Brevet FR2214540A1 — publié le 19740819

La présente invention se rapporte à un procédées un appareil pour l'aplanissement d'une bande de métal. Plus spécifiquement, la présente invention concerne des appareils et des procédés nouveaux et économiques pour corriger des défauts de forme d'une bande de métal ou d'un feuillard. La fabrication de bandes de métal comprend plusieurs procédés tels que le laminage, le recuit et la trempe. Au fur et à mesure du traitement de la bande de métal, des défauts intéressant la forme de la bande de métal, tels que la formation de cannelures, de frisures, d'ondulations sur les bords, le gondolement total, central et-partiel, apparaissent. Ces défauts ne sont pas seulement des obstacles dans ces procédés, mais ces défauts sont aussi un facteur important d'abaissement des normes de qualité des produits pour lesquels des bandes de métal sont utilisées. Il est donc nécessaire que la bande de métal soit aplanie en utilisant un moyen d'aplanissement. D'une manière générale, en faisant subir l'opéra- tion de l'aplanissement, la bande de métal est pliée plastiquement plusieurs fois sous tension par des cylindres de travail.Au cours de l'aplanissement, la bande de métal est allongée plastiquement de O, à 1,5 ,a environ et l'allongement plastique corrige les défauts de forme de la bande de métal. L'aplanissement mécanique sous tension est connu sous le nom d'appareil d'aplanissement ou aplanisseur. Il est reconnu d'une manière générale qu'en ce qui concerne l'effet d'un petit diamètre d'un cylindre de travail pour aplanir une bande de métal avec un aplanisseur mécanique sous tension, l'utilisation de cylindres de travail à diamètre aussi petit que possible, en aide à diminuer la tension qui est nécessaire pour corriger les défauts de forme de la bande de métal, et à aplanir une bande de métal plus mince et plus dure avec la même tension. Cependant, pour réduire le diamètre du cylindre de travail dans 1' aplanisseur mécanique sous tension classique, le mécanisme de support des cylindres de travail sera compliqué et le nombre de paliers du cylindre de soutien augmentera pour supporter les cylindres de travail. D'autres défauts apparaissent tels que des taches la surface de la bande de métal en raison des fuites d'huile des paliers et des éraflures en surface par suite des vibrations indé sirables qui eltrent a précision des éléments de la machine qui sont assemblés en plus de la difficulté pour réduire le diamètre du cylindre de travail.Même si le mécanisme de support de petits cylindres de travail est prévu, le nombre de rotations du petit cylindre de travail devient exagérément plus grand que celui du cylindre de travail régulier pour la même vitesse de déplacement de la bande de métal, ce qui provoque le grippage des paliers et diminue la longévité des cylindres de travail. Par conséquent, il était très difficile techniquement d'utiliser un cylindre de travail extrêmement petit dans l'aplanisseur mécanique sous tension classique. Une forte tension est requise pour corriger les défauts de forme sur la bande de métal, ce qui signifie que des freins à bandes de grandes dimensions doivent être installés avant et après 1' aplanisseur. De plus, il est très difficile dans la pratique de corriger les défauts de forme de la bande d'acier laminé à froid ayant une épaisseur de 0,1 mm environ. Dans tous les aplanisseurs mécaniques sous tension classiques, on a utilisé des cylindres de travail pour plier la bande de métal et en corriger les défauts de forme. De la tension est ajoutée pour faire en sorte que la bande de métal épouse la surface du cylindre de travail et pour améliorer l'effet d'aplanissement. La plupart de tous les inconvénients de l'aplanisseur mécanique sous tension classique qui sont expliqués ci-dessus sont dus à l'utilisation des cylindres de travail. Si la bande de métal est supportée hors de contact par un film de fluide et est pliée sans utiliser les cylindres de travail, les inconvénients de l'aplanisseur mécanique sous tension classique sont quasi évités. Un des systèmes précédents de support d'une bande de métal par un guide fixe et la manutention sans causer de défauts superficiels, est le support sur feuille mince. Dans ce cas, des ma tériaux tels un film de matière plastique, une feuille mince ou de clinquant métallique et du papier de 0,3 à 0,5 mm7d'épaisseur, sont utilisés. La raideur de la feuille mince est petite et négligeable par rapport à celle de la bande de métal à aplanir et la capacité de charge de la portée sur feuille mince est extrêmement faible. De plus, l'objet de la portée sur feuille mince n'est pas d'-aplanir la bande de métal. D'autres dispositifs antérieurs sont décrits dans le brevet américain n0 5.587.598 sous le titre "Laminoir réducteur pour supporter un matériau allongé sans contact direct" et dans le brevet britannique n0 1.016.705, sous le titre "Améliorations se rapportant aux portées de support sous pression au moyen de fluide". Mais ces systèmes se rapportent à une technique de support de la bande de métal hors de contact et de guidage de celle-ci dans une chaîne de traitement continu. Par conséquent, l'objet de ces techniques indiquées ci-dessus est différent de celui de la présente invention. En conséquence, un objet de la présente invention est de fournir un procédé et un appareil d'aplanissement d'une bande de métal dans lesquels des cylindres de travail ne sont pas utilisés et, par conséquent, un mécanisme compliqué n'est pas nécessaire pour supporter les cylindres de travail comme cela est nécessaire dans les aplanisseurs mécaniques de tension classiques. Un autre objet de la présente invention est de prévoir un procédé et un appareil d'aplanissement d'une bande de métal dans lesquels les défauts de forme de la bande de métal peuvent être corrigés par une tension plus basse que celle mise en oeuvre dans un aplanisseur mécanique sous tension classique. Encore un autre objet de la présente invention est de prévoir un procédé et un appareil d'aplanissement d'une bande de métal, grace auxquels une bande de métal peut être aplanie, bande qui est plus mince et plus dure qu'il n'est possible avec un aplanisseur mécanique sous tension classique. Encore un autre objet de la présente invention est de prévoir un procédé et un appareil d'aplanissement d'une bande métallique, grâce auxquels aucune éraflure n' apparaît à la surface de la bande de métal. Encore un autre objet de la présente inventton est de prévoir un appareil pour l'aplanissement d'une bande de métal qui ne comprend aucun palier dans le mécanisme. Encore un autre objet de la présente invention est de prévoir un appareil pour l'aplanissement d'une bande de métal qui ne présente pas l'inconvénient d'une durée de vie limitée des cylindres de travail comme dans le cas d'un aplanisseur mécanique sous tension classique. Encore un autre objet est de prévoir un procédé et un appareil d'aplanissement d'une bande de métal qui n'a pas de limite supérieure de vitesse de déplacement de la bande de métal comme dans le cas d'un aplanisseur mécanique sous tension classique. En bref, la caractéristique générale de l'aplanissement d'uné bande de métal selon la présente invention est qu'une bande de métal présentant des défauts de forme est supportée pour son déplacement hors de contact avec une surface de guide de support, qui ne comprend aucune pièce rotative, au moyen d'un film sous pression de liquide puis la bande est pliée sous tension par les guides de support, si bien que les défauts de forme de la bande de métal sont corrigés. La figure 1 représente une vue en perspective d'un guide de support selon la présente invention. La figure 2 est une vue en coupe le long de la ligne I-I au travers d'un tube capillaire 8 dans la figure 1 avec une bande de métal 28. La figure 5 représen-- te une vue en coupe faite le long de la ligne Il-Il à travers un trou 40 dans la figure 1. Une surface supérieuredu guide de support 1 se compose d'une partie plate 36 et de deux parties courbées 57. Une rangée de tubes capillaires 8 est prévue à travers un guide de support 1 pour fournir un liquide sous pression. Le tube capillaire 8 a une ouverture 4 autour de laquelle un évidement 3 est prévu sur la partie plate 36.Le tube capillaire 8 a une autre eu- verture à-la partie inférieure du guide de support 1. Plusieurs trous 40 sont percés pour ajuster la pression du film liquide entre la surface supérieure et la bande de métal 28 à aplanir. Le trou 40 a une ouverture 6 sur la. surface plate 36 et une autre ou- verture 9 sur le côté du guide de support 1 pour raccordement à un manomètre. Plusieurs trous échelonnés 5 sont percés pour fixer le guide de support 1 sur un socle 2 de la figure 10. La caractéristique générale de l'aplanissement d'une bande de métal selon la présente invention est que la bande de métal qui se déplace est pliée sous tension par la surface supérieure du guide de support 1 comprenant la partie plate 36 et les deux parties courbées 37, du liquide sous pression s'écoule dans l'espace- ment formé entre la bande de métal 28 qui se déplace et la partie plate 36, depuis le tube capillaire 8, se précipite vers l'extérieur dans l'espacement formé entre la bande de métal 28 qui se déplace et les parties courbées 57, le film de liquide sous pression formé entre la bande de métal 28 qui se déplace et la surface supérieure du guide de support 1 empêche la bande de métal 28 d'en- trer en contact directement avec le guide support 1 et les défauts de forme de la bande de métal 28 en déplacement sont corrigés. La figure 4 représente une vue en perspective d'un autrè type de guide support 1. La figure 5 est une vue en coupe faite lè long de la ligne 111-111 dans la figure 4. Dans cet exemple, une dérive 10 fabriquée en matériau souple est fixée sur chaque partie courbée 37. La forme de la dérive 10 se déforme naturellement de telle sorte que le film de liquide sous pression prend forme dans espacement entre la bande de métal 28 et la surface supérieure du guide support 1. La figure 6 est une vue en perspective d'un autre type de guide support l. La figure 7 est une vue en coupe faite le long de la ligne IV-IV dans la figure z. Dans cet exemple, l'-ensemble de la partie supérieure du guide support 1 est fabriqué à partir d'un matériau, tel que du caoutchouc et/ou des matières plastiques, ayant une élasticité plus faible que celle du métal. Comme on le voit sur la-figure 7, la forme de la surface supérieure n'est pas nécessairement courbée. Une autre configuration, à l'exception de la partie supérieure du guide support 1 est la même que celles des figures 1, 2 et 3. La figure 8 est une vue en perspective 4'un autre type de guide support 1. La figure 9 est une vue en coupe faite le long de la ligne V-V dans la figure 8. Deux rangées de tubes capillaires 8 sont percées dans le guide support 1. Chaque tube capillaire 8 a une ouverture 3 autour de laquelle un mince évidement 4 est prévu sur les surfaces planes 36. Une saillie 38 longue et basse préparée entre deux rangées d'évidements 4 définit deux parties plates 5(3. Dans les exemples expliqués dans les figures 1 à 9, les tubes capillaires 8 peuvent entre remplacés par des trous comportant un orifice. La figure 10est une vue en perspective d'un socle 2 sur lequel sont montés les guides support 1 des figures 1, 4 et 6. La figure 11 est une vue en coupe du socle 2 faite le long de la ligne VI-VI dans la figure 10. Le socle 3 contient, à l'intérieur, une chambre 15. Un trou d'entrée 15 est prévu pour introduire le liquide sous pression depuis la-source de pression, dans la chambre 15 et plusieurs trous 14 sont percés pour fournir du liquide sous pression aux tubes capillaires 8 dans le guide support 1. Des joints toriques 13 sont utilisés entre les trous 14 et les tubes capillaires 8 pour éviter la fuite du liquide sous pression au niveau du joint. Plusieurs trous 12 sont filetés pour fixer le guide support 1 sur le socle 2. La figure 12 est une vue en coupe d'un socle 2 ayant une autre conf-rn-'ration des chambres 15 pour le guide support 1 dans les figures 1, 4 et . Les chambres 15 et 42 sont divisées longi tudinalement par plusieurs cloisons 17 et chaque chambre 15 ou 42 a indépendamment un trou d'entrée 16 ou 45 de liquide sous pres sion et au moins un trou 14 pour fournir du liquide sous pression aux tubes capillaires 8. Dans ce type de socle 2, l'alimentation en liquide sous pression vers les chambres extérieures 15 peut être arrêtée pour économiser un débit de- liquide inutile quand on aplanit une bande de métal étroite et aussi la pression et le débit de liquide sous pression dans la chambre respective 15 peuvent être changés pour corriger effectivement les défauts de la bande de métal. La figure 13 est une vue en coupe d'un socle 2 ayant une autre configuration de la chambre 15 pour le guide support 1 des figures 1, 4 et 6. Dans cet exemple, la chambre 15 constitue un cylindre. A chaque extrémité de la chambre cylindrique 15, une paire de pistons 19 est prévue avec une tige de piston-18 et un joint torique 20. Les pistons 19 sont mobiles et peuvent m-odifier la longueur de la chambre 15 de manière continue en fonction de la largeur d'une bande de métal à aplanir et ainsi il est possible d'économiser de la puissance de la source de pression. La figure 14 est une vue en perspective d'un socle 2 pour le guide support 1 dans la figure 8. La figure 15 est une vue en coupe faite le long de la ligne Vil-Vil dans la figure 14. Le socle 2 comprend une paire de chambres 15 qui a deux rangées de trous d'entrée 16 de liquide sous pression et des trous 14 vers les tubes capillaires 8 du guide support 1 dans la figure 8, respectivement. Pour l'ensemble comprenant le guide support 1 dans la figure 8 et le socle 2 dans la figure 14, deux systèmes de sources de pression sont nécessaires pour fournir le liquide sous pression dans les chambres 15 séparément. La figure 16 est une vue en perspective d'un ensemble dans lequel le guide support 1 de la figure 1 et le socle 2 de la figure 10 sont assemblés par des vis 7. La figure 17 est une vue en coupe faite le long de la ligne Vili-Vili dans la figure 16. Le joint entre le trou 14 et le tube capillaire 8 est rendu étanche par un joint torique 15. L'autre type de guides support 1 et le socle 2 en plus des figures 16 et 17,peuventêtre assemblés de la manière représentée dans les figures 16 et 17. La figure 18 est un exemple d'ensemble d'aplanissement de la bande de métal comprenant les guides support 1 et le socle 2. La bande de métal 28 est guidée pour passer entre les surfaces supérieures du guide support 1 qui est réglé au-dessus et en dessous par la vis 22 et de l'autre guide support 1 fixé sur un châssis inférieur 21. Deux cylindres déflecteurs 24 réglables au-dessus et en dessous par des vis 22 sont disposés avant et après-les guides de support 1. Les guides de support 1 et les rouleaux déflecteurs 24 peuvent être réglés en utilisant le mécanisme connu autre que les vis. Une tuyauterie de conduite de décharge 27 est raccordée au châssis inférieur 21 tandis que les tuyauteries de conduite d'alimentation 23 sont raccordés aux guides support 1. L'explication suivante est donnée au sujet du fonctionnement de l'ensemble d'aplanissement. Les guides support 1 sont positionnés pour plier sous tension la bande de métal 28 qui se déplacement dans le même temps, du liquide sous pression est fourni au guide support l depuis la source de pression qui est réglée pour fournir le liquide sous la pression appropriée et suivant un débit approprié, et s'écoule dans l'espacement 41 entre la bande de métal 28 qui se déplace et la surface supérieure du guide support 1.L' angle d'enveloppement de la bande de métal 28 le long de la surface supérieure du guide support 1 peut être changé en réglant la position des cylindres déflecteurs 24.~L'absence de contact entre la bande de métal 28 qui se déplace et la partie courbée 37 du guide support 1 le long de laquelle s'écoule vers ltextérieur le liquide sous pression, peut etre obtenueen réglant l'angle d'enveloppement. La bande de métal 28 qui se déplace sous tension est soumise au pliage par le guide de support 1 en dehors du- contact direct et la bande de métal est allongée plastiquement, et les défauts de forme de la bande de métal sont corrigés. La figure 19 est encore un exemple d'ensemble d'aplanissement comprenant le guide support 1 et le socle 2. Le socle 2 est monté sur une pièce rotative 25 qui a une surface- cylindrique convexe qui glisse sur un siège 26. Le siège 26 a une surface cylin drille concave. Un des sièges 2z est fixé au châssis inférieur 21 et les deux autres sièges 26 sont prévus sur le châssis supérieur 50 et sont réglés au-dessus et en dessous par des vis 22. La tuyauterie de conduite d'alimentation ?3 de liquide sous pression est raccordée G chaque socle.L'autre dispositif connu en plus de la pièce rotative 25, du siège 26 et de la vis 22 peut être utilisé pour changer l'angle d'enveloppement et la position du guide support 1. La figure 20 est un exemple d'aplanisseur comprenant lten- semble d'aplanissement montré dans les figures 18 et 19. La bande de métal 28 quittant le système précédent de traitement )4passe dans le frein à bandes avant 32 et entre dans l'ensemble d'aplanissement 29. En sortant de L'ensemble d'aplanissement 29 la bande de métal 28 passe dans le frein à bandes arrière 33 et va vers le système de traitement suivant 35. La tuyauterie de conduite d'alimentation 23 et la tuyauterie de conduite de décharge 30 sont raccordées à l'ensemble d'aplanissement 29 et à la source de pression 31 qui est prévue pour fournir du liquide sous pression l'ensemble d'aplanissement 29.Comme on le voit sur la figure 20, l'aplanisseur de bande de métal selon la présente invention fonctionne de manière similaire de celle de l'aplanisseur mécanique -sous tension classique. Comme aucun cylindre de travail n'est utilisé dans l'aplanisseur de la présente invention, le rayon de courbure de la bande métallique pliée par le guide support 1 peut être extrêmement petit. Par conséquent, la tension requise pour-allonger plastiquement la bande de métal pour corriger les défauts de forme, peut être réduite. Dans la figure 20, la capacité du frein à bandes avant 32 et du frein à bandes arrière 33 peut être faible. Quand une faible tension seulement est nécessaire, même les freins à bande utilisés précédemment dans le dispositif de traitement peuvent -être utilisés et il n'est pas besoin de monter un nouveau frein à bandes pour l'ensemble d'aplanissement de la présente invention. La constitution d'un dispositif correspondant à ce cas est montrée dans la figure 21. Comme liquide sous pression, tout type de liquide peut être utilisé, tel que de l'eau, un lubrifiant, etc.... utilisés actuellement sur les chaînes de fabrication. L'ensemble d'aplanissement de la présente invention ne comprend-aucune pièce rotative telle que des cylindres de travail dans l'aplanisseur mécanique sous tension classique et, par conséquent, la vitesse de déplacement de la bande métallique n'est pas limitée. Le tableau 1 ci-dessous indique un résultat d'aplanissement d'une bande de métal en mettant en oeuvre la présente invention. L'aplanisseur de la présente invention-permet de corriger facilement les défauts de forme d'une bande de métal extrêmementmince et a limite élastique extremement élevée, alors que cettè opération était très difficile au moyen d'aplanisseur mécanique sous tension classique. TABLEAU 1 - Longueur de la partie plate 36 2,5 mm - Rayon de la partie courbée 37 2,5 mm - Nombre de guides support 1 3 - Tension avant entre 32 et 29 1.550 kg - Tension arrive entre 29 et 55 2.100 kg - Liquide sous pression Emulsion du type huile de coupe - Pression du liquide 120 kg/cm2 - Débit du liquide 200 1/mn - Epaisseur de la bande 0,18 mm - Largeur de la bande 1.000 mm - Limite élastique de la bande 5(3 kg/mm2 - Hauteur de l'ondulation sur les bords avant aplanissement 5 mm - Hauteur de 1 t ondulation sur les bords après aplanissement 0 mm - Allongement plastique o, 68 , Il sera entendu que divers changements et modifications peuvent être apportés aux structures décrites ci-dessus sans pour autant sortir de son domaine de protection La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. REVENDIGATIONS 1 - Procédé d'aplanissement d'une bande de métal, caractérisé en ce que du liquide sous pression est fourni dans un espace entre la bande de métal qui se déplace sous tension et un guide support, ladite bande de métal flotte hors de contact avec ledit guide support et cette bande est pliée jusqu'à apparition de la contrainte plastique à la surface de ladite bande de métal. 2-- Procédé suivant la revendication 1 pour aplanir une bande de métal, caractérisé en ce qu'un guide support est prévu et que ce guide comprend une surface supérieure en face de ladite bande de métal et une partie plate et deux parties courbées associées à une rangée de plusieurs trous pour fournir du liquide sous pression qui passe dans ledit guide de support et à chaque ouverture de chaque trou, un évidement est prévu respectivement sur ladite partie plate. 3 - Guide de support pour aplanir une bande de métal selon la revendication 2, caractérisé par le fait que deux rangées de trous pour fournir du liquide sous pression sont prévues sur ladite partie plate, un mince évidement est prévu à une ouverture de chacun desdits trous et une longue saillie basse est prévue entre deux rangées desdits évidements sur ladite partie plate. 4 - Guide de support pour aplanir la bande de métal selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'une dérive- fa- briquée en un matériau souple est fixée sur chacune desdites parties courbées. 5 - Guidede support pour aplanir la bande de métal selon la revendication S, caractérisé par le fait qu'une dérive fabriquée en un matériau souple est fixée sur chacune desdites parties courbées. 5 - Guide de support pour aplanir une bande de métal selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la partie supérieure dudit guide support est fabriquée dans un matériau ayant une élasticité inférieure à celle du métal. 7 - Guide de support pour aplanir une bande de métal selon la revendication ), caractérisé par le fait que la partie supérieure dudit guide support est fabriquée en un matériau ayant une élasticité inférieure à celle du métal. 8 - Socle fixé à la partie inférieure dudit guide support suivant les revendications 2, 4 ou 6, caractérisé par le fait qu'une chambre est prévue dans ledit socle, un trou d'entrée est pratiqué pour introduire- du liquide sous pression et plusieurs trous se raccordant auxdits trous à travers du guide support sont prévus pour fournir le liquide sous pression. 9 - Socle selon la revendication 8, caractérisé par le fait que plusieurs chambres divisées longitudinalement sont prévues dans ledit socle, -chaque chambre a un trou d'entrée indépendant respectif pour introduire le liquide sous pression et au moins un trou qui est raccordé audit trou au travers dudit guide de support est prévu à chaque chambre pour fournir le liquide sous pression. 10 - Socle selon la revendication 8, caractérisé par le fait qu'aux deux extrémités de ladite chambre une paire de pistons est prévue ayant des tiges de piston si bien que la longueur de ladite chambre est modifiable. 11 - Socle fixé à la partie inférieure dudit guide support suivant les revendications 3, 5 ou 7, caractérisé par le fait que deux chambres sont prévues dans ledit socle ayant un trou d'entrée indépendant respectivement, deux rangées de trous qui se raccordent à deux rangées de trous au travers dudit guide support, qui sont préparées pour fournir le liquide sous pression et chaque rangée de trous s'ouvre dans une desdites chambres indépendantes. 12 - Socle selon la revendication 11, caractérisé par le fait que ces chambres sont de plus divisées longitudinalement dans ledit socle, chaque chambre divisée transversalement et longitudinalement a un trou d'entrée indépendant respectif pour introduire le liquide sous pression et au moins un trou qui se raccorde audit trou au travers dudit. guide support qui est prévu dans chaque chambre. S - Socle selon la revendication 11, caractérisé par le fait qu'aux deux extrémités de ladite chambre une paire de pistons est prévue ayant des tiges de piston si bien que la longueur de ladite chambre est modifiable. 14 - A vitre de produits industriels nouveaux, bandes de métal aplanies suivant l'une quelconque des revendications i à 15.