Brevet FR2498093A1 — publié le 19820723

La présente invention concerne la métallurgie et la ferronnerie et a notamment pour obJet un appareil enrouleur pour articles de grande longueur. L'invention s'applique en particulier à la fabrication de fils métalliques et de feuillards rectilignes avec répartition uniforme des contraintes résiduelles dans la section du fil ou du feuillard. Le développement actuel de la production industrielle d'articles de grande longueur nécessite le perfectionnement de l'équipement pour l'étirage et l'enrou- lement de fils multiples, susceptible d'assurer une répartition symétrique des contraintes résiduelles par rapport à leur axe et, par conséquent, une plus grande endurance de ces articles. L'appareil le plus prometteur à cet égard peut être celui permettant d'effectuer l'étirage rectiligne de l'article de grande longueur et de l'enrouler de telle manière que le moment des forces de traction et de flexion agissant sur l'article au cours de ces opérations ne dépasse par une valeur critique provoquant une déforma- tion plastique due à la flexion. Les appareils enrouleurs actuellement utilisés sur une grande échelle ne permettent pas, cependant, d'éviter la flexion plastique de l'article de grande longueur soumis à la traction et à la flexion. Ces appareils enrouleurs sont difficiles à fabriquer et leur exploitation exlge beaucoup de maind'oeuvre. En outre, ces appareils enrouleurs n'assurent pas un étirage régulier de 1'article de grande longueur, et, lorsque la vitesse d'étirage dépasse 60-70 m/mn, ils sont soumis à des vibrations intenses et leur fonctionnement devient instable, d'où leurs pannes fréquentes. On connatt un appareil enrouleur pour articles de grande longueur (par exemple d'après le brevet U.S.A. NO 3587993, classe 942-80, publié le 10 Juillet 1971), comprenant un sous-ensemble d'étirage des articles de grande longueur et un sous-ensemble d'enroulement desdits articles, disposés séparément l'un après l'autre suivant le sens de mouvement desdits articles. Dans cet appareil, le sous-ensemble d'étirage des articles de grande longueur comprend deux cylindres reliés entre eux rigidement, entre lesquels passe l'article de grande longueur. Selon ce mode de réalisation de l'appareil enrouleur connu, l'étirage de l'article s'accompagne d'une réduction de sa section entre les cylindres, ce qui provoque une déformation plastique de l'article, Dans le cadre de l'invention on s'est donc proposé de créer un appareil enrouleur d'articles de grande longueur, dont le sous-ensemble d'étirage des articles serait conçu de manière à éviter la déformation plastique de l'article. Ce but est atteint du fait que l'appareil enrouleur d 'articles de grande longueur, du type comprenant un sous-ensemble d'étirage de l'article et un sous-enseible d'enroulement dudit article disposés séparément l'un après l'autre suivant le sens de mouvement de l'article de grande longueurSest est caractérisé, suivant l'invention, en ce que le sous-ensemble d'étirage des articles de grande longueur comprend au moins un cylindre entraineur et au moins un rouleau à ressort entre lesquels se déplace ledit article, une chape dans laquelle est monté le rouleau à ressort, et une plaque de guidage dans laquelle est placée la chape. Il est avantageux que le cylindre entraineur soit doté de gorges principales de forme correspondant à celle de l'article de grande longueur, de profondeur supérieure à la moitié de l'épaisseur dudit article, et dont le nombre est égal au nombre de rouleaux à ressort. Pour 1 'étirage de deux articles de grande longueur serrés contre le cylindre entraineur par un seul rouleau à ressort, il est avantageux que le cylindre entraîneur comporte des gorges supplémentaires de forme correspondant à celle de l'article de grande longueur, de profondeur supérieure à la moitié de l'épaisseur dudit article, et dont le nombre est égal au nombre de gorges principales. Pour augmenter la résistance à l'usure, il est préférable de monter sur le cylindre entratneur des bagues en nombre égal à celui des rouleaux à ressort, et de pratiquer dans la surface de chaque bague une gorge principale de forme correspondant à celle de l'article de grande longueur, et de profondeur supérieure à la moitié de l'épaisseur dudit article. Pour l'étirage de deux articles de grande longueur serrés contre la bague par un seul rouleau à ressort, il est préférable de pratiquer dans la surface de chacune des bagues une gorge supplémentaire de forme correspondant à celle de l'article de grande longueur et de profondeur supérieure à la moitié de l'épaisseur dudit article. Pour augmenter la résistance à l'usure, il est avantageux de monter des bagues sur les rouleaux à ressort. Il est également avantageux que le sous-ensemble d'étirage des articles de grande longueur comprenne des tiges, en nombre égal à celui des rouleaux à ressort, pour régler l'effort de pression du rouleau à ressort contre l'article de grande longueur. Il est avantageux que le sous-ensemble d'étirage des articles de grande longueur comprenne des guides pour l'article de grande longueur, en nombre égal à celui des articles à étirer, disposés avant (suivant le sens de mouvement de l'article de grande longueur) le cylindre entraineur. Il est en outre préférable qu'un rouleau de guidage soit prévu après (dans le sens de mouvement de l'article de grande longueur) le cylindre entraîneur du sous-ensemble d'étirage desdits articles. L'invention assure l'étirage rectiligne de l'article de grande longueur, ce qui exclut sa déformation plastique de compression et de flexion sous l'action des forces de traction et de flexion, et d'améliorer ainsi la qualité de l'enroulement de l'article de grande longueur. En outre l'invention permet de diminuer ltencombrement de l'appareil enrouleur et des dispositifs utilisant ledit appareil. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaltront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels - la figure 1 représente une vue schématique structurale de l'appareil enrouleur d'articles de grande longueur (le sous-ensemble d'étirage des articles de grande longueur étant représenté en coupe longitudinale), selon l'invention; - la figure 2 représente le sous-ensemble d'étirage d'articles de grande longueur de la figure 1 dans lequel des gorges principale sont réalisées sur le cylindre entraîneur (coupe transversale), selon l'invention;; - la figure 3 représente le sous-ensemble d'étirage d'articles de grande longueur de la figure 1, dans lequel les gorges principales et les gorges suppléDen- taires sont réalisées sur le cylindre entraineur (coupe transversale), selon l'invention; - la figure 4 représente une vue schématique structurale de 1 'appareil enrouleur d 'articles de grande longueur dont le cylindre entratneur est doté de bagues ( le sous-ensemble d'étirage d'articles de grande longueur étant représenté en coupe longitudinale), selon l'invention; - la figure 5 représente le sous-ensemble d'étirage d'articles de grande longueur de la figure 4, dans lequel des gorges principales sont réalisées sur les bagues (coupe transversale), selon l'invention; ; - la figure 6 représente le sous-ensemble d'étirage d'articles de grande longueur de la figure 4, dans lequel des gorges principales et des gorges supplémentaires sont réalisées sur les bagues (coupe transversale), selon l'invention. L'appareil enrouleur d'articles de grande longueur comprend, montés séparément l'un après l'autre suivant le sens de mouvement de l'article de grande longueur 1 (figure 1) (du fil métallique 1 dans l'exemple non limitatif considéré),un sous-ensemble 2 d'étirage du fil 1, un rouleau de guidage 3 et un sous-ensemble 4 d'enroulement du fil 1. Le sous-ensemble 2 (figures 1, 2) d'étirage du fil 1 comprend des cylindres entraineurs 5 et 6 supportés par des roulements 7 montés dans les paliers fixes 8 d'un montant 9. Les montants 9 sont fixés sur une plate-forme porteuse 10. Du côté de l'une des extrémités des cylindres 5 et 6 sont montés les chapeaixîl des roulements 7, fixés sur les paliers fixes 8 par des vis 12. Un graisseur 13 se trouve au centre du chapeau 11. L'autre extrémité des cylindres 5 et 6 est reliée à une commande (non représentée sur les dessins). Au-dessus de chaque cylindre 5 et 6 sont disposés six rouleaux 14 à ressort, dont chacun est monté sur un axe fixe 15 d'une chape, d'un étrier ou analogue 16. Les chapes 16 sont introduites dans une plaque de guidage 17 qui se déplace suivant la longueur du montant 9 et permet ainsi les mouvements verticaux du rouleau 14 à ressort au-dessus du cylindre 5 ou 6. Dans la partie supérieure (par rapport aux cylindres 5 et 6) de la chape 16 se trouve l'appui inférieur 18 d'un ressort 19. L'appui supérieur 20 du ressort 19 est fixé sur une tige 21 vissée dans un couvercle 22 fixé sur le montant 9 par des vis 23. Sur les cylindres 5 et 6 sont pratiquées des gorges 24 de forme correspondant à celle du fil 1, de profondeur supérieure à la moitié de l'épaisseur du fil 1 et en nombre égal au nombre de rouleaux 14. Des guides 25 pour le fil 1 sont prévus avant (suivant le sens de mouvement du fil 1) chaque cylindre 5 et 6. Le sous-ensemble 4 d'enroulement du fil 1 comprend, disposés suivant le sens de mouvement du fil 1, un rouleau de guidage 26, un guide-fil 27 et un dispositif d'enroulement 29 sur lequel est fixée une bobine 29. Le sous-ensemble 4 comprend également une rondelle 30 pour l'accumulation préalable du fil I au cours de l'engagement de celui-ci dans l'appareil enrouleur ou pour son accumulation au cours du remplacement de la bobine 29. Selon un autre mode de réalisation de l'appareil d'enrouis ntdu fil 1, deux gorges 31 et 32 (figure 3) sont réalisées dans chaque cylindre 5 et 6 du sous-ensemble 2 pour l'étirage de deux fils 1 serrés contre le cylindre d'entrainement 5 (6) par une seule poulie à ressort 14. Selon encore un autre mode de réalisation de l'appareil d'enroulement du fil 1, sur les cylindres 5 et 6 (figures 4,5)du sous-ensemble 2 scnt montés à ajustement serré des bagues 33 en nombre égal à celui des rouleaux 14 et dont la surface présente des gorges 34 de forme corres- pondant à celle du fil 1 et ayant une profondeur supérieure à la moitié de l'épaisseur du fil i. Les bagues 33 peuvent être en n'importe quel matériau résistant à l'usure. Sur les deux extrémités des cylindres 5 et 6 sont réalisées des saillies circulaires 34 sur lesquelles sont fixées des bagues de contrôle 35. Sur les rouleaux 14 sont montées des bagues 36. Selon un autre mode de réalisation de l'appareil enrouleur de fil 1, des bagues 37 à deux gorges 38 et 39 sont emmanchées sur les cylindres 5 et 6 du sous-ensemble 2 (figures 4, 6) pour l'étirage de deux fils 1 serrés contre le cylindre 5 (6) par un seul rouleau 14. Le fonctionnement de l'appareil enrouleur de fil est le suivant. Le fil 1 (figures 1, 2, 4, 5) est introduit dans les guidages 25, par l'intermédiaire desquels il est amené au premier couple constitué par le cylindre 5 et l'un des rouleaux 14 à ressort. Dans ce couple, le fil I est entrarné tout en subissant un effort d'étirage dA aux forces de frottement entre le fil 1 et le cylindre entraSneur 5. Les gorges 24 pratiquées sur le cylindre entraîneur 5 et dont la forme correspond à celle du fil 1 permettent d'augmenter la surface de contact entre le fil 1 et le cylindre entraîneur 5, en augmentant ainsi l'effort d'étirage. La réaction du rouleau 14 sollicité par son ressort et serrant le fil 1 contre le cylindre entraîneur 5 est orientée dans le sens opposé au sens de mouvement du fil 1, c'est pourquoi le rouleau 14 est réalisé à surface lisse. Le fil 1 entratné par ledit premier couple constitué par le cylindre entraineur 5 et l'un des rouleaux 14 à ressort est amené par l'intermédiaire des guidages 25 à l'autre couple, celui constitué par le cylindre entraineur 6 et un autre rouleau 14 à ressort. Pour un seul fil 1, l'effort d'étirage est proportionnel à la force de compression du ressort 19 par la tige 21 et au nombre de couples cylindre-rouleau. Le fil 1 sortant du sous-ensemble 2 arrive sur le rouleau de guidage 3. La flexion du fil 1 sur le rouleau de guidage 3 doit autre élastique, La valeur de l'angle maximum admissible au cours de la traction-flexion est calculée en fonction des propriétés physiques et chimiques du matériau du fil 1, de la forme et des dimensions de celui-ci, et ne doit pas dépasser la valeur critique provoquant sa déformation plastique de flexion. Après le rouleau 3,le fil 1 arrive dans le sousensemble 4 d'enroulement du fil 1, passe sur le rouleau de guidage 26, puis, si le fil 1 doit autre engagé dans l'appareil, est dirigé vers la rondelle 30 d'accumulation préalable du fil 1. En régime de fonctionnement établi, le fil 1 est acheminé par l'intermédiaire du guide-fil 27 vers la bobine 29 du dispositif d'enroulement 28. Suivant un autre régime de fonctionnement de l'appareil enrouleur de fil, on introduit deux fils 1 sous chaque rouleau 14 à ressort (figures 1, 3, 4, 6). La distance entre ceux-ci, ainsi que le diamètre du rouleau 14 à ressort, sont calculés en tenant compte de la tolérance sur le diamètre du fil 1 et de manière à obtenir l'effort d'étirage maximal. Pour le reste, l'appareil fonctionne de la manière décrite plus haut. L'invention permet d!améliorer les conditions de fonctionnement de l'appareil enrouleur aux vitesses élevées de mouvement de l'article de grande longueur à traiter, de diminuer la consommation de métal pour la fabrication des éléments métalliques de l'appareil enrouleur et la consommation d'énergie au cours de son fonctionnement. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés 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 protection comme revendiquse. REVENDICATIONS 1.- Appareil enrouleur d'articles de grande longueur, du type comprenant, disposés séparément et l'un après l'autre suivant le sens de mouvement dudit article, un sous-ensemble d'étirage de l'article de grande longueur et un sous-ensemble d'enroulement dudit article, caractérisé en ce que le sous-ensemble (2) d'étirage de l'article de grande longueur (1) comprend au moins un cylindre entraîneur ( 5,6) et au moins un rouleau (14) à ressort, entre lesquels se déplace ledit article, une chape (16) dans laquelle est monté ledit rouleau à ressort, et une plaque de guidage (17) dans laquelle est introduite ladite chape. 2.- Appareil enrouleur selon la revendication 7, caractérisé en ce que sur le cylindre entraîneur sont réalisées des gorges principales de forme correspondant à celle de l'article à enrouler, de profondeur supérieure à la moitié de l'épaisseur dudit article, et en nombre égal à celui des rouleaux à ressort. 3.- Appareil enrouleur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, pour l'éti- rage de deux articles de grande longueur serrés contre le cylindre entraîneur par un seul rouleau à ressort, le cylindre entratneur est doté de gorges supplémentaires de forme correspondant à celle de l'article à enrouler, de profondeur supérieure à la moitié de l'épaisseur dudit article, et en nombre égal à celui des gorges principales. 4.- Appareil enrouleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que sur le cylindre entraineur sont fixées des bagues en nombre égal arc rouleaux à ressort, et qu'à la surface de chaque bague est pratiquée une gorge principale de forme correspondant à celle de l'article de grande longueur et de profondeur supérieure à la moitié de l'épaisseur dudit article. 5.- Appareil enrouleur selon l'une des revendications 1 et 4, caractérisé en ce que, pour l'étirage de deux articles de grande longueur serrés contre la bague par un seul rouleau à ressort, il est prévu sur la surface de chaque bague une gorge supplémentaire de forme correspondant à celle de l'article à enrouler et de profondeur supérieure à la moitié de l'épaisseur dudit article. 6.- Appareil enrouleur selon l'une des revendications I à 5, caractérisé en ce que des bagues sont fixées sur les rouleaux à ressort. 7.- Appareil enrouleur selon l'une des revendications I à 6, caractérisé en ce que le sous-ensemble d'étirage d'articles de grande longueur comprend des tiges en nombre égal à celui des rouleaux à ressort et servant à régler l'effort de serrage du rouleau à ressort contre l'article à enrouler. 8.- Appareil enrouleur selon l'une des revendications I à 7, caractérisé en ce que le sousensemble d'étirage d'articles de grande longueur comprend pour lesdits articles des guidages en nombre égal à celui des articles à enrouler et disposés avant (suivant le sens de mouvement de l'article à enrouler) le cylindre entraîneur précité. 9.- Appareil enrouleur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'un rouleau de guidage est prévu après (suivant le sens de mouvement de l'article à enrouler) le cylindre entraîneur du sousensemble d'étirage dudit article.