Brevet FR2479049A1 — publié le 19811002

-1- La présente invention se rapporte à une cisaille destinée à la coupe de billettes et de barres d'une grande section droi- te et comprenant deux lames de cisailles mobiles relativement l'une à l'autre, disposées dans des porte-laines et une commande à manivelle pour l'un des porte-lames raccordée à l'excentrique de l'arbre à manivelle par l'intermédiaire d'une bielle de com- pression. Dans une cisaille connue, conçue il est vrai pour la coupe de brames et de lingots chauds (demande de brevet n0 1.550.875 publiée en République fédérale d'Allemagne), on a déjà prévu un arbre à manivelle se déplaçant constamment et formant l'élé- ment de commande d'un porte-lame, de sorte qu'au cours de cha- que rotation de l'arbre à manivelle, l'un des porte-lames exé- cute un mouvement ascendant et descendant conformément-à la position désaxée de l'excentrique. Le second porte-lame est dis- posé à demeure et n'est pas déplacé au moins pendant la course de travail ou de coupe. La cisaille connue est actionnée de telle sorte qu'en plus de la commande pour l'arbre à manivelle, un autre mécanisme de commande soit encore utilisé, lequel en- tre en action pendant une course de retour de l'excentrique. Ce second mécanisme de commande règle ou ajuste la distance l'une de l'autre des deux lames de coupe du bàti de la cisaille, de sorte qu'un déplacement graduel dans la direction de l'autre lame de cisaille est communiqué à la première lame de cisaille et ce, aussi longtemps que la coupe est exécutée. Le sens et le but de cette cisaille consistent à prévoir un excentrique n'ef- fectuant qu'une petite partie de la course entière nécessaire au tronçonnage et à vérifier néanmoins plusieurs fois cet excentri- que au cours d'un tronçonnage, en déplaçant graduellement la la- me de cisaille. Par conséquent, la réduction recherchée de la puissance de commande est bien possible par suite du petit mo- ment d'inertie [PD 2), si bien que pour des raisons de coût, un moteur ne comportant pas un couple de rotation aussi grand, doit Ctre utilisé, ce qui conduit assurément à des charges de la pro- duction car un grand nombre de courses de travail est nécessaire jusqu'au tronçonnage définitif du matériau. Pour le déplacement de coupe constant ou progressif du porte-lame mobile, un accouplement particulier entre le moteur et le dispositif de transmission de commande est encore néces- saire ici en plus de la commande supplémentairement indispensa- -2- ble pour la mise au point des vis. L'accouplement ne peut per- mettre une rotation que dans un sens; par quoi il doit être em- pêché que la commande de la mise au point des vis fasse tourner en sens inverse la cisaille par la torce de rappel. En outre, la cisaille prédécrite ne convient pas en particulier à la cou- pe de billettes et de barres froides car le grand nombre de courses de travail, ainsi que la compression et le durcissement du matériau provoqués supplémentairement à l'endroit de la cou- pe au cours de chaque course rendent nécessaire une force de cisaillement augmentant démesurément, laquelle conduirait fina- lement à des commandes encore plus coûteuses et a'une puissance plus grande. Il est connu également d'utiliser des cisailles dites à démarrage pour le tronçonnage de billettes et de Darres. Ce ty- pe de cisaille a une course de manivelle de l'arbre de commande qui est suffisante pour tronçonner chaque matériau en une cour- se de travail. Un inconvénient de cette cisaille à démarrage est qu'elle doit être de nouveau mise en marche a partir de lie- tat de repos et doit amener, aux lames de la cisaille, la force nécessaire au cisaillement en l'espace d'un temps extrêmement court, soit toutes les dix secondes, lors de six courses de tra- vail par minute, par exemple. Ceci signifie qu'un grand besoin de puissance existe, lequel rend nécessaire des mécanismes de commande coûteux pour pouvoir appliquer en général en un temps court le couple de rotation élévé nécesEaire lors de nombres de tours réduits. Le but de la présente invention consiste à réduire la puissance de commande pour la coupe de barres de sections droi- te variables au moyen d'une commande à manivelle, en tenant compte du fait que le matériau froid n'a besoin d'être entaillé aue sur une partie de la section droite pour le tronçonner. Ce but est atteint, conformément à l'invention, en ce sens oue la cisaille est munie d'un arbre d manivelle se déplaçant constamment; qu'un second excentrique pour l'entraînement connu en soi de la course du porte-lame commandé est disposé sur l'ex- centrique de l'arbre à manivelle qui se déplace; que le second excentrique peut être inversé rapidement entre deux positions finales dont l'une est la position de point mort se situant dans le sens de coupe et dont l'autre est une position de coupe à vi- de; que la course d'excentrique de l'arbre à manivelle est con- -3- sidérablement plus petite que la hauteur maximale du matériau à couper et que le porte-lame non commandé est déplaçable dans la direction du mouvement de coupe du porte-lame commandé. l'autres caractéristiques et particularités de l'invention sont citées dans la description ci-après et les revendications jointes au présent mémoire. L'invention est fondée sur la considération selon laquelle une cisaille à commande se déplaçant constamment part, par rap- port à une cisaille à remettre en marche constamment, d'une puis- sance de.commande considérablement plus petite et donc de moteurs d'un coût favorable, d'autant plus que l'excentrique de l'arbre à manivelle peut être maintenu petit et que par conséquent même des matériaux d'une grande section droite peuvent être tronçon- nés en une seule course de travail, car on fait usage du fait qu'au cours de la coupe de barres et de billettes froides, le produit à couper n'a besoin d'être entaillé que jusqu'à ce qu'on arrive au "fluage" du matériau. Le fluage conduit ensuite à une rupture définitive; il faut cependant partir du fait que le pro- duit à couper doit être entaillé au moins sur un-tiers de la grandeur de la section droite pour engendrer l'effet de fluage. Ceci signifie que l'excentrique de l'arbre à manivelle doit a- voir, en fonction du matériau le plus épais prévu pour le ci- saillement, une excentricité d'exclusivement un tiers de cette section droite la plus épaisse du matériau. Contrairement à la cisaille à chaud connuequi ne sépare pas des pièces à usiner é- paisses en une opération de travail, ce qui devrait exiger un grand excentrique de l'arbre à manivelle et des commandes d'une puissance plus grande, mais qui applique plusieurs petites cour- se aux dépens de la production, on obtient, en une seule coupe, par un déplacement du plan de coupe, un tronçonnage du matériau avec une cisaille conçue conformément à l'invention, en fonc- tion d'un arbre à manivelle se déplaçant constamment, la course prédéterminée par l'excentrique de l'arbre à manivelle étant prolongée lors d'un pivotement du second excentrique sur l'ex- centrique de l'arbre à manivelle, conformément à la profondeur de coupe nécessaire au tronçonnage. Le déplacement ou la contri- bution du second excentrique à partir de la position de coupe à vide a lieu dans ce cas lorsque l'excentrique de l'arbre à mani- velle passe par la position de point mort inférieure. tour le dé- olacenment, un contact-pour alimenter les servo-cylindres peut -4 - être déclenché de préférence par la voie électrique, de façon que le second excentrique de la bielle de compression et cette dernière exécutent une rotation, tout en s'abaissant par consé- quent, dans une mesure telle que cet excentrique se trouve dans une position perpendiculaire au premier excentrique. L'excentri- cité du second excentrique devrait simultanément être réglé au- tant que possible de telle sorte que la lame se trouvant dans cette position abaissée soit mise On place avec un peu de jeu directement sur le matériau. Au cours du développement ultérieur de la rotation de l'arbre à manivelle depuis la position de point mort supérieure de l'excentrique jusqu'à la position de point mort inférieure de l'excentrique, la lame mise en place ou au point entre à présent en contact avec le matériau et le tronçon- ne; à cet égard, il n'est pas nécessaire que la lame supérieure et la lame inférieure soient convergentes car on arrive a un "fluage" du matériau jusqu'à le rupture définitive après l'en- taillage du produit a couper froid. Pendant que l'excentrique de l'arbre à manivelle se déplace de la position de point mort in- férieure à la position de point mort supérieure après exécution de la coupe, le second excentrique doit de nouveau être ramené, pendant le même intervalle de temps, par rotation inverse dans la position initiale. Ceci entraîne le fait que les servo-cylin- dres doivent inverser chacun rapidement le second excentrique en l'espace d'un intervalle de temps extrêmement court. L'invention n'est pas liée bien entendu au fait que le dé- placement du second excentrique a lieu au moyen des cylindres; il est plutôt concevable plus exactement d'entreprende, par exemple, un déplacement par l'intermédiaire d'un engrenage à vis sans fin, ce qui apporterait encore, comme avantage supplémentai- re, la possibilité d'élargir de 90 à 180' la zone de réglage pos- sible maximale au cours du déplacement des cylindres. Comme ef- fet final, ceci rendrait possible une diminution de la dimension du second excentrique. Un exemple de réalisation d'une cisaille conforme à 1'in- vention est représentée aux dessins annexés au présent mémoire, dans lesquels: la figure 1 est une cisaille à froid en coupe longitudi- nale à travers son bâti; la figure 2 est une coupe transversale de la cisaille de la figure 1; -5- la figure 3 est une coupe transversale de la partie adjoin- te disposée à l'état levable et abaissable entre les montants du bâti de la cisaille et ce, dans la position initiale et lorsque la cisaille est ouverte; la figure 4 est une représentation de la cisaille de la figure 3 occupant une position immédiatement avant la coupe; et la figure 5 est une représentation de la cisaille de la figure 3 occupant une po.sition après exécution de la coupe. Dans les montants 2 d'un bâti 1 de cisaille, on a disposé un arbre à manivelle 3 garni de ses tourillons 4, L'arbre à mani- velle 3 est en liaison avec une commande non représentée en dé- tail et comprend un excentrique 5 décalé de la mesure el par rapport aux tourillons 4. L'excentrique 5 de l'arbre à manivel- le 3 tourne dans un second excentrique 6 décalé de la mesure e2 par rapport à l'excentrique 5. L'excentrique 6 est monté lui- mêft dans les paliers 7 d'une bielle de compression 8. Cette biel- le de compression 8 est reliée fermement à une console 9 se si- tuant au-dessus de l'arbre à manivelle 3. Le porte-lame comman- dé Il pour la lame 12 de la cisaille est fixé sur la bielle de compression 8 à l'autre extrémité, par exemple, au moyen d'un boulon 10. La bielle de compression est soutenue elle-même par un palier 8a. Fn outre, deux servo-cylindres 13 à alimenter ra- pidement et suspendus pendulairement se trouvent encore sur la console 9 et entrent en prise, par leur tige de piston 14, avec l'éclisse 15 disposée de port et d'autre du second excentrique 6. Toutes les pièces reliées à la console 9 et à la bille de compression 8 sont montées a l'état levable et abaissable en- tre les montants 2 de la cisaille, une course de manivelle dé- terminée par l'excentrique 5 de l'arbre à manivelle étant déri- vée de la rotation constante de cet arbre à manivelle 3 et con- duisant a un mouvement ascendant et descendant sans arrêt du porte-lame commandé 11. Bans la position la plus basse du porte- lame 11, la lame 12 est cependant encore et toujours éloignée de la lame opposee 16 qui est soutenue par un porte-lame 17 fi- xé à demeure, dans une mesure telle qu'un matériau à couper 18 puisse être amené sans entrave a la voie de passage restée libre. Aussitôt qu'une course de travail, c'est-à-dire un tron- çonnage doit être exécuté, un contact, qui provoque la mise en action des servo-cylindres 13, est déclenché de préférence par la voie électrique, en fonction de la position de rotation de -6- l'arbre à manivelle 3. Par conséquent, le second excentrique 6 se trouvant sur l'excentrique 5 de l'arbre à manivelle 3 est amené jusqu'à sa position la plus basse, par quoi, simultané- ment, un déplacement du porte-lame de cisaille 11 est aussi ef- fectué, de sorte que, lors d'une rotation ultérieure de l'arbre à manivelle 3, la lame de cisaille 12 déplacée vers le bas par la rotation de.l'excentrique 6 dans son plan de coupe est prête à la coupe et atteint sa profondeur maximale de coupe lorsque, dans la position de point mort inférieure, l'excentique 5, y com- pris l'excentrique 6 déplacé occupent une position verticale. Au bâti 1 de la cisaille, on a raccordé par articulation des cylindres d'équilibrage supplémentaires 19, soumis constamment à une pression (figure 2) et entrant en prise, par les tiges de piston 20, chacun avec une face du porte-lame commandé 11 et ce, par l'intermédiaire d'éléments de raccordement 21. Les cylindres d'équilibrage veillent à ce que le porte-lame 11 soit constamment adjacent sans jeu à la bielle de compression 8 par l'intermé- diaire du palier 8a. Le mode opératoire de la cisaille est expliqué ci-après à l'aide des positions des excentriques représentées aux figu- res 3 à 5 et réglant différemment la cisaille conforme à l'inven- tion au cours du fonctionnement, ainsi qu'à l'aide des pièces adjointes levables et abaissables, disposées entre les montants de la cisaille. La cisaille doit tout d'abord être réglée à l'épaisseur du matériau à cisailler; à cet effet, les cylindres 22 à main- tien élevé (figure 2) élèvent ou abaissent en conséquence le porte-lame 17 non commandé et le fixent ensuite dans cette posi- tion à l'état indéplaçable conjointement avec la lame opposée 16. La figure 3 montre la position intiale de la cisaille avant la mise en action d'une course de travail. L'arbre à mani- velle 3 peut se déplacer ici constamment sans qu'une course de travail soit effectuée. Le porte-lame il garni de la lame supé- rieure 12 décrit une voie pendulaire déterminée PW qui atteint la position Po la plus élevée lorsque l'excentrique 5 se trouve dans la position de point mort supérieure et la position Pu la plus basse lorsque l'excentrique 5 occupe sa position de point mort inférieure. Le second excentrique 6 est dans une position horizontale par rapport à l'excentrique 5. La figure 4 montre la position occupée par la cisaille im- g -7- médiatement avant la coupe. De préférence, en partant de la po- sition de rotation de l'excentrique 5, c'est-à-dire lorsque cet excentrique 5 passe par la position de point mort inférieure, on déclenche, par exemple, par la voie électrique, un contact qui provoque le déplacement de l'excentrique 6 dans une position verticale. A cet effet, les servo-cylindres 13 sont alimentés entièrement, de sorte que le-plan de coupe de-la lame 12 est dé- placé plus avant vers le bas et que cette lame 12 se trouve im- médiatement au-dessus du matériau dans la position de point mort supérieure de l'excentrique 5 lorsque le porte-lame 11 est re- levé. Crâce à la suspension pendulaire des cylindres 13, on ga- rantit que les corps cylindriques peuvent être réglés automati- quement dans leur position lors d'uneservo-course, ce qui est né- cessaire car les points d'articulation 14a des tiges de piston 14 avec l'excentrique 6 se déplacent sur un arc de cercle au cours de la mise au point. Le passage libre entre la position Pu la plus basse de la lame supérieure 12 et de la lame fixée à de- meure 16 a une grandeur telle qu'un matériau à cisailler 18 peut être amené à la cisaille sans problème par l'intermédiaire d'un train de rouleaux non représenté en détail. Après le servo-déplacement prédécrit de l'excentrique 6, l'excentrique 5 de l'arbre à manivelle 3 en rotation passe de sa position de point mort supérieure à sa position de point mort inférieure et amène la lame en position de coupe. La lame 12 entaille le matériau 18 selon la grandeur de la course de l'ex- centrique 5 - déduction faite du "jeu" entre le matériau et la lame lorsque l'excentrique 6 est mis au point - et parcourt en- suite sa voie de coupe maximale lorsque l'excentrique 5 est exac- tement dans la position de point mort inférieure, ce qui est re- produit à la figure 5. Les lames de cisaille ne sont pas conver- gentes dans ce cas car le matériau froid n'est que partiellement entaillé et le "fluage" du matériau provoqué par l'opération de coupe est utilisé pour le tronçonnage définitif. Le second excentrique 6 doit être amené de nouveau par ro- tation dans sa position initiale horizontale (figure 3) en même temps que l'excentrique 5 se déplace de sa position de point mort inférieure à sa position de point mort supérieure. Après une course à vide ou course pendulaire, une nouvelle course de travail peut être amorcée lorsque l'excentrique 5 se trouve de e -8- -8- 2479049 nouveau dans la position de point mort inférieure. F1 Revendications 1. Cisaille destinée à la coupe de billettes et de barres d'une grande section droite et comprenant deux lames de cisail- le mobiles relativement l'une à l'autre, disposées dans des por- te-lames et une commande à manivelle pour l'un des porte-lames raccordée à l'excentrique de l'arbre à manivelle par l'intermédiaire d'une bielle de compression, caractérisée en ce que: a) la cisaille est munie d'un arbre à manivelle (3) se dépla- çant constamment; b) un second excentrique (6) pour l'entraînement connu en soi de la course du porte-lame (Il) commandé est disposé sur l'excentrique (53 de l'arbre à manivelle (3) qui se déplace; c) le second excentrique (6) peut être inversé rapidement entre deux positions finales dont l'une est la position de point mort se situant dans le sens de la course et dont l'autre est la position de coupe à vide; d) la course d'excentrique (el) de l'arbre à manivelle (3) est considérablement plus petite que la hauteur maximale du maté- riau à couper; et e) le porte-lame (17) non commandé est déplaçable dans la direc- tion du mouvement de coupe du porte-lame (11) commandé. 2. cisaille selon la revendication 1, caractérisée par une console (9) soutenue par la bielle de compression (8) et desti- née aux servo-cylindres (13) pour l'entraînement de la course par le second excentrique (6). 3. Cisaille selon la revendication 2, caractérisée en ce que les servocylindres (13) peuvent être commandés en fonction de la rotation de l'arbre à manivelle (3), de façon que le se- cond excentrique (6) soit inversé avant chaque coupe de la posi- tion de coupe à vide à la position de point mort et soit amené, après la coupe, dans la position de coupe à vide.