Brevet FR2389879A1 — publié le 19781201

la présente invention a pour objet un appareil de mesure de la tension permettant de mesurer la tension longitudinJe d'un matériau au cours de son étirement , tel qu'une bande de métal sortant d'un laminoir . Un certain nombre d'appareils de mesure de tension ont pré- cédemment été proposés . Généralement, ce genre d'appareil consiste en un cylindre sur lequel passe le matériau en mouvement et au moyen duquel ce matériau est dévié de sa direction normale de déplacement . La tension à laquelle cette lande est soumise exerce alors une force sur le cylindre et elle peut etre ainsi déterminée en mesurant la force à laquelle ledit cylindre est soumis. I1 a également été proposé de mesurer le profil transversal des tensions auxquelles un tel matériau en mouvement est soumis ce résultat étant obtenu au moyen d'une série de cylindres montés sur un arbre commun, et en mesurant les forces que supportent ces différents cylindres La présente invention a pour objet de fournir un appareil de mesure de la tension longitudinale d'un matériau èn cours de son étirement relativement simple et peu couteux Conformément au principe de la présente invention , un appareil destiné à mesurer la tension longitudinale d'un matériau au cours de son étirement comprend un anneau monté sur un arbre par l'intermédiaire d'un roulement à billes ou à rouleaux , coopérant avec le système de me suré porté par ledit arbre et destiné à détecter la force appliquée à celuici par le matériau étire par l'intermédiaire de l'anneau et du roulement Selon un mode de réalisation de l'invention, la bague intérieure du roulement est rendue solidaire de l'arbre au moyen d'unc paire de barres se développant de part et d'autre au delà de leur support et susceptibles d'etre infléchies, l'une d'entre elles au moins supportant le système de mesure qui est constitué par un ou plusieurs calibres de contrainte ;; Selon un autre mode de réalisation de l'invention, l'arbre a la forme d'un segment dans sa section transversale et porte un bras orienté radialement qui supporte le système de mesure constitué par un ou plusieurs calibres de contrainte , la bague intérieure du roulement étant simultanément en contact avec l'arbre et avec l'extrémité dudit bras radial Quand la tension longitudinale du matériau étiré doit etre mesurée en un certain nombre de zones distinctes et réparties côte à côte sur la largeur dudit matériau , il peut y savoir plusieurs appareils de mesure de tension supportés par un même arbre .Ainsi, l'arbre peut supporter une série de ces appareils de mesure disposés ur la largeur du matériau étiré , afin de détecter le profil transversal des tensions longitudinales subies par la bande au cours de son déplacement . Dans ce der nier cas les signaux de tension produits par les appareils de mesure qui la détectent peuvent être utilisés pour indique i la " fo rm e " du maté- riau étiré et/ou peuvent être employés pour contrôler les moyens mis en oeuvre pour modifier ladite " forme " du du matériau dans le but de réduire les variations de son épaisseur sur sa largeur L'invention sera plus aisément comprise au moyen d'un exemple résultant de la description ci-dessous des appareils de mesure de tension avec référence aux croquis déposés avec la description non liuitatNe; selon laquelle La figure 1 représente sous forme de croquis un appareil de mesure de tension en contact avec une bande de matériau dont la tension doit etre mesurée La figure 2 est une vue latérale d'un appareil détecteur du profil de tension La figure 3 est une coupe selon la ligne III - III de la figure 1, montrant l'arbre seulement La figure 4 est une coupe selon la ligne IV - 1V de la figure 3. La figure 5 est une vue semblable à la figure 3 mais representant un autre mode de réalisation La figure 6 est une coupe selon la ligne VI - VI de la figure 5. La figure 7 est une coupe verticale d'un deuxième mode de réalisation de l'appareil détecteur de profil de tension - La figure 8 est une coupe selon la ligne Vîli - VIII de la figure 7 La figure 9 est une vue en perspective de l'arbre de l'appareil des figures 7 et 8 Dans la forme de l'invention représentée par les figures 1 et 2, un arbre 12 maintenu à chacune de ses extrémités porte une série d'appareils de mesure de tension 13, chacun d'eux consistant en un anneau extérieur 14 ( figure 1 ) monté et pivotant sur l'arbre 12 par l'intermédiaire d'un élément rotatif, qui peut être un roulement i billes ou un rouleau ledit élément consistant en une bague intérieure de roulement 15 et une série de billes 16 disposées entre l'anneau extérieur 14 et la bague intérieure re 15 Sur la partie de sa longueur qui reçoit les anneaux 14, llar- bre 12 est coupe de telle manière qu'il pièsente une section semi-circulaire représentée en 12 A sur la figure Z .Une série d'éléments 17 suppor- tant la charge , affectant en coupe la forme d'un F renversé, sont vissés sur- la face plane de la partie coupée de 11 arbre 12 au moyen de vis telles que celles montrées en 18 . Chaque élément supportant la charge compor- te un ou plusieurs calibres de contrainte fixés sur le bras orienté radialement que porte ledit élément . Chacune des pièces de roulement est montée sur l'arbre de telle manière que la bague interne 15 soit d'une part immobilisée sur la face semi-circulaire de l'arbre et soit d'autre part en contact avec l'extrém-ité du bras radial de l'un des éléments 17 supportant la. charge comme le représente la figure 1 L'appareil détecteur de profil est assemblé de manière que les anneaux 14 soient en contact d'une part avec Ia surface de la bande S ( figure 1 ) et d'autre part avec l'axe de l'arbre 12 qui est perpendiculaire à la longueur de la bande Ltappareil détecteur de profil provoque l'inflexion de la bande S hors de son orientation normale de défilement entre les.deux rouleaux de guidage 20 il en résulte que les tensions exercées sur la bande s'appliquent comme des forces agissant de haut en bas sur les anneaux 14 Enfin, l'arbre est placé-de telle façon que le bras vertical de chaque élément 17 supportant la charge soit perpendiculaire au plan de défilement normal du matériau L'anneau 14 de chaque appareil détecteur de tension est ainsi soumis à une force proportionnelle à la tension de la bande exercée sur la partie de ladite bande en contact avec l'anneau 14 . Cette force applique une charge de compression sur l'élément supportant la charge correspondant ;8 et la contrainte de cet élément, qui en résulte, fait que le calibre de contrainte correspondant indique la tension de la bande en ce point et à cet instant .Comme le montre la figure 3, les calibres de contrainte des divers dispositifs de mesure de tension peuvent être reliés à l'équipe- ment de détection qu'ils commandent, à travers le passage 21 disposé dans une extrémité de l'arbre Dans le mode de réalisation représenté par les figures 5 et 6, les éléments 17 supportant la charge font partie intégrante de l'arbre les calibres d,d contrainte étant, commue précédemment, montés sur les faces latérales 22 du bras radial desdits éléments L'appareil détecteur de profil de tension , représenté sur les figures 7 et 9 , est en général semblable à celui des figures 1 à 4 , mais diffère dans la construction de l'arbre et des éléments supportant la charge . C'est ainsi que, comme le montre très bien la figure 9, l'arbre a la forme d'un barreau possédant une section transversale rectangulaire au niveau de sa partie qui supporte les roulements . Sur sa face inférieure, et pour chacun des anneaux 14 , l'arbre porte une barre débordant de part et d'autre de l'arbre 23 et constituée par une lame de ressort en acier 24, et, sur son autre face, ledit arbre porte un élément supportant la charge formée par une barre 25 débordant de part et d'autre de l'arbre 23 et portant elle-même un calibre de contrainte 26 . Chaque roulement est monté autour de l'arbre 23 , les bords d'un des ressorts 24 et ceux de l'élément supportant la charge correspondante 25 , qui contient le calibre de contrainte 26 , étant engagés dans la bague intérieure 15 .Ladite bague intérieure 15 est maintenue de façon symétrique par rapport à l'arbre , grâce à la présence des billes 27 disposées entre l'arbre 23 et la bague intérieure 15 . La figure 8 montre deux de ces billes en 27 , une de chaque côté de l'arbre 23 , mais le nombre des billes peut être augmenté si on le désire. Lorsque les anneaux 14 , avec leurs roulements sont positionnés autour de l'arbre 25, les ressorts 24 sont légèrement infléchis, comme le montre la figure 8 , de façon à provoquer un déplacement vers le bas de la bague intérieure du roulement et à faire en sorte que chaque bague soit en contact avec les bords de la barre 25 correspondante L'appareil qui détecte le profil, objet des figures 7 à 9 , est organisé avec les anneaux 14 en contact avec la bande, ainsi que décrit à propos de la figure 1 , et avec les plus longs côtés de l'arbre 23 ( vu en coupe transversale ) perpendiculaires au plan de défilement entre les rouleaux 20 Les tensions exercées sur la bande qui se déplace sont appliquées sur les anneaux 14 et sont transmises par l'intermédiaire des rou liements aux divers éléments supportant la charge 25 , qui contiennent les calibres de contrainte 26 . Les inflexions de ces éléments qui en résultent engendrent des signaux matérialisés par la tension émise par les calibres de contrainte 26 Les signaux émanant des divers calibres de contrainte des éléments supportant la charge 17 ou 25 ( selon le mode de réalisation ) peuvent être envoyés vers un indicateur faisant apparaître la variation de tension existant sur la largeur de la bande et, par conséquent, matérialisant la " forme transversale " de la bande . Alternativement ou en supplément, les signaux des calibres de contrainte peuvent être envoyés vers des appareils destinés à modifier la forme dc la bande laminée, selon un procédé connu . Ces appareils peuvent consister en des systèmes permettant de modifier le contour des cylindres du laminoir entre lesquels circule la bande ou à appliquer à la bande un refroidissement sélectif . Les moyens de contrôle de forme peuvent fonctionner , à l'intérieur d'un système de contrôle à circuit fermé, avec l'appareil détecteur de profil , dans le but de maintenir sur toute la largeur de la bande une tension et, par conséquent, une épaisseur parfaitement constantes REVENDICATIONS l - Dispositif permettant dc mesurer [a tension longitudinale d'un matériau en cours d'étirement, Caractérisé par le fait qu'il comporte un anneau monté sur un arbre par l'intermédiaire d'un roulement à billes ou à rouleaux, et un système de mesure- porté par ledit arbre et destiné à détecter la force 'appliquée à l'arbre par le matériau étiré, par l'intermédiaire du roulement et de son anneau extérieur qui reste en contact permanent avec ledit matériau étiré 20) - Dispositif conforme à la revendication 1 permettant de mesurer la tension longitudinale en plusieurs zones séparées et réparties côte à côte sur une même largeur du matériau en cours d'étirement, caractérisé par le fait qu'il comporte une pluralité d'anneaux disposés côte à côte, chacun étant supporté par un même arbre par l'intermédiaire d'un roulement à billes ou à rouleaux , chaque anneau comportant un système de mesure supporté par l'arbre, lesdits systèmes de mesure étant dispo sés pour détecter la force appliquée à l'arbre par le matériau étiré par l'intermédiaire de l'anneau et du roulement qui lui -sont associés. 30) - Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 ou 2 Caractérisé par le fait que au niveau de l'anneau ou de chaque anneau l'arbre présente en coupe transversale un bras radial qui appuie contre la bague intérieure du roulement de façon à être comprimé par la contrainte exercée sur celle-ci par Le matériau étiré, ledit bras radial et au moins un calibre de contrainte qui lui est fixé constituant le système de mesure de la tension 40) - Dispositif conforme à la revendication 3, Caractérisé par le fait que ledit bras radial est distinct de l'arbre et est fixé à une partie de l'arbre qui en coupe transversale présente la forme d'un segment 50) - Dispositif conforme à la revendication 3, Caractérisé par le fait que ledit bras radial fait partie intégrante de l'arbre et s'étend radialement vers l'extérieur depuis la partie de l'arbre qui en coupe transversale présente la forme d'un segment 60) - Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 ou 2 , e Caractérisé par le fait que pour l'anneau , ou chacun des anneaux, la bague intérieure du roulement à billes ou à rouleaux est maintenue sur l'arbre par une paire de jarres se développant de part et d'autre au delà de leur support7 perpendiculairement à l'axe dudit arbre et capables de s'infléchir sous la pression de l'anneau intérieur qu'elles sup portent, une desdites barres au moins portant un calibre de contrainte. 70) - Dispositif conforme à la revendication 6, Caractérisé par le fait qu'une desdites barres est constituée par-un ressort à lames et l'autre est une barre susceptible de s'infléchir, sur laquelle est monté le calibre de contrainte 80) - Dispositif conforme à l'ensemble des revendications précédentes, Caractérisé par le fait que l'anneau ou chacun des anneaux qui est en contact permanent avec la bande constitue la bague extérieure d'un roulement à billes ou à rouleaux