Brevet FR2358212A1 — publié le 19780210

L'invention concerne un dispositif de tension pour bandes métalliques en mouvement continu dans lequel une cage de traction comportant plusieurs rouleaux tendeurs de traction bien entourés et accouplés entre eux par des trains d'engrenage et une cage de freinage comportant plusieurs rouleaux de freinage bien entourés et accouplés entre eux par des trains dten- grenages sont disposés sur des c8tés différents d'un parcours de travail et dans lequel les arbres d'entrainement des rouleaux tendeurs voisins du parcours de travail dans chaque cage sont reliés à un arbre d'entraânement commun par l'intermédiaire d'un train de bifarcation de vitesse de rotation à rapport variable. Un dispositif de tension de ce genre sert en particulier à dresser et donc à étirer des bandes d'aluminium. Le parcours de travail est en général un parcours d'étirage équipé de ce qu'on appelle un rouleau planeur. L'étirage plastique de la bande dépend de nombreuses grandeurs, y compris de l'épaisseur de la bande, de la rigidité de l'entraSnement des cages de ten sion et des pertes par cintrage. Le travail principal de traction et de freinage doit être fourni par ceux des rouleaux tendeurs qui sont voisins du parcours de travail:. Â mesure que la distance entre les rouleaux tendeurs et le parcours de travail augmente, le travail de traction ou de freinage qui doit votre fourni par chacun des rouleaux tendeurs devient de plus en plus petit. Par le brevet allemand N0 2 022 380, il est déjà connu d'accoupler chacun par l'intermediaire d'un trait de bifurcation les rouleaux tendeurs qui se correspondentssymétriquement dans les deux cages de tension, le train de bifurcation correspondant permettant de fournir en outre une puissance servant B appliquer le travail de traction. Au sein de chaque cage de tension, les rouleaux tendeurs ne sont pas accouplés entre eux. Les pertes par cintrage qui se produisent dans le parcours de dressage sont relativement grandes et, dans le cas de bandes épaisses, elles atteignent environ 25% de la force d'étårage. Ces pertes par cintrage, et surtout les variations de celles-ci, ne peuvent être absorbées pratiquement que par les rouleaux tendeurs voisins du parcours de travails Les autres rouleaux tendeurs ne peuvent pas contribuer à la compensation des pertes par cintrage parce que tous les rouleaux tendeurs sont entrainés indépendamment les uns des autres0 Le coefficient de frottement entre la bande et le rouleau tendeur peut entre facilement dépas- se à l'endroit des rouleaux tendeurs voisins du parcours d'ftira- ge. Par le DU-OS 1 958 623, on connatt un dispositif de tension dans lequel les rouleaux tendeurs sont accouplés, au sein d'une cage de tension, par l'intermédiaire de trains de bifurqation disposés en parallèle et en série-. il est vrai que l'on peut ainsi répartir les forces de freinage et les forces de traction sur les différents rouleaux tendeurs au sein d'une cage de tension.Toutefois, on a besoin de plusieurs trains de bifurcation qui doivent avoir des dimensions prévues pour la puissance totale d'une cage de tensions En outre, les rouleaux tendeurs voisins du parcours de travail ne sont pas tendus rigidement l'un par rapport à l'autre de sorte que toutes les variations de la répartition de la charge au sein du dispositif de tension ont des effets sur le résultat de l'étirage. le brevet allemand NO I 527 944 décrit un dispositif de tension dans lequel les rouleaux tendeurs voisins du parcours de travail dans les deux cages de tension sont accouplés rigidement entre eux par 11 intermédiaire d'un train de bifurcation. Les autres rouleaux tendeurs de chaque cage de tension sont reliés au-rouleau voisin du parcours de travail par l'intermédiaire dê trains d'enCrePages et d'accouplements de couple. il est vrai qu'avec cette disposition, on obtient au sein du parcours de travail un étirage dans une large mesure indépendant des variations de-charge. Toutefois, d'une part, la répartition de la charge sur les différents rouleaux tendeurs est insuffisante parce que les accouplements de couple ne peuvent pas être adaptés assez exactement aux variations de charge.En outre, il se produit dans les accouplements de couple une très grande perte de puissance0 L'invention a pour but de donner à un dispositif de tension du genre mentionné une structure telle que, tout en con servant l'accouplement mécanique rigide des rouleaux tendeurs voisins du parcours de travail, il soit possible d'adapter soigneusement aux conditions de fonctionnement existantes les charges que doivent absorber les autres rouleaux tendeurs. On vise à échelonner exactement les couples de traction et de freinage entre les différents rouleaux tendeurs de chacune des cages de tension. Selon l'invention, ce problème est résolu par le fait que les autres rouleaux tendeurs de chaque cage de tension sont accouplés en série par l'intermédiaire de trains de bifurcation à l'arbre d'entrainement du rouleau tendeur voisin du parcours de travail et que l'arbre de sortie du dernier train de bifurcation de chaque série est relié à 11 arbre d'un moteur de soutien. La puissance principale d'entraRnement est fournie par l'intermédiaire du train de bifurcation de vitesse de rotation qui bnd rigidement l'un par rapport à l'autre les rouleaux tendeurs voisins du parcours de travail. Par l'intermédiaire des autres trains de bifurcation, les rouleaux tendeurs de chaque cage de tension sont accouplés en un rapport fixe entre eur. Le dernier rouleau tendeur de chaque cage s'appuie sur un moteur qui constitue simultanément, par l'intermédiaire des trains de bifurcation, un soutien des autres rouleaux tendeurs il s'agit d'un moteur hydraulique ou d'un moteur à courant continu. Etant donné que tous les rouleaux tendeurs d'une cage de tension sont accouplés mécaniquement, tous les rouleaux tendeurs contribuent dans la proportion prescrite à la force de freinage ou à la force de traction, mEme en cas de variations de charge. les variations de la puissance d'étirage et de la puissance de cintrage dues à des variations des propriétés de la bande sont absorbées uniformément par tous les rouleaux tendeurs. il ne peut pas se produire de surcharge des rouleaux tendeurs voisins du parcours d'étirage. Un mode d'exécution préférentiel de l'invention est caractérisé par le fait que l'arbre de chacun des autres rouleau tendeurs est relié a' l'âme du train de bifurcation correspondant et la roue planétaire de chacun des trains de bifurcation est accouplée, par l'intermédiaire de roues dentées respectives, d'une part â une roue planétaire d'un train de bifurcation voisin, d'autre part à l'arbre du rouleau tendeur voisin du parcours de travail ou à l'arbre du moteur de soutien. Grâce à cette structure du train de bifurcation et à l'accouplement des rouleaux tendeurs à l'amie du train de bifurcation correspondant, il est assuré que chaque rouleau tendeur puisse s'appuyer de façon pratiquement symétrique sur les deux rouleaux tendeurs voisins de sorte que les différences de vitesse de rotation ou de charge peuvent être compensées au sein d'une cage de tension et strie finalement absorbées par le moteur de soutien. Afin que les rouleaux tendeurs de chaque cage de tension servent toujours uniformément à fournir le travail daMs la proportion désirée, selon l'invention, à chaque cage de tension est adjoint un dispositif de mesure de tension de la bande et, par l'intermédiaire d'un parcours de commande, le couple de rotation du moteur de soutien peut être commandé proportionnellement à la tension de la bande entre la cage de tension et le parcours de travail. Grâce à cette structure, il est assuré que les pertes par cintrage soient aussi appliquées, dans la proportion prescrite, par tous les rouleaux tendeurs de la cage de tension de traction. Enfin, selon l'invention, dans le cas où l'on utilise un moteur hydraulique, au parcours de commande est reliée une pompe de fuite servant à fournir un couple d'arrêt. il est ainsi possible d'appliquer une traction à la bande même quand le dispositif de tension est à l'arrêt. On expliquera cå-après un mode d'exécution de l'invention à propos des dessins annexés sur lesquels : - la figure I est une élévation schématique d'un dispo sitif de bnsionde#nsion selon l'invention - la figure 2 est un plan correspondant à la figure 1 le rouleau tendeur étant développé dans un plan et les groupes d'entrainement et de commande étant représentés schématiquement. Le dispositif de tension selon l'invention comporte une cage de tension de freinage 1 un parcours de travail 2 et une cage de tension de traction 3. Chaque cage de tension contient en général quatre rouleaux tendeurs ou davantage, 5, 6, 7, 8 et 9, 10, 11, 12, qui sont accouplés mécaniquement entre eux par des trains et bien entourés par la bande à travailler 13. Le parcours de travail 2 est un parcours d'étirage comportant des dispositifs de travail correspondants, par exemple un planeur, un dispositif de chauffage, un dispositif de lissage etc... D'entraînement du dispositif de tension est assuré par un moteur principal d'entratnement 14. Sur l'arbre de sortie 15 de celui-ci est montée une roue dentée droite 16 qui entre par l'intermédiaire d'une autre roue dentée une pompe hydraulique réglable 17t. Celle-ci est accouplée, par l'intermédiaire de tuyaux, å un moteur hydraulique 1g. Sur l'arbre de sortie de celui-ci est montée une roue dentée droite 19 qui entrasse, par l'intermédiaire d'autres dentures, la roue planétaire extérieure 20 d'un train de bifurcation de vitesse de rotation . La roue planétaire intérieure 21 de ce train est montée directement sur l'arbre de sortie 15 du moteur principal d'entra#nement 14. L'âme 22 de ce train est reliée à l'arbre 23 du rouleau tendeur 91. Sur l'arbre de sortie 15 est montée une roue dentée conique 24 qui entrain par l'intermédiaire d'autres roues dentées un arbre 25 relié au groupe d'entratnement de la cage de tension 1 et entratnant directement par des accouplements de denture l'arbre 26 du rouleau tendeur 5. L'arbre 25 contient un embrayage 27. Grâce à cette disposition, qui est déJà connue, les rouleaux tendeurs 5 et 9 sont accouplés mécaniquement entre eux de façon rigide et une vitesse de rotation supplémentaire est engendrée, pour la cage de tension de traction 3, au moyen de la pompe hydraulique 17. La puissance correspondante est tirée de l'arbre de sortie 15. La cage de tension de freinage 1 et la cage de tension de traction 3 ont une structure symétrique l'une de l'autre de sorte que l'on décrira seulement l'une des cages de tension en tous ses détails. Sur l'arbre 23 de la cage de tension de traction 3 est montée une roue dentée droite 28 qui enrêne avec une roue dentée droite 29. Cette roue 29 est montée sur un arbre creux qui porte la roue planétaire extérieure 30 d'un train de bifurcation 31. L'åme 32 du train de bifurcation 31 est accouplée à l'arbre 33 du rouleau tendeur 10.La roue planétaire intérieure 34 du train 31 est montée sur un arbre de sortie 35 qui porte une roue dentée droite 35. Cette roue 36 engrène avec une roue dentée droite 37 portée par un arbre 38 qui porte la roue planétaire extérieure 39 d'un train de bifurcation 40. L'ame 41 de ce train de bifurcation est reliée å l' l'arbre .42 du rouleau tendeur 11. La roue planétaire intérieure 43 est montée sur un arbre 44 qui porte une roue dentée droite 45.Celle-ci engrène avec une roue dentée droite 46 de arbre 47 d'un autre train de bifurcation 48. L'arbre 47 porte la roue planétaire extérieure 49 de ce train de bifurcation. L'âme 50 de celui-ci est reliée à un arbre 51 sur lequel est monté le rouleau tendeur ia. La roue planétaire intérieure 52 du train de bifurcation 48 est montée sur un arbre de sortie 53 qui est relié à l'arbre-d'un moteur hydraulique de soutien 54. Â la cage de tension de -traction 3 est adJoint, du côté de l'entrée, un dispositif de mesure de tension, par exemple un rouleau de mesure de tension 55, qui permet de mesurer directement la tension de la bande entre le parcours de travail 2 et la cage de tension de traction 3. Da lecture du rouleau de mesure de tension 55 est indiquée directement dans un indicateur 56 et en outre amplifiée par un amplificateur 57 dont le courant de sortie est une mesure de la tension de la bande. Une pompe hydraulique 58 est accouplée, par l'intermédiaire d'un convertisseur ia 59 au moteur hydraulique 54". La pompe hydraulique 59 est accouplée -directement par une liaison d'entraRnement 60 à l'arbre de sortie 15 du moteur principal d'entrainement 14 ou bien fonctionne comme pompe à régulation automatique. La pompe hydraulique 59 est ainsi entraînée sous la dépendance de la vitesse de rotation du moteur principal d'en tra#nement 14 et fournit par conséquent un débit proportionnel à la vitesse de rotation du moteur 14 et donc à la vitesse de rotation de l'ensemble du dispositif de tension. la pression qui aigitvsur le moteur hydraulique 54 est commandée dans le convertisseur I/P 59, conformément à la tension effective de la bande. La sortie au moteur hydraulique 54 est reliée à un récipient de reflux 61. En outre, on a prévu une pompe de fuite 62 qui, lorsque le moteur principal d'ertrairiement s est arrêté, maintiept une pression hydraulique de sorte qu1une tension agit constam ment sur le moteur hydraulique 54.Ainsi, meme quand le dispositif de tension est à l'arret, on peut engendrer une traction de tension, également entre le parcours de travail 2 et la cage de tension de freinage I est prévu un rouleau de mesure de tension 63 d'un dispositif de mesure de tensiiorX le circuit de commande correspond exactement à celui de la cage de tension de traction 3, de sorte qu'on ne l'a pas représePté; À l'aide de ce circuit hydraulique de commande est alimenté un moteur hydraulique 54 qui constitue un soutien pour le rouleau de tension 8 de la cage de tension de freinage 1.L'agent hydraulique de pression destiné à ce circuit de commande peut également être tiré de la pompe hydraulique 58. Toutefois, on peut aussi prévoir une pompe hydraulique séparée. Dans le dispositif de tension selon l'invention, la différence de vitesse de rotation entre les rouleaux tendeurs 5 et 9 est réglée de façon fixe de sorte que l'on obtient une tension rigide. Par suite, on peut maitriser aussi exactement que possible le comportement plastique d'étirage de la bande au sein du parcours de travail 2. Les autres rouleaux tendeurs 10, 11, 12 et 6, 7, 8 de chaque cage de tension sont accouplés par l'intermédiaire de trains de bifurcation au rouleau tendeur 9, 5 voisin du parcours de travail 2 et s'appuient sur un moteur hy draulique 54, 5ru', Il est ainsi assuré que tous les rouleaux de tension contribuent pour leur part à fournir la force de tension. Etant donné que les différents rouleaux tendeurs ont accouplés aux rouleaux tendeurs voisins du parcours de travail avec un rapport déterminé par les rapports de démultiplication des trains de bifurcation, tous les rouleaux tendeurs contribuent aussi dans une mesure correspondante à la fonrniture des pertes par cintra ge. Les démultiplications des trains de bifurcation sont choisies de telle sorte qui l'endroit de chaque rouleau tendeur, la charge entre le brin entrant et le brin sortant soit échelonnée entre 1:1,8 et 1:2,#0 De cet échelonnement résulte alors aussi la force de soutien assurée par le moteur hydraule que 54, 5b'. Par l'intermédiaire du circuit hydraulique décrit, on peut commander la force de soutien ou le couple de soutien de ce moteur hydraulique 54, 54' conformément à la tension effective de la bande de sorte que même en cas de variations de la tension de la bande, dues à des variations des propriétés de la bande, une absorption proportionnelle de la charge est assurée par tous les rouleaux tendeurs d'une cage de tension. REVENDICAvIONS 1) Dispositif de tension pour bandes métalliques en mouvement continu dans lequel une cage de traction comportant plusieurs rouleaux tendeurs de traction bien entourés et accouplés entre eux par des trains d'engrenage et une cage de freinage comportant plusieurs rouleaux de freinage bien entourés et accouplés entre eux par des trains d'engrenages sont disposés sur des côtés différents d'un parcours de travail et dans lequel les arbres d'entrainement des rouleaux tendeurs voisins du parcours de travail dans chaque cage sont reliés à un arbre d'entraînement commun par l'intermédiaire d'un train de bifurcation de vitesse de rotation à rapport variable ; dispositif caractérisé par le fait que les autres rouleaux tendeurs de chaque cage de tension sont accouplés en série par l'intermédiaire de trains de bifurcation à l'arbre d'entrainement du rouleau tendeur voi- sin du parcours de travail et que l'arbre de sortie du dernier train de bifurcation de chaque série est relié à l'arbre d'un moteur de soutien. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'arbre de chacun des autres rouleaux tendeurs est relié à l'âme du train de bifurcation correspondant et la roue planétaire de chacun des trains de bifurcation est accouplée, par l'intermédiaire de roues dentées respectives, d'une part à une roue planétaire d'un train de b;#'furcation vain, d'autre part & arbre du rouleau tendeur voisin du parcours de travail ou à l'arbre du moteur de soutien. 3) Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les démultiplications des trains de bifurcation, au sein de chaque cage de tension, sont conçues de telle sorte que la charge entre le brin entrant et le brin sortant, à chaque rouleau tendeur, est échelonnée entre 1:1,8 et 1:2,2. 4) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'à chaque cage de tension est adjoint un dispositif de mesure de tension de la bande et que, par l'intermédiaire d'un parcours de commande, le couple de rotation du moteur de soutien peut 8tre commandé pro; rtionnellement à la tension de la bande entre la cage de tension et le parcours de travail. 5) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait q~' au parcours de commande est reliée une pompe de fuite servant à fournir un couple d'arrêt. 6) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le moteur à courant continu de soutien de couple est sous forme de moteur d'arrêt.