Brevet FR2146122A1 — publié le 19730302

La présente invention concerne un dispositif d'avancée pour les laminoirs rotatifs à forger à pas de pélerin qui sont équipés d'un dispositif de mise en rotation effectuant son mouvement de rotation en direction alternative à la manière des échelons du cylindre. Dans les laminoirs à pas de pélerin, on utilise pour l'amenée des corps creux constituant le matériau initial de tubes, des dispositifs d'amenée qui effectuent un mouvement alternatif rectiligne ainsi qu'un mouvement rotatif s'effectuant pas à pas suivant des pas de 900. Dans les dispositifs qui produisent unitairement ou séparément le mouvement alternatif rectiligne ainsi que le mouvement de rotation effectué pas à pas de la tige rotative reliée à une barre d'étirage logée dans le corps creux, il se manifeste très rapidement des phénomènes d'usure en raison de la fo-rce de contrainte extrêmement élevée, et d'autre part ces dispositifs ne correspondent plus aux exigeances modernes en matière de rapidité et de productivité. Pour la fabrication de tuyaux présentant un diamètre de 300 à 500 mm, on peut atteindre par exemple un rythme maximal de 60 à 70 pièces par minute. On connaît des dispositifs d'amenée, par exemple d'après le brevet hongrois nO 155 536, qui permettent une vitesse de travail d'environs 90 à 100 temps par minute par le fait qu'il produisent la rotation de 900 à l'aide d'un dispositif de mise en rotation disposé séparément de la tige de rotation et comportant un ou plusieurs cylindres pneumatiques, de sorte que la voie de guidage forcée généralement configurée en filtage jusqu'à présent,peut être abandonnée par la tige rotative. Ceci entraîne bien entendu une résistance en rotation moins élevée, mais une plus grande vitesse de rotation ne peut être obtenue, avec ces dispositifs, qu'au détriment d'une longévité et d'une sécurité de fonctionnement satisfaisantes.L'origine des inconvénients précités réside essentiellement dans le fait qu'une rotation effectuée pas à pas dans l'organe de rotation et dans une directionqui peut être obtenue que par des commutations du sens de rotation effectuées en position finale des courses de rotation La réalisation des commutations du sens de rotation St cq';ne part compliquée par suite des verrouillages constants et d'autre part, les éléments de commutations sont soumis, lors de T'opération à des chocs d'énergie importants. Par ailleurs, ces changements représentent une limite pour un nouvel accroissement de la vitesse de fonctionnement. On connaît par des publications des solutions dans lesquelles il n'est pas nécessaire d'opérer les commutations précitées. Le dispositif d'avancée dispose dans ce cas d'un organe de rotation qui produit une rotation alternative de 900 suivant le rythme du cylindre, ce dispositif ne permettant toutefois pas d'obtenir les résultats attendus. Le but de la présente invention est de supprimer les inconvénients précités et de créer un dispositif d'avancée pour laminoirs rotatifs à forger à pas de pélerin, ce dispositif d'avancée comportant un organe rotatif provoquant une rotation en sens alternés, de 900 suivant le rythme du cylindre. L'objet de l'invention réside dans le fait que la rotation est assurée par des crémaillères reliées avec des cylindres pneumatiques séparés agissant en direction opposée ou par des cales d'entraînement identiques qui sont cinématiquement solidaires de la crémaillère du dispositif d'amenée par l'intermédiaire d'un disque denté(d'un pignon) ou par l'intermédiaire de groupes de rubans d'acier mince.L'organe de rotation du dispositif d'avancée conforme à l'invention se compose donc d'un disque rotatif mobile sur la crémaillère en direction axiale, toutefois bloqué avec elle en rotation et comportant une enveloppe crentée ou lisse, d'une crémaillère solidaire cinématiquement du disque rotatif ou d'une cale d'entraînement configurée de manière identique ainsi que de cylindres jumelés pneumatiques disposés parallèlement ou en rangées reliés avec la crémaillère ou la cale d'entraînement par l'intermédiaire de tige de pistons et/ou de pistons Le dispositif d'avancée conforme à l'invention répond entièrement aux exigeances modernes et son organe de rotation réalise la rotation en sens alternés de 900, selon, le rythme du cylindre, avec une erreur maximale de +2 à 30 Etant donné que pendant le fonctionnement il n'est pas nécessaire d'opérer une commutation, l'organe de rotation permet une rotation sans à-coups pour les vitesses très élevées. La vitesse du cylindre pouvant être obtenue s'élève, pour la fabrication de tubes d'acier d'un diamètre de 300 à 500 mm, à 120-140 temps par minute. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront au cours de la description explicative qui va suivre en se reportant aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une vue de dessus d'ton mde de réalisation du dispositif d'avancée conforme à l'invention comportant une disposition jumelée des cylindres rotatifs. - la figure 2 est une vue en coupe de la figure 1; - la figure 3 est une coupe dont une disposition parallèle des cylindres rotatifs; - la figure 4 est une coupe d'une disposition jumelée des cylindres rotatifs; - la figure 5 est une représentation en coupe d'une disposition jumelée en construction compacte des cylindres rotatifs et, - la figure 6 est une vue en coupe d'une disposition jumelée des cylindres rotatifs avec une jonction par groupes de rubans entre le disque rotatif et la cale d'entraînement La tige rotative 1 configurée en arbre cannelé est reliée par l'intermédiaire de la tige de piston 3 au piston 2. Le piston 2 se déplace à l'intérieur du cylindre 4. Le cylindre 4 est avantageusement un cylindre pneumatique dans lequel le fluide s'écoule, aussi bien du côté tige que du côté piston par les soupapes 5 et 6.A ltextrémité de la tige rotative 1 est disposée une pièce de raccordement 7 pour la barre d' d'étirage 8.La tige de piston 3 se déplace à la manière d'un piston dans le cylindre de freinage 9. Le fluide de freinage s'écoule dans le cylindre de freinage 9 par les soupapes 10 et 11. Sur la tige rotative 1 est calée une roue dentée 12 axialement mobile. La roue dentée 12 est solidaire cinématiquement d'une crémaillère 13. Les extrémités de la crémaillère 13 sont équipées de pistons16,17 comportant des tiges de piston 14,15 et forcent ensemble un système circulaire alternatif.Les pistons 18 et 19 sont avantageusement des cylindres pneumatiques dans lesquels le fluide peut être introduit et s'écouler paf I intermédiaire de soupapes de commande 20 et 21,pneumatiques, avantageusement électro-pneumatiques. je freinage des pistons 16 et 17 peut être réglé par l'intermédiaire des soupapes 22 et 2@ et/ou 24 et 25 montées sur les cylindres 18 et 19.L'arrivée du fluide de travail et/ou du fluide de freinage dans les cylindres peut être radiale et/ou axiale(figure 1 et 2) .En cas de fonctionnement, la soupape 6 du cylindre 4 du dispositif d'amené est admise en position d'admission par un organe de commande non représenté, et la soupape 5 ainsi que la soupape 10 du cylindre de freinage sont mises en position d'échappement. Eta@t donné la pression qui agit sur le piston 2, la tige rotative @ e@ déplace en direction de la flèche . alors que le piston 16 et/ou la crémaillère 13 par l'intermédiaire de la tige de pisto@ 4 sont déplacés dans la direction de la flèche B sous l'action de la pression exércée par le fl@ide de travail d'écoulant @@@ l'intermédiaire de la soupape 20 du cylindre rotatif 18@ @ême temps que s'effectue le mouvement de la crémail@ère 13. @@ @ston 17 se déplace dans le cylindre rotatif 19. Pendant ce temps, la soupape 21 du cylindre 1 9 est régie sur échappement et sa soupape de freinage 24 par contre est en position d'admission.La crémaillère 13 se déplaçant de manière rectiligne.entraîne la rotation de la roue dertée 12 et ainsi la tige rotative 1 est entraînée en rotation conformément à la direction de la flèche C, de 90 . Pour forger des tubes présentant un profi hexag@@al @u polygonal, la rotation présente al@rs une autre valeur variant de 90 . Le piston qui se déplace vers l'avant pendant la rotation est freiné avec une intensité eroissante sous l'action du fluide de freinage s'écoulant par la soupape 22 et @es masses déplacées sont amenées sans à-coups à l'arrêt dès que l'on a atteint 900. A la fln de la rotation dans la direction de la flèche C, la soupape 6 du cylindre 4 et la soupape 1 1 du cylindre de freinage 9 sont mises en position d'échappement par l'organe de commande, les soupapes 5 et 10 par contre sont mises en position d'admission alors que le piston 2 dans le cylindre d'alimentation 4 effectue un mouvement de retour suivant la direction de la flèche D. La soupape 20 du cylindre rotatif 18 et la soupape 24 du cylindre rotatif 19 sont mises en position d'échappement. Le piston 17 et la crémaillère 13 sont déplace r)ar un moyen d'entraînement dans le sens de la flèche E, ce qui provoque une rotation de la barre de rotation 1 par l'intermédiaire de la roue dentée t2 dans le sens de la flèche S,de 900. Il ressort de l'explication précitée que l'on réalise un déplacement longitudinal alternatif de la barre rotative 1 et simultanément sa rotation dans deux directions de 900, à l'aide du dispositif d'avancée conforme à l'invention, en étant assuré d'un déroulement des déplacements excessivement régulier sous l'faction de l'énergie de fluides gazeux et hydrauliquey Dans un autre mode de réalisation ( figure 3), les cylindres rotatifs 18 et 19 sont disposés parallèlement et la roue dentée 2 de la barre rotative 1 est montée entre deux crémaillère 13,26 et il se forme, de part la disposition symétrique, entre ces éléments, une liaison cinématique rigide .La crémaillère 13 est reliée par une extrémité à un piston 16 se déplaçant dans un cylindre 18 et par son autre extrémité à un piston 28 déplacé dans le cylindre de freinage 27 . lie cylindre de freinage 18 est équipé des soupapes de commande 20,29. Sur le cylindre de freinage 27 est disposée la soupape 30. Le piston 17 venant en attaque avec le pignon 2 par l'intermédiaire de la crémaillère 26 se déplace dans le cylindre rotatif 19 . A autre extrémité de la crémaillère 26 est rattaché le piston 32 se déplaçant dans le cylindre de freinage 31 . Le cylindre rotatif 19 comporte des soupapes de commande 21,33. Sur le cylindre de freinage 30 est montée la soupape 34. Dans cette réalisation, le pignon 2 peut avantageusement être entraîné des deux côtés, ce qui permet d'obtenir un freinage obtimal. Dans un autre mode de réalisation (figure 4), dans lequel par rapport à celui qui vient d'entre décrit , on obtient une diminution très sensible de l'élongation longitudinale du bloc compacte rotatif et oscillant , la crémaillère 13 se déplace également dais l'intérieur des cylindres rotatifs 18,19. lie pignon 2 de la barre rotative 1 est monté symétriquement entre les crémaillères 13,26 comme dans le mode de réalisation présenté à la figure 3 . Pour obtenir une amenée facile du fluide de freinage, les cylindres de freinage 27,31 sont disposés à la partie inférieure du dispositif de manière à ce que, sur les deux extrémités de la crémaillère 26 venant en attaque avec le pignon 2, soient fixés des pistons de frein 28,32 qui se déplacent dans les cylindres 27,31.Un avantage particulier de ce mode de réalisation réside dans le fait que les cylindres de freinage 27,31 sont montés à'la partie inférieure du dispositif, là où le fluide de freinage peut être facilement amné, et, lue cas échéant, où on peut former un carter d'huile fermé. Dans l'exemple de réalisation suivant, que montre la figure 5, et qui se caractérise par son encombrement particulièrement réduit en formant au-dessus de la barre rotative lun bloc séparé, les cylindres de freinage 27,31 sont disposés au-dessus des cylindres rotatifs 18,19 avantageusement parallèlement à ces derniers. La crémaillère 13 est rigidement reliée par 1' intermédi1 aire d'un pont 35, les organes de freinage et d'entraînement forman,par conséquent, un système branché en série. Pour éliminer les vibrations éventuelles et perturbatrices par suite de la prise entre les dents de la crémaillère 13 et celles du pignon 2, on a disposé, dans l'exemple de réalisation suivant ( figure 5) un disque rotatif 36 sur une barre rotative 1 Autour du disque rotatif 36 sont tendus des rubans 37 78 group@s, avantageusement en tôle d'acier mince, de manière a ce que l'extrémité du ruban 37 soit fixé au disque rotatif 36 par l'intermédiaire d'une cale 39, l'extrémité du ruban 38 par contre étant fixé sur ce disque par l'intermédiaire d'une cale 39 et/ou de visse 42, et par ailleurs de manière à ce que les rubans soient fixés à laide de vis 46,47 en entourant environs 80 de la périphérie du disque rotatif 36 sous tension et en ne venant en contact avec le disque rotatif qu'en des emplacements appropriés 44 à 45 de la cale d'entraînement 43 disposée entre les pistons 16 et 17. La tension des rubans 37,38 peut être obtenue et réglée à l'aide de vis 48 et 49 .Lors du déplacement de la cale d'entraînement 43 par le piston 16 sous l'action du fluide arrivant dans la direction de la flèche P, certaines parties du ruban 38 fixés sur la surface 45 se déroulent de l'enveloppe du disque rotaitf 36, ce qui provoque sa rotation de 900 dans le sens de la flèche C . Dans les phases de rotation suivantes se produisant dans la direction opposée, une partie du ruban d'acier 37 se déroule de l'enveloppe du disque 36 suivant le mouvement de la cale d'entraînement 43 dans le sens de la flèche E, et simultanément le ruban 38 est enroulé, alors que le disque rotatif 36 tourne de 900 pour revenir dans sa position, dans la direction de la flèche F. Bien entendu l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisations décrits et représentés qui n'ont été donnés qu' à titre d'exemple . En particulier,elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1 dispositif d'avancée pour laminoirs rotatifs à forger à pas de pélerin comportant un dispositif d'amenée pneumatique sépare déplaçant alternativement une barre rotative ainsi qu'un organe ce rotation faisant tournez la c narre rotative en fonction du rythme du cylindre,de 90 , en sens alternés , caractérisé, n ce que organe de rotation comporte un disque rotatif déplaçable axialement sur la barre de cotation, toutefois calé et tournant simultanément, présentant une enveloppe lisse ou dentée, une crémaillère reliée rigidement cinématiquement avec le disque rotatif ou une cale d'entraînement configurée d'une manière identique, ainsi que des cyl@@@res jumelés pneumatiques, disposés parallèlement ou en série, re@iés avec la crémaillère ou la cale d'entraînement par l'intermédiaire de tiges de pistons etXou de pissons 2 Dispositif d'avancée selon la revendication 1 caractérisé en ce que ces cylindres rotatifs sont @quipés de freins pneumatiques @u hydrauliques disposés au-dessus des cylindres ou en dessous du disque rotatif ou ene@re aux extrémités des cylindres orientés vers la crémaillère @u la cale d'entraînement. 3.- Dispositif d'avancée selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que la crémaillère des cylindres rotatifs et .-s pistons des cylindres de freinage s t4^l liés de manière compact les uns aux autres par l'inter@édiaire d'un pont . 4.- Dispositif d'avancée selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que le disque rotatif est rigidement relié cinématiquement avec la cale d'entraînement par l'intermédiaire de rubans d'acier élastiques .