Brevet FR2450131A1 — publié le 19800926

La presente invention concerne le laminage et a notamment pour objet un ensemble de cylindres de cage de laminoir. L'ensemble de cylindres, réalisé en conformité avec la présente invention, peut être utilisé avec le maximum d'avantages dans les laminoirs a profilés et à fil. L'invention peut être utilisée aussi dans d'autres branches de l'industrie où on a besoin d'obtenir un réglage précis de la position axiale réciproque de deux cylindres, par exemple dans les cisailles à disques, pour maintenir la position réciproque imposée des disques, ou bien dans des dispositifs où il faut obtenir une fixation nette dans le plan axial de l'arbre subissant une charge axiale. On connais bien un ensemble de cylindres de cage de laminoir comprenant deux cylindres calibrés avec des cannelures ménagées à leurs surfaces. Les cylindres sont montés parallèlement et sont destinés à laisser passer les ébauches entre eux pour les soumettre au laminage. Chacun des cylindres présente des portées d'extrémité coaxiales au cylindre, et sur les bouts libres desdites portées sont prévus des collets de butée. Chaque collet de butée est logé dans un palier de butée hydrostatique double, placé dans une empoise formant le corps du palier et fixé dans le bâti de la cage. Le palier hydrostatique est équipé de disques de butée : un disque par face de chaque collet, sensiblement parallèlement sur les faces du collet. Les disques de butée, les collets et les empoises forment des cavités mises en communication avec une source de lubrifiant à travers un orifice ménagé dans une empoise. Ces cavités sont destinées à admettre un liquide provenant sous pression depuis la source et à créer dans le jeu entre le disque et le collet un champ de pression hydrostatique permettant de compenser la charge axiale appliquée au collet. Dans cette construction connue, on utilise une source de liquide à débit constant qui est reliée aux cavités des paliers hydrostatiques. Dans l'ensemble de cylindres connu de la cage de laminoir, la position réciproque des cylindres calibrés, autrement dit, la précision de mise en coincidence des cannelures, dépend de la position réciproque des collets par rapport au bâti, position qui est réglée par positionnement des paliers de butée par rapport au bâti. Toutefois, pendant le laminage, les cylindres se déplacent l'un par rapport à l'autre dans les limites des jeux et des déformations ayant lieu dans les parliers de butée. Ces déplacements des cylindres peuvent résulter de l'imprécision du profilé laminé provenant de la cage précédente, ou de l'irrégularité des caractéristiques mécaniques de la pièce à laminer, ainsi que d'autres causes quelconques. La valeur de ce déplacement dépend de l'effort axial appliqué aux cylindres et de la rigidité des paliers hydrostatiques, dont la valeur dépend principalement de la résistance hydraulique des éléments canalisant le fluide sous pression dans le palier hydrostatique. Le déplacement des cylindres cause le changement de la position réciproque des cannelures, ce qui nuit à la précision de fabrication du produit. D'autre part, le déplacement des cylindres fait changer la valeur des espacements entre les collets de butée et les disques, à savoir : l'espace- ment entre le collet et le disque sous pression diminue, tandis que l'espacement entre le collet et le disque non chargé augmente. I1 en résulte que le disque chargé se trouve dans des conditions de service défavorables en comparaison de celles du disque non chargé. La position réciproque de l'ensemble de cylindres de la cage de laminoir est reglée à l'aide d'un dispositif connu prévoyant l'arrêt du laminage, ce qui aboutit à la diminution du rendement. Le but de la présente invention consiste à éliminer les inconvénients mentionnés. On s'est proposé pour cela de mettre au point un ensemble de cylindres de cage de laminoir qui utiliserait une source de fluide qui serait reliée aux cavités des paliers de butée hydrostatiques de manière à permettre de régler la position réciproque des cylindres sans arrêter le processus de laminage. Ce problème est résolu du fait que, dans un ensemble de cylindres de cage de laminoir, du type comprenant des cylindres calibrés comportant chacun un collet de butée réalisé sur sa portée et logé dans un palier de butée hydrostatique placé dans une empoise fixée sur le bâti de la cage, et doté de disques dont chacun est disposé en regard d'une face de chaque collet, sensiblement parallelement à la face correspondante, et qui forment avec l'empoise une cavité mise en communication avec une source de fluide à travers un orifice de l'empoise, suivant l'invention le collet de butée de chacun des cylindres présente une rainure circulaire sensiblement coaxiale au cylindre correspondant et recevant deux rondelles fixées sur l'empoise parallèlement l'une à l'autre et à une certaine distance l'une de l'autre, l'orifice de empoise étant disposé de façon à assurer I'éoulement du fluide entre les rondelles, et la source de fluide étant exécutée de manière à permettre le réglage de son débit en fonction de la valeur du déplacement des cylindres. L'ensemble de cylindres de cage de laminoir réalisé en conformité avec la présente invention permet de réaliser au cours du laminage le reglage de la position réciproque des cylindres dans les limites des espacements entre le collet de butée et le disque de butée de chacun des paliers hydrostatiques. On a réussi à élever. ainsi la précision de fabrication des produits laminés sans diminuer le rendement. Pendant le réglage de la position réciproque des cylindres, l'espace-- ment entre le collet de butée et le disque chargé croît, ce qui permet d'augmenter la quantité de fluide s'écoulant à travers cet espacement et, par conséquent, d'améliorer les conditions de service du palier hydrostatique. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparattront mieux à la lumière de la descrittion explicative qui va suivre d'un mode de .réalisation donné uniquement à titre d'exemple non limitatif avec référence aux dessins non limitatif s annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique d'un ensemble de cylindres de cage de laminoir (vue en coupe longitudinale partielle); - la figure 2 représente d'une maniere schématique et à plus grande échelle la partie encadrée A de la figure 1 (la conduite ntest pas montrée); - la figure 3 est une vue schématique, à plus grande échelle, de la partie encadrée B de la figure 2. L'ensemble de cylindres de cage. de laminoir, monté sur le bâti 1 (figure 1) de ce dernier, est constitué par au moins deux cylindres calibrés ou cannelés 2 et 3. Ces cylindres, liés cinématîquement à une commande de rotation (non représentée) d'un type approprié quelconque, connu en soi, sont montés parallèlement l'un à l'autre et présentent sur leurs surfaces respectives des cannelures de laminage 4 disposées dans des plans transversaux et destinées à former le profil de la pièce à laminer. On peut aussi envisager un nombre de cylindres 2 et 3 supérieur à deux, sans pour autant sortirdu cadre de l'invention. Les cylindres 2 et 3 sont réalisés d'une seule pièce avec des portées ou analogue 5 respectives disposées coaxialement aux cylindres et ayant une forme étagée constituée par une partie tronconique se raccordant à une partie cylindrique. Sur l'extrémité libre de chaque portée 5 est fixée une paire de collets de butée 8 à l'aide d'un écrou 6 (figure 2) et d'un anneau fileté composite ou séparable 7. Chaque portée 5 est disposée dans un palier radial 9 (figures 1, 2) comprenant un tourillon ou analogue 10 (figure 2) et un coussinet 11. Le palier radial 9 est destiné à supporter les efforts radiaux engendrés lors du laminage et agissant sur les cylindres 2 et 3. Chaque paire de collets 8 est placée dans un palier de butée hydrostatique double ou bilatérale 12 (figures 1, 2), renfermé dans le corps 13. Le corps 13 ainsi que le coussinet 1l du palier radial 9 sont placés dans une empoise 14 (figures 1, 2) fixée sur le bâti 1. Chaque palier de butée hydrostatique double 12 est équipé de disques de butée 15 et 16 (figures 2, 3) dans lesquels sont incorporées les garnitures d'étanchéité 17 (figure 3). Les disques 15 et 16 sont destinés à supporter les efforts axiaux exercés sur les cylindres 2 et 3. Dans chacun des paliers de butée double 12, il y a une cavité 18 (figure 3) formée par les collets de butée 8, les disques de butée 15 et 16 et par le corps 13 placé dans 1 'empoise 14. La cavité 18 est mise en communication avec une source de fluide 24 par l'intermédiaire de l'orifice 19 du corps 13, une rainure circulaire 20, les orifices radiaux 21 d'un anneau 22, et par l'intermédiaire d'une conduite 23 (figure 1). La source de fluide 24 est exécutée de manière qu'il soit possible de régler son débit dans le cas considéré et illustré à titre d'exemple, la source utilisée est une pompe volumétrique à débit réglable. Dans l'anneau 22 (figure 3), qui est logé entre des rondelles, bagues ou analogues de butée 25, 26, sont pratiqués les orifices radiaux 21 aboutissant à la rainure circulaire 20. La rainure 20 de l'anneau 22 coricide avec l'orifice 19 ménagé dans le corps 13 pour l'amenée d'un liquide lubrifiant dans le palier de butée double 12. Des bagues intercalaires 27 et 28 sont placées entre les rondelles de butée 25, 26 et les disques de butée 15 et 16. Elles servent à maintenir l'écartement nécessaire entre les disques de butée 15 et 16. Un écrou 29 (figure 2) sert à fixer dans le corps 13 les éléments 15, 16, 22, 25, 26, 27 et 28 du palier de butée double 12. Les rondelles élastiques 25 et 26 ainsi que l'anneau 22 sont logés dans une rainure circulaire 30 (figure 3) ménagée dans les collets de butée 8. Les rondelles élastiques 25, 26 et la rainure circulaire 30 assurent la distribution du lubrifiant entre les disques de butée 15, 16 et les collets 8. Dès chapeaux ou couvercles 31 (figures 1, 2) sont fixés sur les empoises 14 pour empêcher le lubrifiant de s'échapper des paliers 9 et 12. Sur les chapeaux 31 sont montés des dispositifs 32 destinés au positionnement précis des cylindres 2 et 3 avant le laminage. Le dispositif 32 comprend un levier ou analogue 33 (figure 2) qui est monté sur un montant, tige ou analogue fileté 34 fixé dans le chapeau 31. Le levier 33 sert à transmettre le déplacement des écrous 35 et 36 aux tringles 37. Les écrous 35 et 36 sont vissés sur le montant ou analogue fileté 34 de part et d'autre du levier 33, et servent à déplacer et à immobiliser le levier 33. Les tringles 37 servent à transmettre le déplacement du levier ou analogue 33 au corps 13 (déplacement par rapport à l'empoise 14) et à bloquer le corps 13 axialement. Les canaux axiaux 38 pratiqués dans les tringles 37 servent à amener le lubrifiant depuis la source 24 à travers la conduite 23 (figure 1) vers l'orifice 19 ménagé dans le corps 13. L'ensemble de cylindres de la cage de laminoir réalisé en conformité avec l'invention fonctionne comme suit. Pour réaliser le réglage de la cage de laminoir avant le laminage, en faisant tourner les écrous 35 et 36 on~déplace le levier 33.dans un sens ou dans l'autre et, avec ce dernier, la tringle 37 avec le corps-13 du palier de butée 12. Le déplacement du corps 13 provoque le déplacement des disques de butée 15 et 16 qui, à leur tour, font déplacer les collets de butée 8 montés sur les portées 5 des cylindres cannelés 2 et 3. Les cylindres 2 et 3 sont déplacés pour la mise en colncidence des cannelures 4. L'opération décrite est réalisée manuellement pendant l'arrêt du laminoir. Au cours du laminage, lors de l'engagement du produit dans les cannelures 4 entre les cylindres 2 et 3 en rotation, un effort axial, engendré à la suite d'une imprécision des cotes du profilé provenant de la cage précédente ou de l'irrégularité des propriétés mécaniques, ou pour toute autre cause, fait déplacer les cylindres 2 et 3. Simultanément avec ce déplacement des cylindres 2 et 3, on règle la position réciproque des cylindres 2 et 3. Ce réglage est assuré par la cqpception du palier de butée hydrostatique double 12. Ci-dessous est examiné le processus de réglage de la position réciproque des cylindres 2 et 3, sur un exemple de déplacement du cylindre 2. Pendant le déplacement vers la gauche du cylindre 2 (voir figures 2 et 3), le collet de butée 8 de gauche se déplace vers le disque de butée 16. En même temps, la face du collet de butée 8 de droite, formant la rainure circulaire 30, s'applique contre la rondelle élastique 25, en interdisant l'écoulement du fluide de la cavité 18 dans l'espace entre le disque de butée 15 non chargé et le collet de butée 8 de droite. Toute la quantité de liquide débité par la source 24 pénètre dans l'espace entre le disque de butée chargé 16 et le collet de butée 8, en y créant un champ de pression hydrostatique qui compense la charge axiale appliquée et tend à augmenter l'espacement entre le disque de butée chargé 16 et le collet 8. De ce fait, le cylindre 2 se déplace à droite (sur la figure), c'est-à-dire qu'il se déplace dans le sens oppose-à celui dans lequel agit la charge appliquée. Le processus de déplacement à droite du cylindre 3 est analogue au processus décrit ci-dessus, mais du fait que la charge axiale agit dans le sens opposé à celui du cylindre 2, ce sont le disque de butée 15 et le collet de butée 8, respectivement, qui résistent à la charge. Dans l'ensemble de cylindres proposé, on utilise le réglage automatique de la position réciproque des cylindres 2 et 3 qui est assuré grâce à ce que n'importe quel changement du sens d'application des efforts axiaux provoque inévitablement le changement du sens d'écoulement du lubrifiant dans le palier de butée hydrostatique double 12. Ainsi, grâce à une telle réalisation constructive de l'ensemble de cylindres proposé, le déplacement axial des cylindres 2 et 3 rencontre toujours une résistance active. Pour élever l'efficacité du réglage automatique de la position réciproque des cylindres 2 eut 3, il est possible de varier le débit de la source 24 en utilisant des dispositifs connus appropriés émettant un signal commandant le débit de la source 24 en fonction du déplacement des cannelures 4 ou en fonction des variations du profil du produit sortant des cannelures 4. L'ensemble proposé de cylindres de cage de laminoir pérmet d'effectuer, lors du laminage, un réglage précis du profil du produit en cours de laminage et d'élever ainsi considérablement la qualité de fabrication. En outre, l'augmentation de l'espacement entre le collet et le disque chargé,due à l'augmentation de la quantité de liquide passant par cet espacement, contribue à l'amélioration des conditions de service du palier hydrostatique. Un modèle expérimental de ensemble de cylindres de cage de laminoir conforme à l'invention a été soumis aux essais qui ont confirmé 11 efficacité de réglage du profil du produit à laminer et l'amélioration des conditions de service du palier de butée hydrostatique double sans aucun effet nuisible au rendement. 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 de la revendication qui suit. REVENDICATION Ensemble de cylindres de cage de laminoir, du type comprenant des cylindres calibrés comportant chacun un collet de butée disposé sur sa portée et logé dans un palier de butée hydrostatique double placé dans une empoise fixée sur le bâti de la cage, et doté de disques disposés chacun sur l'une des deux faces de chaque collet, sensiblement parallèlement à celle-ci, et formant avec l'empoise une cavité mise en communication avec une source de liquide à travers un orifice pratiqué dans l'empoise, caractérisé en ce que le collet de butée de chacun des cylindres présente une rainure circulaire sensiblement coaxiale au cylindre et dans laquelle sont engagées deux rondelles fixées sur 1 'empoise-parallèlement l'une à l'autre et à une certaine distance l'une de l'autre, l'orifice de l'empoise étant disposé de sorte que le liquide arrive entre lesdites rondelles, et en ce que la source de liquide est une source à débit réglable en fonction de la valeur du déplacement des cylindres.