Brevet FR2513151A1 — publié le 19830325

Procédé et dispositif pour le réglage en continu du cambrage des bords d'une bande. La presente invention se rapporte a un procédé pour le reglage en continu du cambrage des bords d'une bande dans la fabrication des tubes à joint hélicoïdal, ainsi qu'à un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé. I1 est connu que les bandes larges laminées à chaud, produites par un procédé de laminage continu peuvent eAtre incurvees dans le plan horizontal en raison des propriétés de la matière première, la brame, ou par des défauts du pro- cessus de laminage. Les régions de la bande qui sont effec- tuées par ce défaut et qui se manifestent de façon préféren- tielle au début et/ou å la fin de la bande sont habituellement désignées par l'expression : "régions deformees en sabre". Lorsqu'on travaille de telles bandes, par exemple pour la fabrication de tubes à joint hélicoïdal, la "déforma- tion en sabre" se manifeste par le fait quson obtient, soit un tronçon de tube conique, soit en raison du calibrage du diamètre qui est habituellement effectue, un tube cylindrique présentant des bords soudés décales en gradins, le bord ap- partenant au coté le plus long de la zone "défcrmee en sabre" étant en saillie vers l'extérieur. Ces deux defauts, aussi bien la conicité que le dé- calage des bords, sont indesirables sur le tube et font l'ob- jet de tolérances serrées spécifiées dans les normes de fabrication. Si l'on dépasse les limites admissibles, on est con- duit à exécuter de coûteuses opérations de reprise sur le produit ou même mettre au rebut le produit fini. Entant donné que l'amplitude de la courbure d'un arc de bande "déformée en sabre" ne peut pas être contrôlée sur la bobine de bande enroulée, il n'est pas possible d'éviter d'utilise des bandes qui conduiront à produire des tubes présentant une géométrie inacceptable. Lorsqu'on transforme une matière en bde de zen un t@be à joint soudé hélicoïdal, les zones marginales de la bande se comportent différemment du reste de la largeur de la bande, en ce sens qu'après la mise en forme, les bords font saillie vers 11 extérieur au-delà du corps du tube.Dans les installations modernes de fabrication de tubes, on combat ce défaut, qu'on peut appeler saillie en toit" ou "effet de noeud de bambou", et dont l'amplitude est influencée par le diamètre du tube, ltépaisseur de paroi de ce tube, la largeur et la qualité de la bande, en cambrant les zones marginales de la bande avant la mise en forme, alors que la bande est encore plate, en sens inverse de la saillie en toit, clest-å-dire vers la surface de la bande qui formera l'intérieur du tube. Le but de l'invention est cie créer un procédé pour le réglage en continu du cambrage des bords de la bande dans la fabrication de tubes à joint hélicoidal, procédé dans lequel on détecte le sens et l'amplitude de la déformation en sabre de la bande et, en fonction de cette information, on modifie la courbure préalable de telle manière que le décalage des bords soit maintenu dans des limites admissibles ; l1in- vent ion a encore pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. L'invention propose de résoudre ce problème par un procédé caractérisé en ce que, pendant le déroulement de la bande de sa bobine, la courbure de la bande dans le plan horizontal est mesurée mécaniquement en permanence, par mesure des longueurs d'arcs des bords intérieur et extérieur de la bande et que, par comparaison entre les valeurs de consigne et les valeurs réelles, le dispositif de cambrage des bords est modifié à intervalles réglables, de telle manière que la zone marginale du bord le plus long soit courbée plus fortement et que celle du bord le plus court soit courbée moins fortement. Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend - deux molettes de mesure qui s'appliquent contre les bords de la bande perpendiculairement a' leurs champs qui peuvent ètre réglées en fonction de la largeur de la bande, et qui peuvent être déplacées en translation à l'aide de servo-dispositifs - des roues de guidage en hauteur disposées en position fixe au-dessus et au-dessous de la bande dans la ré- gion des bords de cette bande, à un écartement qui est fonction de la largeur de consigne de la bande - des générateurs dtimpulsions reliés aux molettes de mesure qui répondent a' la rotation de ces molettes et qui sont reliés par l'intermédiaire d'un ordinateur à un dispositif de réglage servant à régler le dispositif de cambrage des bords, qui est composé d'une cage à trois cylindres, comprenant un cylindre d' appui et des cylindres de cambrage dont l'écartement est réglable. Selon une autre caractéristique de l'invention, la largeur des molettes de mesure est choisie de manière à pouvoir détecter n'importe quelle épaisseur de bande. Selon une autre caractéristique de l'invention, les molettes de mesure peuvent être déplacées en translation sur la ligne qui les joint, perpendiculairement aux bords de la bande. Grâce au procédé suivant l'invention, un défaut de géométrie (déformation en sabre) affectant la matière en bande peut être détecté en continu, les longueurs des bords sont comparées et les différences sont compensées par des différences de cambrage, de sorte que les défauts de fabrication qui se produisaient jusqu'S présent sont ainsi évités. Dans la mise en oeuvre du procédé, il n'est pas possible d'utiliser la méthode connue de détermination approximative de la courbure drun arc par mesure de la longueur de la corde et de la hauteur de la flèche. Pour pouvoir appliquer cette méthode il serait nécessaire de pouvoir disposer d'une longueur de mesure suffisante dans les limites de laquelle l'arc de bande devrait titre maintenu absolument plat. Dans les installations actuellement existantes, ces conditions ne peuvent titre réalisées qu'au prix d'une dépense inacceptable Dans la solution suivant l1invention > la courbure dun arc de bande est déterminée d'après la longueur d'arc du bord inté- rieur et du bord extérieur de la bande. Un mode de réalisation de l'invention sera décrit ci-après à titre d'exemple non limitatif et en regard des dessins annexés sur lesquels, - la figure 1 représente un schéma d'arrangement du dispositif suivant l'invention - la figure 2 est une vue avant du dispositif - la figure 3 représente un dispositif de cambrage des bords dtune bande d'un type connu en soi - la figure 4 représente les deux bords de la bande en appui l'un contre l'autre, avec décalage des bords - la figure 5 montre les zones marginales de la bande avec saillie en toit ou effet de noeuds de bambou. Sur la figure 1, les molettes de mesure 1 et 2 qui sont actionnées par des servo-dispositifs 3 et 4 et qui peuvent autre reglées en fonction de la largeur de la bande, attaquent les bords de la bande perpendiculairement à leurs champs. Comme on le voit sur la figure 2, la bande est guidée sur les deux côtés par des roues de guidage en hauteur 5 et 6. Des générateurs d'impulsions connus en soi reliés aux molettes de mesure 1 et 2 sont reliés par l'intermédiaire d'un ordinateur à un dispositif de réglage destiné a' agir sur un dispositif de cambrage des bords connu en soi et représenté sur la figure 3. Ce dispositif de cambrage des bords est composé des cylindres d'appui 7 et des cylindres de cambrage 8 et 9. Les figures 4 et 5 représentent respectivement les situations obtenues en cas de décalage des bords et en cas de saillie en toit. Suivant l'invention, la mesure de la courbure de la bande s'effectue par une comparaison, exécutée par segments successifs, entre la longueur L1 du bord qui passe au droit de la molette de mesure 1 et la longueur L2 du bord qui passe en meme temps au droit de la molette de mesure 2, en ap pliquant la relation B R = L2/L1-1 où B désigne la largeur des bords de la bande et R le rayon de courbure.Etant donné que la déviation de la bande dans le plan horizontal est maîtrisée ou contrecarrée par des guides latéraux qui sont agencés au moins immédiatement en aval du poste de déroulement et en amont de la partie de mir se en forme de l'installation, l'éventuelle déformation en sabre de la bande se manifeste à ltendroit de la mesure par le fait qu'elle déplace les molettes de mesure dans la di- rection d'action des servo-dispositifs 3 et 4. La saisie de la position des molettes de mesure permet à l'ordinateur de soumettre le calcul du rayon de cour- bure à un contre de plausibilité Compte tenu de la relation, connue par l'expérience et tirée de considérations théoriques, qui lie la grandeur de la courbure de la bande à l'amplitude du décalage des bords, on corrige le réglage du dispositif de cambrage des bords en fonction du résultat de la mesure de la déformation en sabre, en tenant compte de la distance séparant la ligne de mesure de la ligne de cambrage ainsi que de la vitesse de défilement de la bande. REVENDICATIONS 1 - Procédé de réglage en continu du cambrage des bords d'une bande dans la fabrication de tubes à joint hélicoidal, caractérisé en ce que, pendant le déroulement de la bande de sa bobine, la courbure de la bande dans le plan horizontal est mesurée mécaniquement en permanence par mesure de la longueur d'arcs des bords intérieur et extérieur de la bande et que, par comparaison entre les valeurs de consigne et les valeurs réelles, le dispositif de cambrage des bords est modifié de telle manière que la zone marginale du bord le plus long soit cambrée plus fortement et que celle du bord le plus court soit cambrée moins fortement. 2 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, caractérisé par deux molettes de mesure (1 et 2) qui s'appliquent contre les bords de la bande perpendiculairement à leurs champs, peuvent être réglées en fonction de la largeur de la bande et peuvent être déplacées en translation à l'aide de servo-dispositifs (3 et 4); par des roues de guidage en hauteur (5 et 6) disposées en position fixe au-dessus et au-dessous de la bande dans la région des bords de cette bande > à un écartement qui est fonction de la largeur de consigne de la bande ; par des générateurs d'impulsions répondant à la rotation des molettes (1, 2) et qui sont reliés par l'intermédiaire d'un ordinateur à un dispositif de réglage destiné à régler le dispositif de cambrage des bords qui est composé de cages à trois cylindres comportant un cylindre d'appui (7) et des cylindres de cambrage (8 et 9) dont ltécartement est réglable. 3 - Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la largeur des molettes de mesure (1 et 2) est choisie de manière à pouvoir détecter n'importe quelle épaisseur de bande. 4 - Dispositif suivant les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les molettes de mesure (1 et 2) peuvent être déplacées en translation sur la ligne (12) qui les joint, perpendiculairement aux bords de la bande.