Brevet FR2374103A1 — publié le 19780713

L'invention concerne les dispositifs pour le dressage de produits cylindriques, et a notamment pour objets des cylindres de machines à cylindres obliques pour le dressage de produits métalliques cylindriques. Les cylindres dresseurs indiqués peuvent être utilisés dans les machines à cylindres obliques pour le dressage, suivant toute leur longueur, de produits métalliques cylindriques sous forme de corps pleins ou de corps creux dont les parties extrêmes ont un diamètre plus grand que le diamètre de leur partie médiane (tubes à bouts renflés, arbres à bouts renforcés, etc..). On connais des cylindres appariés disposés obliquement, destinés au dressage de tubes et de barres de section ronde. Dans ces cylindres, on prévoit au moins une paire de cylindres obliques de flexion décalés par rapport à l'axe de dressage, placés entre des paires de cylindres d'appui cylindres de flexion et servant à fléchir le produit à dresser. Les cylindres opposés des paires de cylindres sont disposés, l'un par rapport à l'autre, avec un écartement et sous un angle tel., que lors de leur rotation le produit soit soumis à l'effort de traction. nécessaire Lors du dressage, la portion à dresser du produit, s'appuyant sur les deux paires latérales de cylindres d'appui, est fléchie par la paire médiane de cylindres de flexion, décalée par rapport à l'axe de dressage, et le produit, pendant la rotation, est soumis aux flexions élasto-plastiques alternées qui sont nécessaires pour éliminer la courbure de la portion à dresser du produit.Grâce à la disposition des cylindres dresseurs sous un certain angle par rapport à l'axe de dressage, le produit est animé d'un mouvement héli cotidal et, du fait de sa rotation, subit sur toute sa longueur des flexions élasto-plastiques alternées et est dressé dans tous les plans passant par son axe longitudinal. Pour permettre le dressage de tubes et de barres dans une gamme de dimensions étendue, les machines à dresser à cylindres obliques modernes sont équipées de mécanismes pour la modification de l'écartement des cylindres et de leur angle d'inclinaison par rapport à l'axe de dressage. On connaît aussi l'emploi, dans les machines à dresser, de cylindres obliques disposés un par un en quinconce. Dans une telle machine, les cylindres d'une rangée sont des cylindres d'appui, et ceux de l'autre rangée, des cylindres de flexion qui, grâce au décalage de leur axe par rapport à l'axe de dressage, fléchissent le produit à dresser. De tels cylindres assurent le dressage, par flexions alternées, aussi bien de produits cylindriques à bouts non renflés, que de produits cylindriques à partie médiane amincie et bouts renflés.Pour le dressage de produits à bouts renflés par des cylindres ainsi disposés, il n'est pas nécessaire que certains des cylindres isolés soient pourvus de ressorts, car le bout renflé du produit, en contournant au cours du dressage chacun des cylindres isolés, passe sans entraves entre les rangées de cylindres, tandis que la partie médiane amincie du produit est dressée sous l'effet des flexions alternées. Toutefois, dans ces cylindres, les bouts renflés ne sont pas dressés et ne font que défiler à travers les cylindres. Dans le cas de cylindres appariés disposés à poste fixe, L'écartement dans la paire de cylindres ne change pas au cours du dressage, ce qui ne permet pas le dressage de produits à bouts renflés, car pendant le dressage on ne peut augmenter l'écartement des cylindres afin de permettre le passage des bouts renflés0 Pour le dressage de produits à bouts renflés on prévoit des cylindres montés élastiquement. Pour le montage élastique des cylindres on utilise des amortisseurs. Dans les cylindres appariés montés élastiquement le dressage de la partie amincie d'un produit à bouts renflés est possible, car, au cours du dressage, les cylindres appariés montés élastiquement laissent passer le bout renflé du produit, puis se rapprochent pour dresser la partie amincie du produit. Toutefois, la précision d'un tel dressage est basse, car seule la partie amincie subit le dressage, les parties renflées ne sont pas dressées. On connaît aussi des cylindres pour le dressage de produits à bouts renflés (par exemple de tubes à bouts renflés par refoulement), constituant des trains à trois cylindres dotés de mécanismes pour ltécartement préliminaire des cylindres latéraux avant le dressage du produit (tube), afin de créer entre les cylindres des trains un écartement suffisant pour le passage de la partie renflée du produit (tube). Un jeu de tels cylindres comprend deux trains d'appui à trois cylindres. Entre les trains d'appui à trois .cylindres, au milieu, est monté un cylindre isolé de flexion décalé par rapport à l'axe de dressage. Ce cylindre fléchit le produit (tube) pendant le dressage.Durant le dressage, le produit (tube) est animé d'un mouvement hélicoïdal et chacune de ses portions s'appuyant sur les trains d'appui à trois cylindres subissent des flexions alternées sous l'action du cylindre de flexion. Toutefois, de tels cylindres n'assurent eux aussi que le dressage de la partie amincie du produit (tube), tandis que ses bouts renflés passent sans être dressés. Aucun des jeux connus de cylindres dresseurs disposés obliquement dans les machines à dresser ne permet de dresser les bouts renflés du produit. Ces jeux ne peuvent être utilisés que pour le dressage de la partie amincie du produit. Les portions extrêmes renflées du produit passent à travers la machine sans dressage. Cela s'explique par le fait qu'aucun des cylindres connus utilisés pour le dressage des produits cylindriques à bouts renflés ne permet le dressage des bouts renflés des produits dans un train constitué par deux cylindres. On connaît largement des cylindres pour le dressage de produits cylindriques dans un train de cylindres constitué par un cylindre d'appui et un cylindre de pression et de flexion, disposés sous un certain angle par rapport à l'axe de dressage. Dans un tel train de cylindres, le cylindre d'appui est concave et le cylindre de pression et de flexion est bombé (convexe) ou cylindrique. Pendant le dressage, la portion à redresser du produit s'appuie sur deux portées latérales de contact du cylindre d'appui et fléchit sous l'action de la portée médiane de contact du cylindre de pression et de flexion. Le profilage des cylindres d'un tel train de cylindres isolé ne permet pas le dressage des bouts renflés des produits cylindriques, L'absence de cylindres pour le dressage des bouts renflés des produits rend nécessaire l'emploi d'un équipement supplémentaire, ce qui abaisse la productivité du travail et augment le coût du dressage. Le but de l'invention est de supprimer les inconvénients indiqués des cylindres connus. On s'est proposé pour cela de modifier la forme et la disposition relative des cylindres dresseurs, de façon à obtenir des cylindres de machine à cylindres obliques pour le dressage de produits métalliques cylindriques, qui permettraient de dresser dans un seul train de deux cylindres, en une seule passe, un produit cylindrique à bouts renflés avec élimination de la courbure tant sur la partie amincie médiane que sur lès bouts renflés du produit. La solution consiste en des cylindres de machine à cylindres obliques pour le dressage de produits métalliques cylindriques, entraînés par un moteur et constituant une paire de cylindres dont l'un est un cylindre d'appui avec deux portées d'appui adjacentes à ses faces en bout, tandis que l'autre est un cylindre de pression comportant une portée de flexion située entre les portées d'appui du cylindre d'appui et produisant des flexions alternées du produit pendant le dressage, ces cylindres étant disposés sous un certain angle entre eux et par rapport à l'axe de dressage, ainsi qu'avec un certain écartement entre eux correspondant au diamètre du produit à dresser, lequel, de ce fait, est animé d'un mouvement hélicoïdal et dressé, lesdits cylindres étant caractérisés, d'après l'invention, en ce que le cylindre d'appui est réalisé sous la forme d'un corp#s de révolution à deux concavités, les portées adjacentes aux faces en bout de ce cylindre ayant une même concavité hyperboloîde avec une courbure telle que ce cylindre s'applique sur la partie médiane amincie du produit, tandis que la portée médiane du cylindre d'appui présente une concavfté#hyperbo- bide avec une courbure rendant possible la flexion néces-saire du bout renflé du produit pour assurer son dressage, et en ce que le cylindre de pression est réalisé sous la forme d'un corps de révolution à profil concave-convexe, les portées adjacentes à ses faces en bout ayant une concavité hyperboloide avec une courbure telle que ce cylindre s'applique sur le bout renflé du produit, tandis que la portée médiane convexe de ce cylindre se présente sous forme d'une bande saillante à profil curviligne dont le sommet à une hauteur assurant un moment de flexion dont la valeur ne dépasse pas la valeur maximale admissible R r Ws1 du moment de flexion lors du dressage de la partie médiane amincie du produit, et n'est pas inférieure à la valeur minimale admissible R e Ws2 du moment de flexion nécessaire pour le dressage de la partie renflée du produit, à condition que le module plastique W52 de résistance à la flexion de la section droite du produit à son bout renflé dépasse d'une valeur non-supérieure à 10% le module plastique W51 de résistance à la flexion de la section droite du produit à sa partie amincie, R r étant la charge de rupture du matériau constituant le produit, Re, la limite élastique du matériau du produit le le module plastique de résistance à la flexion de la section droite du produit à sa partie amincie, Ws2, le module plastique de résistance à la flexion de la section droite du produit à son bout renflé. Grâce à l'invention on obtient des cylindres de machine à cylindres obliques pour le dressage de produits métalliques cylindriques, qui permettent de dresser des produits à bouts renflés dans un train de deux cylindres en une seule passe, avec élimination de la courbure aussi bien aux bouts renflés qu'à la partie médiane amincie du produit. Pour le dressage de produits métalliques par flexion élasto-plastique, il faut créer un moment de flexion de valeur telle, que dans la couche superficielle du produit, soumise à un effort de traction, les contraintes dépassent la limite élastique Re du matériau, mais restent inférieures à la charge de rupture R r de ce matériau. Le moment de flexion doit être supérieur au moment élastique maximal (correspondant à la création de contraintes égales à la limite élastique R e dans la couche superficielle du produit) et il doit en même temps être inférieur au moment plastique maximal (correspondant à l'apparition de contraintes égales à la charge de rupture R r dans les couches superficielles du produit).Etant donné qu'il y a toujours un écart entre la charge de rupture R r et la limite élastique Re# le dressage du produit sans rupture est possible avec n'importe quelle valeur du moment de flexion située entre ses valeurs minimale et maximale ReW et RrWS (où W et W5 sont les modules élastique et plastique de résistance à la flexion de la section droite du produit). La valeur du moment de flexion lors du dressage, adoptée pour les calculs, est d'ordinaire égale à Rets, où Ws 4 R3pour une section ronde 3 et W5 4 (R3 - r3) pour une section annulaire (R et r sont les rayons extérieur et intérieur de la section annulaire). Pendant le dressage il est admissible que le moment de flexion oscille dans une marge déterminée. L'écart entre la charge de rupture Rr et la limite élastique Re permet d'exécuter le dressage avec des fluctuations du moment de flexion dans la plage admissible. Dans la pratique, de telles fluctuations du moment de flexion nécessaire pour le dressage du produit sont dûtes aux fluctuations des valeurs suivantes : courbure du produit avant son dressage, dimensions de la section droite du produit, caractéristiques mécaniques du matériau constituant le produit et température de dressage.Etant donné que pour la majorité des matériaux employés dans la technique la différence entre les déformations relatives à la charge de rupture et à la limite élastique est d'au moins 10%, on obtient un dressage de qualité avec une différence relative allant jusqu'à 10% entre les moments de flexion maximal et minimal.Ceci permet de réaliser le dressage de produits cylindriques à bouts renflés, à condition que la différence entre le moment de flexion nécessaire pour le dressage du bout renflé et le moment de flexion nécessaire pour le dressage de la partie médiane mince du produit ne dépasse pas 10%, car le matériau constituant le produit à bouts renflés est le même sur toute la longueur de celui-ci et la valeur de la limite élastique du matériau, adoptée pour les calculs, est constante sur toute la longueur du produit et égale à Re Le module plastique de résistance à la flexion de la section droite, dans le cas d'un produit à bouts renflés, a une valeur maximale Ws max pour le bout renflé et une valeur minimale W5 min pour la partie médiane amincie du produit.La différence entre les moments de flexion maximal et minimal est max E in e s max - R W5 min R,(W, max W Ws min La différence relative maximale admissible entre les moments de flexion est Mmax Mmin . 100% = Mmin min et, par conséquent, la différence relative maximale admissible entre les modules plastiques de résistance quand R e ne change pas suivant la longueur du produit) est -W Ws max Ws min . 100% = 10% min De la sorte, le dressage de qualité des produits cylindriques à bouts renflés est possible quand la différence relative entre le module plastique maximal de résistance à la flexion (pour le bout renflé) et le module plastique minimal de résistance à la flexion (pour-la partie médiane amincie) des sections droites du produit ne dépasse pas 10%. Dans ce qui suit, l'invention est expliquée par la description d'un exemple de réalisation non limitatif illustré par les dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente schématiquement les cylindres d'une machine à cylindres obliques pour le dressage de produits métalliques cylindriques, réalisés d'après l'invention ~ - la figure ? représente une vue en plan des mêmes cylindres - la figure 3 est une vue schématique illustrant le dressage du bout renflé d'un produit cylindrique - la figure 4 est une vue schématique illustrant le dressage de la partie médiane amincie du produit cylindrique - la figure 5 représente une vue d'ensemble d'une machine à dresser à cylindres obliques, dont les cylindres pour le dressage de produits métalliques cylindriques sont conformes à l'invention - la figure 6 représente la même machine avec son système d'entraînement des cylindres (vue de dessus). Le cylindre d'appui 1 (figures 1 et 2) est réalisé sous la forme d'un corps de révolution à deux concavités. Les portées 2 et 2a adjacentes aux faces en bout du cylindre 1 ont la même concavité hyperboloide afin d'assurer un meilleur contact avec le produit. La portée 3 située entre les portées-2 et 2a a une concavité hyperbololde plus grande que celle des portées 2 et 2a, et est réalisée de telle façon qu'elle rende possible la déformation de flexion nécessaire pour le dressage du bout renflé du produit. Le produit 4 à bouts renflés devant être dressé s'appuie sur le cylindre d'appui 1. Le cylindre de pression 5 est réalisé-sous la forme d'un corps de révolution à profil concave-convexe. Les portées 6 et 6a adjacentes aux faces en bout du cylindre 5 ont la même concavité nyperboloîde La portée 7 située entre les portées 6 et 6a est réalisée sous la forme d'une bande saillante à profil courbe dont le sommet 7a a une hauteur lui permettant de créer un moment de flexion dont la valeur ne dépasse pas la valeur maximale admissible du moment de flexion RrWS1 lors du dressage de la partie médiane amincie du produit, et n'est pas inférieure à la valeur minimale admissible du moment de flexion ReWs2 nécessaire pour réaliser le dressage du bout renflé du produit, à condition que le module plastique de résistance à la flexion W52 de la section droite du produit à son bout n R r étant la charge de rupture du matériau constituant le produit, Re# la limite élastique du matériau du produit, le le module plastique de résistance à la flexion de la section droite du produit à sa partie médiane amincie, Ws2, le module plastique de résistance à la flexion de la section droite du produit à son bout renflé. Le cylindre de pression 5 agit sur le produit à dresser 4. Les cylindres 1 et 5 ont des tourillons 8 et 9 pour leur montage dans le bâti de la machine à dresser à cylindres obliques. Les portées 2, 3 et 2a (figure 3) du cylindre d'appui 1 et les portées 6, 7 et 6a du cylindre de pression 5 constituant en association un calibre dresseur qui assure le centrage et le roulage des bouts renflés 4a du produit 4, ainsi que la flexion nécessaire pour le dressage, aussi bien des bouts renflés 4a du produit 4 que de sa partie médiane amincie 4b (figure 4). Les dimensions et la courbure des portées concaves 2 et 2a adjacentes aux faces en bout du cylindre d'appui 1, ainsi que les dimensions et la courbure des portées concaves 6 et 6a du cylindre de pression 5, sont choisies de façon à permettre aux cylindres de s'appliquer sur la partie médiane amincie 4b du produit et à assurer le centrage, le roulage et la flexion des bouts renflés 4a du produit 4, la courbure de ces portées étant déterminée selon les dimensions de la section droite, la courbure maximale et les caractéristiques mécaniques du matériau constituant les produits à dresser, ctest-à-dire que plus les dimensions de la section droite, la courbure initiale maximale et les valeurs des caractéristiques mécaniques du matériau du produit sont grandes, plus la courbure des portées 2, 2a, 6 et 6a est grande.La courbure des portées 2, 2a, 6 et 6a doit être telle qu'elle puisse assurer la création du moment de flexion nécessaire pour le dressage des bouts renflés 4a du produit 4. Les dimensions et la courbure des portées centrales 3 et 7 des cylindres d'appui 1 et de pression 5,#respecti- vement, sont choisies, comme on l'a indiqué plus haut, de façon à obtenir la flexion nécessaire pour le dressage des bouts renflés 4a du produit 4. En outre, les dimensions et la courbure du sommet 7a sont choisies de façon à créer un moment de flexion dont la valeur ne dépasse pas la valeur maximale admissible lors du dressage de la partie médiane amincie 4b du produit 4, et dont la valeur n'est pas inférieure à la valeur minimale admissible pour la réalisation du dressage du bout renflé 4a du produit 4 lors du dressage de ce bout. Le cylindre d'appui 1 et le cylindre de pression 5 sont montés avec inclinaison l'un par rapport à l'autre, de façon que l'axe 10 du cylindre d'appui 1 (figure 2) et l'axe 10a du cylindre de pression 5 forment respectivement avec l'axe de dressage Il des angles 1 etc2. Dans un cas particulier, les angles et 2 peuvent être égaux. Les angles et # 2 sont choisis dans la plage de 5 à 200, de façon à assurer l'engagement dans le calibre, le mouvement hélicoïdal et l'éjection hors du calibre du produit 4 à dresser, ainsi que son centrage et sa flexion à la flèche requise pendant le dressage. Les angles $1 etd, doivent avoir des valeurs assurant le dressage à la vitesse prescrite et excluant le coinçage du produit pendant son défilement au cours du dressage. Quand l'angle d'inclinaison des axes des cylindres augmente, la vitesse de dressage augmente, tandis que le moment de flexion diminue.Les conditions de centrage du produit deviennent meilleures quand l'angle d'inclinaison des axes des cylindres diminue, Les cylindres faisant l'objet de l'invention peuvent être montés aussi bien dans une machine à deux cylindres que dans une machine à cylindres multiples, comportant deux ou plus de deux paires de cylindres. Dans le cas de montage des cylindres conformes à ltinvention dans une machine à dresser à deux cylindres (figures 5, 6) le cylindre d'appui 1 et le cylindre de pression 5 sont fixés sur des plaques orientales 12 (figure 6). La commande 13 comprend un moteur électrique 14 relié par des courroies trapézoîdales 15 à un différentiel 16. Le différentiel 16 est relié par des allonges ou arbres 17 et 17a à des réducteurs 18 et 18a, qui sont à leur tour relié-s aux cylindres 1 et 5 par des allonges ou arbres 19 et 19a. Le différentiel 16 assure la transmission synchrone de la rotation aux arbres menants des réducteurs 18 et 18a, dont les arbres menés font tourner les cylindres 1 et 5 à l'aide des allonges 19 et 19a. Le dressage des produits à bouts renflés par les cylindres décrits plus haut s'effectue de la façon suivante. Les cylindres 1 et 5 sont réglés de façon que la distance entre eux et les angle1 etd, entre leurs axes 10, 10a et l'axe de dressage Il (figure 2) correspondent au diamètre du bout renflé 4a du produit 4 (figure 3) et assurent une bonne application des cylindres 1 et 5 sur le bout renflé 4a du produit à dresser 4. Après réglage des cylindres, on met en marche le moteur 14 (figure 6) d'entraînement des cylindres. Les cylindres 1 et 5 se mettent à tourner dans le même sens, après quoi on avance entre eux le-produit à dresser. Grâce aux forces de frottement, les cylindres obliques 1 et 5 impriment au produit un mouvement hélicoïdal et le font défiler à travers le calibre de dressage. Au fur et à mesure que le produit 4 (figure 3 se déplace, le bout renflé 4a passe successivement-par les parties d'entrée, médiane et de sortie du calibre de dressage, constituées respectivement par les portées 2-6, 3-7 et 2a-6a des cylindre 1 et 5. Durant ce passage, le bout renflé 4a du produit 4 est dressé principalement sous l'action combinée de ses flexions alternées multiples et de son roulage transversal dans le calibre de dressage. La partie médiane amincie 4b du produit 4 (figure 4) est dressé pendant son déplacement hélicoïdal dans le calibre de dressage grâce aux flexions alternées multiples provoquées par la charge-que la saillie 7 du cylindre 5 applique sur la partie amincie du produit. Le produit s'appuie alors sur les portées 2 et de 2a du cylindre 1. Pour le dressage des produits on peut employer une, deux et plus de deux paires de cylindres, montées dans une machine à dresser à cylindres obliques. Dans le cas de deux ou plus de deux paires de cylindres, le profil des cylindres peut former soit le même calibre de dressage dans chacune des paires, soit des calibres différents. Les essais industriels de cylindres réalisés d'après l'invention ont donné de bons résultats. Les cylindres ont dressé avec succès, en une seule passe, des produits métalliques cylindriques à bouts renflés, et ce, sur toute la longueur desdits produits, y compris leurs bouts renflés. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné 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 suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Cylindres de machine à cylindres obliques pour le dressage de pièces métalliques cylindriques, entraînés par un moteur et constituant une paire de cylindres dont l'un est un cylindre d'appui avec deux portées d'appui adjacentes chacune à l'une des faces en bout de ce cylindre, tandis que l'autre est un cylindre de pression comportant une portée de flexion située entre les portées d'appui du cylindre d'appui et produisant des flexions alternées de la pièce pendant le dressage de celle-ci, lesdits cylindres étant montés de manière que leurs axes soient disposés sous un certain angle entre eux et par rapport à l'axe de dressage, et que l'écartement entre lesdits cylindres corresponde au diamètre de la pièce à dresser, laquelle, de ce fait, est animée d'un mouvement hélicoïdal au cours duquel s'effectue son dressage, caractérisés en ce que le cylindre d'appui est réalisé sous la forme d'un corps de révolution à deux concavités, les portées adjacentes aux faces en bout respectives de ce cylindre présentant chacune une concavité hyperboloide identique à celle de l'autre et dont la courbure est telle que ledit cylindre d'appui s'applique sur une partie médiane relativement mince de la pièce, tandis que la portée médiane du cylindre d'appui une concavité hyperboloide dont la courbure permet la flexion nécessaire d'une extrémité relativement éapisse de la pièce pour assurer son dressage, et en ce que le cylindre de pression est réalisé sous la forme d'un corps de révolution à profil concave-convexe, dont les portées adjacentes aux faces en bout respectivesoeoecylîndre présentent chacune une concavité hyperboloide dont la courbure est telle que ledit cylindre de pression s'applique sur ladite extrémité relativement épaisse de la pièce, et dont la portée médiane convexe se présente sous forme d'une bande saillante à profil curviligne dont le sommet a une hauteur assurant un moment de flexion dont la valeur, pendant le dressage de la partie médiane relativement mince de la pièce, ne dépasse pas la valeur maximale admissible du moment de flexion et n'est pas inférieure à la valeur minimale admissible du moment de flexion nécessaire pour le dressage de la partie relativement épaisse de la pièce, à condition que le module plastique de résistance à la flexion de la section droite de 1' extrémité relativement épaisse de la pièce, dépasse d'une valeur non supérieure à 10% le module plastique de résistance à la flexion de la section droite de la partie relativement mince de la pièce. 2. Machine à cylindres obliques pour le dressage de pièces métalliques cylindriques, caractérisée en ce qu'elle comporte application des cylindres de dressage faisant l'objet de la revendication 1.