parties de mandrin se rabattant de la largeur de la fente. 30/ Mandrin selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'écartement des parties de mandrin (2, 3) pour fixer le diamètre nominal du mandrin, ou le rabattement du système, est limité,dans les deux directions,par des pièces d'écartement (13) fixes ou réglables. 4 / Mandrin selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les centres des goujons de liaison (11) forment un angle garantissant la réduction de diamètre optimale. 50/ Mandrin selon la revendication 3, caractérisé en ce que les faces avant pour établir le diamètre nominal du mandrin, ou bien comportent un diamètre intérieur cylindrique qui est guidé sur une partie cylindrique des têtes de serrage, ou bien est guidé par une partie conique des têtes de serrage, l'entralnement se faisant chaque fois au moyen d'ergots (18). 60/ Mandrin selon l'une quelconque des revendications de 1 à 5, caractérisé en ce que l'extrémité de la bande (17) qui est introduite dans la fente (15) est recourbée par application d'une pression par un galet (16),en formant sur les bords de la fente un angle correspondant pour le montage dans des machines à dérouler. 70/ Mandrin selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'extrémité de la bande (17) vient porter sur des réglettes d'appui (19) reliées avec les blocs de charnière de la partie de mandrin rabattable (2).