Brevet FR2496506A1 — publié le 19820625

La présente invention concerne un dispositif de mesure pour une cage de laminoir en vue de détermii- ner la grandeur de réglage pour le réglage de l'emprise des cylindres, en déterminant l'écartement des empoises de la cage de laminoir, en particulier, ltécartement des empoises des cylindres d'appui d'une cage de lami- noir quarto, des capteurs de valeurs de mesure étant incorporés aux empoises supérieures ou inférieures des deux colonnes de la cage de laminoir, la position zéro de ces capteurs étant réglée mécaniquement visà-vis d'une surface de mesure pour l'adapter à chaque écarte- ment théorique des empoises des cylindres d'appui. Lors du laminage de bandes, il est de prati- que courante d'effectuer un réglage d'épaisseur de bande afin d'obtenir des tolérances étroites pour cette épaisseur. Dans ce cas, outre la solution qui doit être apportée au problème dynamique que pose un tel réglage, il est également nécessaire de recourir à un système de réglage suffisamment rapide et de déterminer la grandeur de réglage avec le moins de retard possible. Parmi les solutions connues en vue de mesurer l'emprise des cylindres de laminoir, la mesure effectuée à l'in- tervention de jauges de mesure par induction avec in- tervention directe sur les cylindres (brevet de la République Fédérale d'Allemagne DE-PS 1.931.654) semble, de prime abord, être avantageuse. Néanmoins, en l'oc- currence, on rencontre de grandes difficultés lorsqu'il s'agit d'adapter de tels appareils de mesure aux cylin- dres. Les appareils de-mesure doivent être entièrement démontés à chaque changement de cylindres. Afin d'éviter ces inconvénients, un autre dispositif de mesure (demande de brevet de la Républi- que Fédérale d'Allemagne DE-OS 2.439.580) mesure la distance d'une empoise à l'autre, l'écartement des empoises des cylindres d'appui d'une cage quarto étant pris comme grandeur de réglage pour la position de l'emprise des cylindres. Toutefois, ce dispositif V connu ne peut être adopté dans le domaine pratique que pour un intervalle de mesure étroit pouvant s'étendre3 au maximum, jusqu'à une valeur correspondant à 2$5 fois l'intervalle de mesure total de l'appareil de mesure des déplacements. De ce fait, les possibilités d'appli- cation sont limitées, puisqu'aussi bien le parcours de mesure du capteur inductif doit être réduit pour attein- dre la haute résolution du signal. Si le dispositif de mesure connu était notamment conçu pour un grand par- cours de mesure, on obtiendrait alors un mauvais signal de mesure si l'on devait simplement déterminer une fai- ble modification de l'écartement des empoises des cylin- dres. De plus, on doit considérer comme une caractéris- tique particulièrement désavantageuse le fait que le point zéro du capteur de mesure doit être recherché par une commande spéciale, cette opération s'effectuant,en outre, à l'intervention d'un dispositif de levage coû- teux dans lequel le piston de levage est maintenu en position flottante, tandis que des systèmes de verrouil- lage hydrauliques agissent au moyen de soupapes de limi- tation de pression, de soupapes de retenue, etc. Les dimensions de montage d'un tel système sont importantes. La présente invention a pour objet de fournir un dispositif de mesure à réglage automatique du point zéro, ce dispositif comportant un capteur de mesure inductif ayant un très faible parcours de mesure (par exemple: 1 nuIn et moins), l'intervalle de mesure total du système de mesure d'écartement devant cependant déter- miner jusqu'à 100 fois l'intervalle de mesure du système de mesure de déplacement tandis que, en outre, le dis- positif de mesure est installé sans perturbation dans la cage de laminoir de telle sorte que, en cas de dé- tente brusque de la cage de laminoir et de la force de rappel que subit alors cette dernière, la force de lami- nage ainsi engendrée ne puisse surtout pas agir sur le capteur de mesure. Suivant l'inveiition, on réalise cet objet grâce aux caractéristiques suivantes: ce dispositif (le mesure est constitué d'un logement recevant un écrou de réglage pouvant être vissé sur la face éloignée de la surface de mesure de l'empoise opposée; le logement comporte des gorges tournées dans la masse formant des saillies, une de ces saillies for- mant une surface de butée pour une douille pouvant se déplacer axialement, tandis que l'autre saillie fait office de contre-surface pour un ressort venant s'ap- pliquer sur un collet de]la douille; l'écrou de réglage et la douille comportent des passages pour un support mobile de capteur de mesure, ce support pouvant être déplacé, au moyen d'un piston pouvant être sollicité, dans une chambre délimitée par l'écrou de réglage, cette chambre comportant des con- duites d'alimentation et d'évacuation pour un milieu de pression en vue de déplacer la douille et le piston; à son extrémité libre, le support entoure le capteur de mesure d'une pointe de mesure pouvant être déplacée à l'encontre de la pression d'un ressort; et un élément de serrage installé entre le sup- port du capteur de mesure et la douille fixe cette der- nière à ce support. De la sorte, on a une unité compacte dont le logement de dimension réduite renferme tous les organes de déplactemen, de même que le dispositif de retenue ou de serrage prévu pour le support du capteur de mesure. Le parcours de mesure du capteur (qui peut être réglé à 'ijntervention des écrous de réglage d'un fin filet, de préférence, à l'extérieur de la cage de laminoir, cependant qu'un rajustage peut être effectué dans la cage de laminoir) est à ce point réduit qu'une haute sensibilité de mesure et une haute résolution de signal sont assurées avec un faible niveau de bruit pour l'ampli- ficateur. En l'occurrence, le parcours de mesure équi- vWlt, au pal.-ours mCcanique d(u log)iementlt ayant subi une torsion a] Ioncontre (les écr'ous de rég]lage et il peut être perçuI par la distance séparant les écrous de ré- glage de la dou:il e lorsqlue cel le-ci est pressée contre les surfaces de butée de ces ecrous. Aussi bien le parcours de mesure miiécanique que le parcours de mesure électrique sont identiques. Par la suite, le parcours de niesure réglét (par exemple:-1 mun) n'est plus modifié et il doit êtlre maintenu même si l'intervalle total de mesure en vue de compenser la rectification des cylin- dres de travail tet pour le traitement de bandes extrê- meinent épaisses atteint, par exemple, 50 mm. Le grand intervalle de mesure est déterminé par le support du capteur de mesure, ce support pouvant être déplacé par les pistons, tandis qu'il peut être serré sur la surface de miesu.e après la mise en place de la pointe de mesure. Théoriquement, suivant l'exemple indiqué, une matière d'une épaisseur initiale de 50 mm pourrait être laminée jusqu'à 1 iaiii sans que la précision de mesure soit pour autant influencee. Le positionnement du capteur de mesure est effectué lorsque la cage de laminoir est en précontrainte, c'est-à-dire lorsque le produit à laminer se trouve déjà dans l'emprise des cylindres. Suivant une caractéristique de l'invention, ] I flemielt de ser'rage est réalisé sous forme d'un souf- flet à air pouvant être sollicité pneumatiquement et comipoirtazit un système de ventilation rapide. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la force de mesure du capteur se situe dans l'intervalle allant de 150 à 200 g, tandis que la force de serrage appli- quée à l'intervention de l élément de serrage sur le support du capteur de mesure représente 5 à 7 fois la force de mesure. De la sorte, outre le système déjà connu et protége selon lequel le dispositif de mesure est instal Lé dans les empoises des cylindres d'appui ou u;vetuel]t:ment des cylindres de travail à proximité de { einpis[ o il n'y a ni aucune attaque par des agents réfrigérants agressifs ni aucune sollicitation en présence de fissuration des bandes sous des in- fluences mécaniques, en nrésence d'une force de laminage excessive, le capteur de mesure qui -5 est serré pneumatiquement par son support au cours de l'opération de mesure, ne subit aucune détérioration. La force de serrage est calculée de telle sorte qu'au- delà de 5 à 7 fois la force de mesure, le support du capteur de mesure soit déplacé automatiquement et que, par conséquent, déjà en présence d'une pression d'ap- plication de 1.000 à 1.500 gil évite les forces exté- rieures, donnant ainsi lieu à une ouverture automatique du cylindre hydraulique de réglage. On décrira ci-après plus en détail un exemple de réalisation de l'invention en se référant aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique de face d'une colonne d'une cage de laminoir quarto comportant le dispositif de mesure suivant l'invention; la figure 2 est une vue en coupe illustrant les détails d'un dispositif de mesure suivant l'inven- tion installé dans une empoise de laminoir, cette coupe étant prise suivant la ligne I-I de la figure 1. La figure 1 illustre schématiquement une colonne 1 d'une cage de laminoir quarto non représentée plus en détail, Les deux colonnes de la cage de lami- noir comportent des fenêtres 3. Dans ces fenêtres 3 et plus précisément dans les empoises 4, 4a, sont ins- tallés des cylindres d'appui supérieur et inférieur 5, tandis que les cylindres de travail 7 sont installés dans les empoises 6, 6a. De chaque côté des colonnes, dans les empoises 4 des cylindres d'appui, on peut incorporer deux dispo- sitifs de mesure 8 montés en sommation de telle sorte que lton puisse mesurer les mouvements de basculement des empoises à l'intérieur de la colonne. En outres grâce à ce dispositif de mesure 8, on détermine les modifications d1ecarteii ent ou de distance survenant à l'intérieur du système de laminage sous l'influence des modifications de force. Comme le montre la figure 2, le dispositif de mesure 8 est installé dans un trou Il pratiqué dans l'empoise supérieure 4 des cylindres d'appui. Le dispo- sitif de mesure 8 est constitué du logement 12 qui, à son extrémité supérieure éloignée de la surface de mesure M, comporte un filet pour un écrou de réglage à fin filet 13. Le logement 12 comporte également des gorges tour- nées dans la masse et qui, par suite de leurs diamètres différents, forment des saillies 14, 15. La saillie supérieure 14 fait office de surface de butée A pour une douille 16 pouvant se déplacer axialement dans le logement 12, tandis que la-saillie inférieure 15 cons- titue une surface d'appui pour un ressort 17 venant s'appliquer sur un collet 16a de la douille 16. A l'extrémité inférieure du logement 12, la douille 16 est vissée à une pièce terminale 21 au moyen de boulons 18. Ltécrou de réglage 13, de même que la douille 16 et la pièce terminale 21 comportent des passages 22 destinés à recevoir le support mobile 23 du capteur de mesure, un piston 24 pouvant être sollicité dans une chambre 25 délimitée par l'écrou de réglage 13, en vue de déplacer ce support 23. Le milieu de pression est acheminé ou évacué via les conduites 26 et 27. Le support 23 du capteur de mesure comporte la pointe de mesure 28 ressortant du logement 12 et pouvant effectuer un mouvement de rappel sur un parcours déterminé W à l'encontre de la pression d'un ressort. Comme représenté schématiquement en figure 2, la pointe de mesure 28 est reliée, via une tige 29, au noyau en fer 30 du capteur de mesure inductif désigné dans son ensemble par le chiffre de référence 28a. La position du noyau en fer 30 peut être modifiée par rapport aux bobines 34. Pour le raccordement électrique, des câbles 33 sont poses au-dessus du dispositif de mesure 8 dans I espace du trou 1Il qui n'est pas occupé par le logement 12. En dessous de la chambre 25, entre la douille 16 et le capteuir de mesure 23, est prévu un élément de serrage 31 réalisé sous forme d'un soufflet à air pouvant être sollicité pneumatLiquement. Ce système de serrage pneu- matique pour le support 23 du capteur de mesure ne subit pas d'usure et il est détendu en quelques millisecondes par un systèime de ventilation rapide 32. Le processus de serrage a lieu sans l'intervention d'éléments mobiles et il exerce une pression statique sur le support du capteur de mesure. La force d'application est calculée de telle sorte qu'en tenant compte des rapports de fric- tion entre le support 23 du capteur de mesure et l'élé- ment de serrage 31, la force maximum de retenue ne dé- passe pas une valeur correspondant à 7 fois la force de mesure du capteur 28a. Toutes les surfaces de centrage ou de buttct, d(: même que le logement sont trempés, rec- tifiés et calculés pour de longues durées correspondant aux hautes fréqurences de mise en service. Le dispositif de mesure fonctionne de la ma- nière suivanlllte: On fixe le parcours de mesure du dispositif 8 à l'extérieur de la cage de laminoir en faisant tourner l'écrou de réglage à fin filet 13 contre le logement 12. Le parcours mécanique qui est identique au parcours de mesure électrique, est déterminé d'après la distance entre t '-crou de réglage vissé 13 et la douille 16 lors- que celle-ci est appliquée à la surface de butée A (tfigure 2). On fait tourner l'écrou de réglage 13 à L'aide de' la tige de réglage 35. Lorsque le dispositif de mesure b est installé dans l'empoise 4 des cylindres d'appui., le support 23 subit une sollicitation de pres- sion à l'intervention du piston 24. A cet effet, le milieu de pression est acheminé par la conduite 26. De la sorte, la douille 16 qui subit également la pres- sion et qui est réalisée sous forme d'un cylindre pneu- matique à effet simple, est en même temps déplacée contre la surl'acee be utée A de lia saillie supérieure 14. Le pist. on 24 (lu support 23 dut capteur de mesure est solli- cité jusqu'a ce qu'il vienine st placer, avec sa pointe cie,esure 28, sur la surfacet de mesure M opposée pour la mesure de, distance. A mesure que la sollicitation augnmente, lat pointe de mesure 28 subissant la pression dtun ressort est déplacéce sur le parcours W jusqu'à butée contre la surface annulaire 23a du support 23. Dans cet état, l'élément de serrage 31 est mis sous pression via les conduites 32, 32a, si bien que le sup- port 23 du capteur de mesure est serré et forme une -unité avec la douille 16, Après le serrage, la pres- sion est détendue dans la chambre 25 ou la partie 25a de celle-ci qui est située au-dessus de la surface an- nulaire de l:a douille 16. Dès que la-pression se détend, à l'litervention du ressort 17, le support 23 du capteur de mesure effectue automatiquement un mouvement de rappel ren quelques millisecondes. Sous la sollici- tation d(lu ressort, la douille 16 vient se placer contre ll'écrou de réglage vissé 13, comme représenté enr poin- tillés en 16' en figure 2. De la sorte, une mise à zéro électrique du capteur de mesure inductif 28a stef- fectue automatiquement calr, avec le mouvement de rappel de la douille 16 contre l'écrou de réglage 15 sous la pression d'un ressort, la pointe de mesure 28 s'éloigne à nouveau du support 23 contre la surface annulaire 23a duquel elle était pressée lors du positionnement, si bien que le capteur de mesure 28a est amené en position de mesure dtans laquelle le noyau en fer 30 arrive dans une position zéro dans laquelle les courants ne passent plus dalls les bobines 3-1 avec indication de zéro à la sortie d'un dispositif de mesure (non représenté). La pointe de mesure 28 dont le parcours de réglage W devrait, par ailleurs, être toujours plus grand que le parcours de mesure réglé pour le dispositif de mesure *, est davantage sollicité par un ressort pour entrer en contact avec la surface de mesure M de l'empoise opposée 4, si bien que le dispositif (le mesure 8 est prêt à être mis en service pour effectuer une mesure ou pour maintenir la distance constante. Cette position de mesure qui, en outre, est encore caractérisée par la position (indi- quée en pointillés en 16t) de la douille de mesure 16, est représentée en figure 2, le dessin ne représentant pas la pointe de mesure 28 rappelée contre la surface annulaire 23a. Le signal de déviation obtenu au cours du processus de mesure et provoqué par des changements de parcours résultant de différences dans les bandes, ainsi que de modifications de laminage, est acheminé à l'intérieur d'un système électronique, à un système de réglage de cylindres (non représenté en détail) o il est traité à condition que ce système maintienne l'écartement mesuré à une valeur constante. Pour rame- ner le support 23 du capteur de mesure dans sa position de départ, après évacuation de l'air hors de l'élément de serrage 31, la chambre 25 est sollicitée via la con- duite 27 et le support 23 du capteur de mesure est rappelé par le piston 24. Etant donné que le support 23 du capteur de mesure est rappelé automatiquement, sous la sollicita- tion d'un ressort et avec le capteur de mesure inductif 28a, contre une surface fixe exempte d'usure, on peut retrouver constamment la zone du zéro du capteur de mesure avec une très grande précision se situant dans la tolérance de 1 ô. Aucun dispositif compliqué et susceptible de tomber en dérangement n'est nécessaire pour atteindre cette précision. Etant donné que le système de mesure n'est associé qu'à de très faibles niasses (les pièces mobiles participant à la mesure pèsent environ 15 g), le système de mesure est conçu pour de fortes accélérations. REVENDICATIONS 1. Dispositif de mesure pour une cage de laminoir en vue de déterminer la grandeur de réglage pour le réglage de l'emprise des cylindres, en détermi- nant l'écartement des empoises de la cage de laminoir, en particulier, l'écartement des empoises des cylindres d'appui d'une cage de laminoir quarto, des capteurs de valeurs de mesure étant incorporés aux empoises supé- rieures ou inférieures des deux colonnes de la cage de laminoir, la position zéro de ces capteurs étant réglée mécaniquement vis-à-vis d'une surface de mesure pour l'adapter à chaque écartement théorique des empoises des cylindres d'appui, ce dispositif de mesure présen- tant les caractéristiques suivantes: ce dispositif de mesure (8) est constitué d'un logement (12) recevant un écrou de réglage (13) pouvant être vissé sur la face éloignée de la surface de mesure (M) de l'empoise opposée (4a); le logement (12) comporte des gorges tournées dans la mniasse formant des saillies (14, 15), une (14) de ces saillies formant une surface de butée (A) pour une douille (16) pouvant se déplacer axialement, tandis que l'autre saillie (15) fait office de contre-surface pouI un ressort (17) venant s'appliquer sur un collet (16a) de la douille (16); l'écrou de réglage (13) et la douille (16) comportent des passages (22) pour un support mobile (23) de capteur de mesure, ce support pouvant être déplacé, au moyen d'un piston (24) pouvant être solli- cité, dans une chambre (25) délimitée par l'écrou de réglage (13), cette chambre (25) comportant des con- duites d'alimentation et d'évacuation (26, 27) pour un milieu de pression en vue de déplacer la douille (16) et le piston (24); à son extrémité libre, le support (23) entoure le capteur de mesure (28a) d'une pointe de mesure (28) pouvant être déplacée à l'encontre de la pression d'un l1 ressort; et till él.éllentl de serrage (31) installé entre le support (23) du capteur de meIsure et la douille (16) fixe cette dernièr'e à ce support (23). 2. Dispositif de mesure suivant la revendi- cation 1, caractérisé en ce que l'élément de serrage (31) est réalisé sous fo-nle d'un soufflet à air pouvant être sollicité pneumiatiquement et comportant un système de ventilation rapide (32). 3. Dispositif de mesure suivant l'une quel- conque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la force de mesure du capteur (28a) se situe dans l'in- tervalle allant de 150 à 200 g, tandis que la force de serrage appliquée à l'intervention de l'élément de serrage (31) sur le support (23) du capteur de mesure rep.esente 5 à 7 fois la force de mesure.