Brevet FR2515992A1 — publié le 19830513

L'invention concerne un dispositif de laminage pour laminer des matières en feuilles continues, compor- tant au moins un cylindre de travail qui coopère avec un contre-cylindre, la matière à laminer passant entre le cylindre de travail et le contrecylindre, ainsi qu'un cylindre d'appui sur lequel repose le cylindre de travail, le cylindre d'appui étant un cylindre de réglage de flexion ayant une enveloppe de cylindre pouvant tourner autour d'un support fixe et qui,sur le support,est appuyée sur des éléments d'appui dont la force d'appui peut être commandée individuellement ou en groupes. On connaît un tel dispositif par exemple dans le brevet US 4 059 976 Des dispositifs de ce type permettent, vis-à-vis des cages de laminoirs jusqu'ici connues ayant des cylindres d'appui pleins, d'influer particulièrement bien sur le processus de laminage pour ce qui concerne l'épaisseur et en particulier la planéité d'une feuille métallique laminée, par exemple une feuille d'aluminium laminée à froid Ces avantages proviennent du fait qu'on peut commander la force d'application des éléments d'appui individuellement ou en groupes. Dans des dispositifs de ce type qui sont desti- nés à subir des forces de laminage extrêmement élevées, par exemple pour laminer à froid des matières ferreuses, on a trouvé qu'il était désavantageux que les forces d'appui nécessaires des éléments d'appui deviennent très irrégulières et atteignent des valeurs de pointe qui requièrent des pressions beaucoup trop élevées du milieu hydraulique de pression des éléments d'appui. L'invention a pour but de produire un disposi- tif de laminage qui présente, même lorsque les forces de laminage sont très élevées, des forces d'appui uniformes des éléments d'appui, de manière qu'il n'y ait pas de pressions de pointe élevées et qu'il demeure en plus un espace de jeu pour effectuer un réglage fin au moyen des éléments d'appui. Le dispositif de laminage selon la présente invention,qui permet d'atteindre ce butaest caractérisé en ce que le cylindre de travail est muni à ses extrémi- tés de dispositifs de flexion pour l'application d'un moment de flexion qu'on peut commander en fonctionnement. Cette mesure est en soi connue dans le domaine des cages de laminoirs servant au laminage des métaux. Elle ne peut cependant avoir sa pleine efficacité dans ce domaine eu égard aux cylindres d'appui rigides, de telle sorte que d'autres mesures doivent être développées pour influer sur les forces locales de laminage au niveau de la matière laminée Il s'agit alors généralement d'in- fluer localement par une température sur le cylindre de travail qui implique cependant une grande inertie. Dans le dispositif de laminage en question, on obtient par cette mesure d'influer additionnellement sur les forces de l'intervalle de laminage,de manière à permettre un équilibrage des forces d'appui nécessaires des éléments d'appui On évite de ce fait les pointes de pression en obtenant en même temps un espace de jeu pour les forces d'appui, qui peut servir à influer localement sur la force de laminage On peut se dispenser d'influer localement et de façon compliquée sur les températures des cylindres de travail L'influence sur la force d'appui des éléments d'appui a comme avantage qu'elle agit instantanément et peut être contrôlée de manière fine,tandis que l'influence sur la température implique une inertie élevée, et qu'en même temps il n'y a pas de possibilité de réglage précis. De préférence>le contre-cylindre peut également être un cylindre de travail sur les extrémités duquel agissent des dispositifs de flexion permettant de pro- duire un moment de flexion qu'on peut contrôler en fonc- tionnement, le cylindre de travail reposant alors sur un cylindre d'appui. Dans le cas préféré, ce cylindre d'appui peut également être réalisé comme un cylindre de réglage de flexion ayant une enveloppe de cylindre qui peut tourner autour d'un support fixe et qui repose au niveau du sup- port sur des éléments d'appui dont la force d'appui peut être commandée individuellement ou en groupes. De cette manière, on obtient une disposition symétrique par rapport au plan de laminage qui est parti- culièrement simple au point de vue technique de commande. On comprend cependant qu'il est possible d'envisager d'autres formes de réalisation, et par exemple l'un des cylindres d'appui peut être de manière connue en soi un cylindre plein On peut même envisager une forme de réali- sation o il n'y a pas de deuxième cylindre de travail. Dans un tel cas,la matière laminée passe entre un cylin- dre de travail et un contre-cylindre plein dont le diamè- tre est égal à celui d'un cylindre d'appui. Dans tous ces casle cylindre de travail et/ou le cylindre d'appui peuvent avoir une configuration cylindrique Il s'agit alors de la forme de réalisation la plus simple qui est satisfaisante dans la plupart des cas et qui est appropriée pour la plupart des cas de fonc- tionnement. Il est cependant également possible de rendre bombés le cylindre de travail et/ou le cylindre d'appui. Il en résulte une autre série de possibilités d'influencer les forces d'appui du cylindre d'appui,ainsi que les moments de flexion nécessaires aux extrémités du cylindre de travail. Dans une forme de réalisation particulièrement complexe du dispositif de laminage, les moments de flexion des cylindres de travail et les forces d'appui des éléments d'appui des cylindres d'appui peuvent être influencés indépendamment l'un de l'autre On obtient ainsi d'autres possibilités d'influencer les forces de laminage. La présente invention va maintenant être décrite dans la description suivante d'exemples de réalisation, à la lumière des dessins sur lesquels: la figure l est une représentation schémati- que d'une cage de laminoir quarto ayant deux cylindres de travail et deux cylindres de réglage de flexion en tant que cylindres d'appui; la figure 2 est une coupe selon la ligne II-Il de la figure 1; la figure 3 est une représentation schématique d'un dispositif pour appliquer une force de flexion à l'extrémité du cylindre de travail; la figure 4 représente une autre forme de réalisation d'un tel dispositif; la figure 5 est une représentation schématique montrant un guidage mobile de l'enveloppe de cylindre sur le support du cylindre de réglage de flexion; la figure 6 est une représentation correspon- dant à la figure 5 d'un dispositif de montage de l'enve- loppe de cylindre sur le support, sans mobilité radiale; la figure 7 est une coupe correspondant à la figure 2 d'une forme de réalisation particulièrement sim- ple de l'invention; la figure 8 est une coupe correspondant à la figure 2 d'une autre forme de réalisation; et les figures 9 et 10 sont des diagrammes sché- matiques permettant d'expliquer un mode de fonctionnement possible du dispositif de-laminage selon la présente invention. La figure l montre une cage de laminage appelée quarto comportant deux cylindres de travail l qui reposent en tant que cylindres d'appui sur des cylindres de réglage de flexion 2 La feuille de matière laminée 4 se trouve entre les cylindres de travail l qui sont entralnés comme indiqué par des extrémités motrices 3 Il s'agit d'une feuille métallique comme par exemple une feuille d'alumi- nium laminée à froid ou une tôle d'acier laminée à froid. Les cylindres de réglage de flexion 2 qui ser- vent de cylindres d'appui sont conformés dans le présent cas selon le brevet des Etats-Unis d'Amérique 3 802 044 et contiennent des éléments d'appui en forme de piston 5, qui sont guidés dans le support 6 dans des alésages 15992 appropriés o agit un agent hydraulique de pression amené par des perforations non représentées Les éléments d'appui agissent par leur force d'appui sur la face interne d'une enveloppe de cylindre 7 qui peut tourner autour du support 6. Comme déjà indiqué, on connaît une cage de lami- noir quarto de ce type de par le brevet des Etats-Unis d'Amérique 4 059 976 Le cylindre de réglage de flexion représenté est connu de par le brevet des Etats-Unis d'Amérique 3 802 044 o la fonction du cylindre et des éléments d'appui est décrite en détail. Comme il résulte de la figure 1, le support 6 du cylindre inférieur repose rigidement dans un siège non représenté de la cage de laminoir, ceci étant indiqué par des appuis 8 Les extrémités du support 6 du cylindre supérieur 2 sont munies de cylindres de pression hydrau- liques 10 On peut cependant envisager également une forme de réalisation telle que celle décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique mentionné N O 4 059 976,o la force d'application pour le processus de laminage est fournie directement par les éléments d'appui 5. Comme il est encore indiqué par des flèches en blanc 11 et des flèches en noir 12, on peut produire aux extrémités des cylindres de travail 1 des forces qui ont comme résultat une flexion des extrémités des cylindres de travail dans l'un ou l'autre sens. La figure 3 montre un mécanisme à piston 13 qui agit par l'intermédiaire d'une bague 14 sur l'extrémité du cylindre de travail 1 et qui peut exercer en fonction de la direction de la force une force correspondant aux flè- ches 11 et également une force correspondant aux flèches 12 La même chose s'applique au mécanisme selon la figure 4 qui montre des mécanismes à pistons 15 et 16. Comme déjà indiqué,les figures 5 et 6 représen- tent deux montages possibles de l'enveloppe de cylindre 7 sur le support 6. Dans la forme de réalisation selon la figure 5, on dispose dans les extrémités de l'enveloppe de cylindre 7 un palier de roulement respectif 17 o est monté un disque de guidage 18 présentant une fente oblongue 20. Celle-ci est munie de faces latérales planes de guidage 21 qui coopèrent avec des faces planes de guidage 22 du support 6 Ce type de montage qui est décrit en détail dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique 3 885 283 produit une mobilité de l'enveloppe de cylindre 7 vis-à-vis du support 6 en direction d'un plan de laminage E Ceci per- met par exemple la formation déjà mentionnée de la force de compression de la cage de laminoir par les éléments d'appui 5, de sorte que les cylindres externes de pression peuvent ne pas exister. Dans la forme de réalisation selon la figure 6, l'enveloppe de cylindre 6 est montée directement sur le support 6 par des paliers de roulement 17 Cette forme de réalisation est décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique mentionné N O 3 802 044 Comme on n'a pas alors la possibilité déjà mentionnée de pouvoir déplacer l'enve- loppe de cylindre par rapport au support, les cylindres de pression externes 10 sont nécessaires Pour cela, il peut par exemple exister une possibilité d'intro- duire des forces additionnelles dans l'enveloppe de cylin- dre 7 par l'intermédiaire des paliers 17. Les figures 7 et 8 montrent des formes de réali- sation du dispositif de laminage selon la présente inven- tion qui sont simplifiées vis-à-vis de la forme de réali- sation selon les figures 1 et 2. Ainsiselon la figure 7,le cylindre de travail 1 appuyé sur le cylindre d'équilibrage de flexion 2 coopère avec un contre-cylindre plein-30 Dans la forme de réali- sation selon la figure 8,on prévoit un second cylindre de travail 1 qui repose sur le contre-cylindre 30,qui dans ce cas sert de cylindre d'appui. Les figures 9 et 10 servent à expliquer le mode de fonctionnement le plus important du dispositif selon la présente invention La figure 9 montre les rapports de forces dans une moitié d'une cage de laminoir quarto sans flexion de cylindre de travail, et la figure 10 montre le développement correspondant des forces avec la flexion de cylindre de travail prévue selon la présente invention. Sur les cylindres de travail 1 selon les figures 9 et 10, on indique par des coupes hachurées un phénomène qui a lieu avec des cages de laminoirs o il y a des forces de laminage très élevées Bien que les bords inférieurs des cylindres de travail 1 soient représentés comme étant plans et chargés d'une force de laminage régulière, les bords supérieurs de ces cylindres de travail et ainsi également leurs axes A sont représentés comme étant cour- bés Les rouleaux de travail cylindriques 1 sont en effet comprimés par les forces élevées de laminage dans la zone centrale pour donner une forme ovale qui évolue en direc- tion des extrémités des cylindres en une forme ronde comme à l'origine Pour obtenir cette forme et en même temps également une force de pression uniforme de l'enveloppe de cylindre 7 sur le cylindre de travail 1, les forces d'appui des éléments d'appui 5 doivent avoir une évolu- tion indiquée par une ligne Si Au milieu du cylindre on arrive à un maximum de la force d'appui qui,dans tous les caspeut atteindre des valeurs qui en rendent la réalisa- tion de manière hydraulique,à l'aide d'un agent de pres- sion, impossible ou extraordinairement difficile En introduisant des moments de flexion sur les extrémités du cylindre de travail 1,on peut produire un développement des forces d'appui des éléments d'appui 5 dans le cylindre selon une ligne 52 qui est sensiblement plus uniforme et quien particulier,évite d'avoir des forces maximales augmentées L'espace de jeu obtenu ainsi des forces d'appui peut être utilisé pour des corrections locales qui ne pouvaient être exécutées jusqu'ici que par des influences thermiques sur les-cylindres de travail - Les deux diagrammes selon les figures 9 et 10 correspondent à des formes de réalisation de cylindres ayant des montages de l'enveloppe de cylindre 7 selon la figure 5 En principe Xon pourrait cependant également utiliser des montages selon la figure 6, et on pourrait alors faire en sorte,par exemple par des dispositifs de régulation en soi connus,que les forces du cylindre de pression 10 et des éléments d'appui 5 soient en équili- bre de manière telle que les paliers de roulement 17 en soient soulagés. On peut également en principe envisager d'autres formes de réalisation ot on introduit des forces dans l'enveloppe de cylindre 7 en chargeant de façon connue les paliers de roulement 17, avec les monta- ges selon la figure 5, de manière que sa flexion puisse être soutenue dans une direction voulue Il est à noter cependant que les paliers de roulement doivent être prévus en fonction des forces existantes qui sont extraordinaire- ment élevées. Comme indiqué, la commande des forces des éléments d'appui 5 peut avoir lieu sensiblement symétriquement par rapport au plan de laminage de la matière à laminer 4, c'est-à-dire que des éléments d'appui 5, ou des groupes de tels éléments d'appui empilés en une ligne verticale, peuvent avoir respectivement la même force ou des forces s'écartant l'une de l'autre d'une amplitude de correction, qui prennent en compte par exemple le poids propre des pièces mobiles On peut cependant envisager également en principe une commande mutuellement indépendante de ces éléments ainsi que des moments de flexion, ce qui offre d'autres possibilités d'influencer les forces agissant dans l'espace de laminage. Bien que l'invention ait été expliquée à propos d'un dispositif de laminage de métaux représenté aux figures 1 et 2, elle n'est pas limitée à ce domaine - Elle peut être également utilisée avec des dispositifs de laminage permettant de laminer des feuilles de plasti- que La forme de réalisation simple selon la figure 7 est particulièrement appropriée à cet effet. REVENDICATIONS 1 Dispositif de laminage pour laminer des matières en feuilles continues, comportant au moins un cylindre de travail ( 1) qui coopère avec un contre- cylindre ( 1, 30), la matière à laminer ( 4) passant entre le cylindre de travail ( 1) et le contre-cylindre ( 1, 30), ainsi qu'un cylindre d'appui ( 2, 30) sur lequel repose le cylindre de travail ( 1), le cylindre d'appui ( 2) étant un cylindre de réglage de flexion ( 2) ayant une enveloppe de cylindre ( 7) pouvant tourner autour d'un support fixe ( 6) et qui repose au niveau du support ( 6) sur des éléments d'appui ( 5) dont la force d'appui peut être commandée individuellement ou en groupes, caractérisé en ce que le cylindre de travail ( 1) est munie à ses extrémités de dispositifs de flexion ( 13, 15, 16) pour produire un moment de flexion ( 11, 12) qu'on peut commander en fonc- tionnement. 2 Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le contre-cylindre est également un cylindre de travail ( 1) sur les extrémités duquel agissent des dispositifs de flexion ( 13, 15) pour produire un moment de flexion qu'on peut commander en fonctionnement, ce cylindre de travail ( 1) reposant sur un cylindre d'appui ( 2, 30). 3 Dispositif selon la revendication 2, carac- térisé en ce que le cylindre d'appui est également un cylindre de réglage de flexion ( 2) ayant une enveloppe de cylindre ( 7) pouvant tourner autour d'un support fixe ( 6) et qui repose au niveau du support ( 6) sur des élé- ments d'appui ( 5) dont la force d'appui peut être comman- dée individuellement ou en groupes. 4 Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le cylindre de travail ( 1) et/ou le cylindre d'appui a une forme cylindrique. 5 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le cylindre de travail ( 1) et/ou le cylindre d'appui sont bombés. 6 Dispositif selon l'une des revendications l- à 5, caractérisé en ce que les moments de flexion du cylindre de travail ou des cylindres de travail et les forces d'appui des éléments d'appui ( 5) du cylindre d'appui ou des cylindres d'appui ( 2) peuvent être influen- cés indépendamment l'un de l'autre. à