Brevet FR2385458A1 — publié le 19781027

La présente invention a pour objet des perfectionnements apportés aux mécanismes 'avancement pour laminoirs à pas de pdle- rin, du type utilisé pour le laminage de tuyaux à chaud sans soudure. L'invention se rattache au secteur technique du laminage. Dans les laminoirs de ce type, de façon connue, le mandrin, sur lequel le tuyau est laminé, est porté par un chariot d'avancement qui le soutient et le fait avancer et, dans le mme temps, tourner. Dans les appareils d'avancement à commande hydraulique, le chariot CA, figure 1, poussé par le groupe:cylindre CL - piston hydraulique d'avancement PI, figure 3, effectue un déplacement pour amener la pièce creuse ou tube, et le mandrin près des rouleaux RU, ru de travail. A cet endroit débute la course de laminage, durant laquelle le chariot doit avancer à une vitesse préétablie, qui doit être rigoureusement constante et par conséquent selon un cycle uniforme, afin d'obtenir un produit, tube de bonne qualité. De façon connue lors du laminage, se produisent des poussées axiales intermittentes de force considérable, qui vont s'appliquer alternativement sur les pistons PI d'avancement et de retour ni, en provoquant ainsi de considérables variations de pression dans le fluide hydraulique qui commande ces pistons PI, ni. I1 en résulte que, par suite de la compression du liquide contenu dans les cylindres hydrauliques et de la relative expansion de ces mes cylindres et des conduits, sous l'effort altèrnatif, i chariot CA d'avancement est sujet à oscillations et à mouvements pendulaires axiaux d'autant plus forts queles dimensions des pistons hydrauliques Pi, sont faibles.En outre, les variations de pression du liquide dans les cylindres Ct, cl font varier l'écoulement du liquide du réseau- d'alimentation à pression presque constante, au cylindre hydraulique CL à pression intermittente, et par conséquent la vitesse d'avancement du chariot n'est pas régulière mais est dépendante d'un équilibre variable des pressions. Plusieurs aménagements employés actuellement, atténuent ces inconvénients sans toutefois les éliminer. Tes inconvénients précités sont beaucoup plus évidents dans les machines actuelles à grande vitesse de laminage, où les poussées axiales alternatives atteignent des valeurs très haates et fréquentes. Une solution possible consiste souvent à limiter la vitesse de laminage, mais cela ne peut se faire qu'au détriment de la productivité. La présente invention a pour but de stabiliser le chariot d'avancement lors de sa course de laminage, ainsi que de régulariser et rendre parfaitement constant l'avancement du chariot à chaque rotation de la pièce ébauchée. Selon l'invention le mécanisme d'avancement du chariot porte-mandrin est caractérisé par le fait qu'il comprend une ou plusieurs crémaillères CR, cr qui engrènent avec une ou plusieurs roues dentées RD, rd solidaires d'une ou plusieurs premières roues anti-retour RN, à engrenages ou autre mécanisme à cliquet et similaire débrayables, de sorte que débrayées, ces roues restent libres. Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront bien de la description. Pour bien fixer l'objet de l'invention sans toutefois le limiter dans les dessins annexés : Ta figure 1 est une vue de dessus d'un chariot d'avancement, pour laminoirs à pas de pélerins, équipé d'un appareil d'alimentation selon la présente invention Ta figure 2 est une vue de face suivant la flèche RS, certains éléments n'étant pas illustrés. La figure 3 est une vue de dessus schématique, selon la figure 1 avec le dispositif régulateur mécanique de vitesse. Ta figure 4 est une vue de dessus illustrant une variante du groupe régulateur à fonctionnement hydraulique de la vitesse d'avancement du chariot. Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant d'une manière non limitative illustrée aux figures des dessins. Te dispositif permettant d'atteindre les buts de la présente invention consiste en un groupe anti-retour AR et un groupe régulateur de la vitesse d'avancement, qui peut être de type mécanique, comme illustré aux figures 1 à 3, ou de type hydraulique, comme illustré figure 4. Le groupe anti-retour illustré aux figures 1, 2 et 3 est de type mécanique, et est décrit ci-après Ce groupe comprend deux crémaillères CR, cr fixées au chariot et coopérant par engrènement avec deux roues dentées ou pignons RD, rd solidaires à l'une de leurs extrémités d'une roue anti-retour RA à engrenages ou autre mécanisme similaire, cliquet et similaire, ayant une extrémité montée sur une partie fixe. La roue anti-retour RA permet la rotation libre des pignons RD, rd dans le sens de mar che A au devant de l'appareil d'avancement et bloque la rotation desdits pignons RD, rd lorsque par suite de la poussée de laminage flèche RS, le chariot a tendance à reculer. La roue anti-retour RA est équipée d'un mécanisme de débrayage par commande, qui lui permet de tourner librement dans les deux sens et qui entre en fonctionnement lorsque le chariot doit se déplacer en arrière, flèche RS. Tes pignons RD, rd et la roue anti-retour RA sont montés sur un support à bras BI articulé dans deux supports fixes SF, en étant poussé vers ladite crémaillère par un cylindre hydraulique CI, et muni d'un dispositif d'arrêt réglable, non illustré aux figures des dessins. Sur le même essieu des pignons RD, rd, est monté une roue folle RF en appui contre la voie de glissement située au milieu des dents des crémaillères, ladite roue folle ayant pour but de maintenir automatiquement une distance convenable et par conséquent, le jeu approprié entre les dents des pignons RD, rd et des crémaillères CR, cr. Quand, par suite de l'usure de ses guides GA d'appui et de glissement, le chariot s'abaisse, les voies de glissement appuient contre la roue folle RF, faisant baisser le bras BI à charnière, en maintenant le jeu approprié entre les dents des pignons et des crémaillères. ;'on peut avoir un ou plusieurs pignons et crémaillères, de même une ou plusieurs voies de glissement sur lesquelles reposent les roues folles ou, en variante, les patins de guidage. La roue folle peut être remplacée par un galet ou roue embossé dans l'arbre des pignons, avec patins d'espacement, ou encore elle peut manquer ; dans ce dernier cas, le réglage est effectué par arrêts réglables. Te groupe régulateur, de type mécanique, de la vitesse d'avancement du chariot, Figure 1, est décrit ci-après Ce groupe est constitué, de môme que le groupe anti-retour, par les crémaillères CR, cr munies de voies de glissement, par les pignons RD, rd montés avec la roue folle RF sur un support SU à bras poussé vers la crémaillère par un cylindre hydraulique ei muni d'arrêt réglable, pivoté dans des supports fixes SF et complet avec arrêt réglable, qui n'est pas indiqué dans le dessin. Une roue anti-retour RN, avec engrenages à cliquet ou mé canisme similaire, coopère d'un côté avec le pignon rd, et de 1' autre côté avec un groupe comprenant un moteur à vitesse variable MV, un réducteur de vitesse RV et un joint à cardan GC. La roue anti-retour RN est folle, c'est à dire libre de tourner, seulement dans le sens de recul du chariot, flèche RS, et est par contre bloquée avec le moteur lorsque le chariot a tendance à effectuer une course d'avanceent flèche MA.Cette course due à la poussée du piston hydraulique PI, est possible seulement si le moteur hydraulique, en tournant, le permet, et selon unc vitesse d'avancement correspondante à la vitesse de rotation du moteur. "a roue anti-retour RN dispose d'un mécanisme de débrayage par commande qui lui permet de tourner librement dans les deux sens, pour autoriser l'avancer..ent libre du chariot. De même que dans le groupe anti-retour, dans ce groupe, la roue folle peut etre également remplacée par une roue solidaire du pignon ou de son arbre, ou par patins d'espacement, ou encore elle peut manquer. Dans ce dernier cas, le jeu entre pignons et crémaillères est contrôlé par des arrêtes réglables. Tes pignons et les crémaillères peuvent comprendre une ou plusieurs unités, de même que les voies de glissement sur lesquelles sont placés les roues folles, ou les patins de guidage. Dans ce groupe la roue anti-retour RN peut être remplacée par un embrayage par commande mécanique, ou hydraulique, ou pneumatique, ou électrique, qui est mis en position de débrayage pour autoriser l'avancement libre du chariot. Le moteur peut être du type électrique, hydraulique, ou autre. te groupe régulateur, de type hydraulique, de la vitesse d'avancement du chariot est décrit ci-après : Ce groupe est constitué comme illustré figure 4, non limitativement, par une pompe de débit fixe PF commandée par un moteur de vitesse variable mv, par une soupape VH de fermeture du conduit SC de décharge, et par le réseau RL d'alimentation. La pompe PF est reliée au conduit de décharge sc des pistons de retour pi, comme illustré figure 4 sehématiquer,ent, lorsque la soupape VH exclut le réseau RE et le conduit de décharge SC. On peut aussi utiliser une pompe de débit variable, commandée par un moteur à vitesse fixe ou variable, de même qu'il est possible de combiner plusieurs pompes de débit fixe et variable, afin d'obtenir le débit minimum et maximum requis par le laminage. Te fonctionnement avec le groupe anti-retour et le régulateur mécanique.de la vitesse, figures 1, 2, 3, est le suivant Avec les deux roues anti-retour RA, RN débrayées, les roues étant folles dans les deux sens de rotation, la course d'avancement du chariot s'effectue à l'aide du piston hydraulique PI, jusqu' amener le mandrin et les pièces creuses à laminer près des rouleaux RU, ru de laminage. Les pistons de retour ni sont en phase de décharge et ne gênent pas l'avancement du chariot. On met en rotation le moteur MV, à la vitesse appropriée du laminage que l'on veut effectuer. On peut faire démarrer le moteur et le porter jusqu au régime désiré, avant même de commencer l'avancement du chariot, puisque,la roue anti-retour RN étant débrayée et folle dans les deux sens, le moteur tourne à vide et ne produit aucun effet sur le chariot d'avancement. On embraye les deux roues anti-retour RN, RA. Le moteur MV continue à tourner à vide jusqu'à ce que le chariot, poussé par le piston PI atteigne la vitesse correspondante à la vitesse du moteur. Lorsque le chariot CA qui, par l'intermédiaire des crémaillères CR et du pignon rd, fait tourner la roue anti-retour RN, atteint la vitesse correspondante à la vitesse du moteur, toute autre augmentation est interdite puisque la roue anti-retour RN, qui n' est pas folle dans ce sens de rotation, aura tendance à faire augmenter la vitesse du moteur. Celui-ci possède un contrôle de vitesse suffisamment sévère, qui ne permet aucune augmentation et maintient une vitesse constante d'avancement. La poussée de laminage, qui a tendance à faire reculer le chariot, est bloquée par la roue anti-retour RA, et la poussée opposée, qui a tendance à faire avancer le chariot au-delà de la valeur d'avancement requise, déterminée par le moteur, est bloquée par la roue anti-retour RN et par le moteur qui autorisent seulement la vitesse d'avancement préétablie. Si le piston hydraulique PI qui commande l'avancement du chariot est opportunément surdimensionné, le groupe anti-retour AR peut être élimin & car le recul du chariot CA, sous la poussée de laminage, peut être maintenu dans des limites acceptables et la rd- gularité de l'avancement est assurée par le groupe régulateur mécanique. Te fonctionnement avec le groupe anti-retour et le régula- teur hydraulique de la vitesse figure 4, est explicité ci-après : Avec la roue anti-retour RA débrayée, la roue étant folle dans les deux sens de rotation, la course d'avancement du chariot s'effectue par le piston hydraulique PI, jusqu'à amener le mandrin et la pièce creuse à laminer près des rouleaux de laminage. Les pistons de retour ni sont en phase de décharge sc et n'entravent pas l'avancement du chariot. On met la pompe PF dans la condition de "by pass" interne et l'on fait démarrer le moteur mu jusqu'à atteindre la vitesse nécessaire pour obtenir le débit requis de la pompe pour la vitesse d'avancement du chariot CA en vue du laminage. Entant donné que la pompe est en "by pass", le débit réel est nul. La soupape VH maintient en communication les cylindres de reto L sealement avec la décharge SC. On actionne le piston d'avancement PI. Le chariot avance avec le piston d'avancement PI sous pression et les pistons de retour ni sous décharge SC, jusqu'à amener le mandrin et la pièce creuse à laminer près des cylindres de laminage. On actionne la soupape VH en mettant les cylindres de retour ni en communication seulement avec la pompe PF et l'on ferme le by passa" de la pompe, de sorte que le débit établi devienne effectif et se dirige vers la décharge SR de la pompe. Le piston d'avancement PI pousse en avant le chariot et avec lui les pistons de retour pi. Ces derniers sont en communication seulement avec la pompe PF, et par conséquent,va à la décharge SR seulement la quantité du liquide égale au débit réel de la pompe FF qui détermine par conséquent la vitesse d'avancement du chariot CA préfixée. Ensuite, la poussée de laminage qui a tendance à faire reculer le chariot est bloquée par la roue anti-retour RA, tandis que la poussée opposée qui a tendance à faire avancer le chariot au-delà de la vitesse requise, est bloquée par la pompe PF qui permet aux pistons de retour de se mouvoir seulement à la vitesse désirée, déterminée par le débit de la pompe PF même. Si le piston hydraulique PI qui commande l'avance du chariot, est opportunément surdimensionné, le groupe anti-retour AR peut être éliminé du fait que le recul du chariot sous la poussée de laminage peut être maintenu dans des limites acceptables, et la régularité de l'avancement est assurée par le groupe régulateur hydraulique. L'invention ne se limite aucunement à celui de ces modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été indiqués ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 1- Mécanisme d'avance dans les appareid'avancement du chariot porte-mandrin en particulier pour laminoirs à pas de pélerin avec régulateur de la vitesse d'avancement, caractérisé par le fait qu'il comprend une ou plusieurs crémaillères qui engrènent avec une ou plusieurs roues dentées solidaires d'une ou plusieurs premières roues anti-retour à engrenages ou autre mécanisme à cliquet et similaires débrayables, de sorte que, débrayées ces roues restent libres ; 2- appareil d'avancement selon la revendication 1, caractérisé en ce que une ou plusieurs premières roues anti-retour ne sont pas débrayables mais sont reliées à un ou plusieurs joints débrayables 3- Appareil d'avancement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un bras de support des roues dentées solidaire d'un support fixe et disposant d'arrêt réglable ;; 4- Appareil d'avancement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une ou plusieurs roues libres montées sur l'essieu des roues dentées, et une ou plusieurs voies de glissement sur lesquelles appuient lesdites roues libres, afin d'obtenir une distance convenable entre les crémaillères et les roues dentées et d'avoir toujours un jeu approprié entre les dents des crémaillères et des roues dentées, par suite de l'affaissement du chariot dû à l'usure des guides de glissement du chariot 5- Appareil d'avancement selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une roue libre est solidaire de l'essieu des roues dentées 6- Appareil d'avancement selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une roue libre est solidaire des roues dentées ;; 7- Appareil d'avancement selon la revendication 1, caractérisé en ce que desEroues dentées sont reliées par un joint à car dpn, à un moteur électrique avec ou sans réducteur de vitesse inter médiaire 8- Appareil d'avancement selon la revendication 7, caractérisé en ce que les roues dentées sont reliées par un joint à cardan, à un moteur hydraulique avec ou sans réducteur intermédiaire de vitesse 9- Appareil d'avancement selon les revendications 1, 2, 3 et 4 ensemble, caractérisé en ce qu'un groupe anti-retour comprend une seconde roue anti-retour placée en opposition à ladite première roue anti-retour; ; 10- Appareil d'avancement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un groupe régulateur hydraulique de la vitesse d' avancement comprend une ou plusieurs pompes à débit fixe ou variable, commandées par au moins un moteur à vitesse fixe ou variable, relié aux pistons de retour directement,ou bien par des soupapes commandées ;