Brevet FR2527948A1 — publié le 19831209

La présente invention se rapporte à un dispositif de soutien pour la barre porte-pointe d'une machine de per- çage axial à chaud pour billettes, lingots et analogues. Cette invention concerne plus particulièrement un disposi- tif destiné à raidir la barre porte-pointe et à la soute- nir en position centrée sur l'axe de perçage d'un laminoir perceur à pression. Un laminoir perceur à pression est une machine ca- pable de transformer une billette carrée en une ébauche ronde forée axialement Cette machine comprend une cage de laminoir munie de deux cylindres commandés, à cannelures rondes, une pointe de perçage montée à une extrémité d'une barre correspondante, qui s'étend le long de l'axe de lami- nage et de perçage, sur le côté de sortie de cette cage, et un poussoir destiné à pousser une billette carrée entre les cylindres de laminage et contre la pointe de perçage. Pour exécuter le forage axial à chaud d'une bil- lette, d'un lingot ou d'une barre ou équivalent avec un de- gré d'excentricité le plus réduit possible, il est néces- saire que la barre porte-pointe du laminoir perceur à pres- sion soit solidement maintenue sur l'axe de perçage, de ma- nière à présenter une grande rigidité Cette nécessité se fait sentir en particulier au début du perçage et surtou lorsque le rapport entre la longueur et le diamètre du trou à exécuter est de l'ordre de 25 ou plus. Jusqu'à présent, la barre porte-pointe est soute- nue et maintenue sur l'axe de perçage par une pluralité de paires de mâchoires, supportées par un socle approprié et disposées en deux alignements parallèles à l'axe de perça- ge et symétriques par rapport à cet axe Chaque mâchoire est sensiblement constituée par un rouleau à axe vertical monté à l'extrémité d'un bras dont l'autre extrémité est montée rotatif sur un -axe vertical porté par un chariot. Un vérin hydraulique, ou autre dispositif d'actionnement analogue, commande les déplacements angulaires dudit bras autour dudit axe vertical, pour mettre le rouleau en con- tact avec la barre porte-pointe ou l'écarter de cette bar- re Le chariot précité peut se déplacer sur des guide's ho- rizontaux, perpendiculaires à l'axe de perçage et est posi- tioné de façon réglable sur ces guides De cette façon, les rouleaux verticaux de chaque paire de mâchoires peuvent être positionnés différemment par rapport à l'axe de perça- ge, pour s'adapter à des barres porte-pointe présentant des dimensions transversales différentes. Bien qu'elle soit largement utilisée, cette tech- nique de soutien de la barre porte-pointe présente l'incon- vénient de ne pas donner à la barre une rigidité suffisan- te pour pouvoir toujours supporter les importantes sollici- tations (charge en bout) qui s'exercent sur elle pendant le fonctionnement du laminoir perceur à pression En ef- fet, selon la technique précitée, la barre porte-pointe est supportée et tenue le long de deux génératrices diamè- tralement opposées par des paires de rouleaux verticaux tandis qu'elle est entièrement libre en haut et en bas La technique connue donne donc à la barre porte-pointe une fixation sensiblement en tenaille. En outre, au fur et à mesure du perçage, la situa- tion de charge sur la barre porte-pointe se détériore de plus en plus En effet, alors que, d'une part, le nombre des liaisons qui maintiennent la barre porte-pointe dimi- nue, puisque les paires de mâchoires s'ouvrent l'une après l'autre pour donner passage à l'ébauche forée, d'autre part, il vient s'ajouter à la charge en bout une charge la- térale qui croît progressivement, et qui est due au poids de l'ébauche forée elle-même La barre porte-pointe ainsi sollicitée peut fléchir, en donnant naissance à une situa- tion efforts-déformations très dangereuse puisqu'elle peut porter le degré d'excentricité du trou produit à des ni- veaux incacceptables. En outre, le fait que, dans chaque mâchoire, il existe inévitablement des jeux dans les accouplements en- tre le chariot et ses guides, dans les articulations du bras porte-rouleau sur son chariot respectif et sur le dis- positif d'actionnement hydraulique, entraine des inexacti- tudes de positionnement de la m&choire par rapport à l'axe de perçage et, en conséquence, à une accentuation plus ou moins importante de l'excentricité de la barre porte-poin- te par rapport audit axe. Le problème qui est à la base de l'invention con- siste à réaliser un dispositif de soutien d'une barre por- te-pointe en position centrée sur l'axe de perçage et de laminage d'un laminoir perceur à pression, qui possède des caractéristiques de structure et de fonctionnement capa- bles d'assurer à la barre un raidissement approprié et ef- ficace, ainsi qu'un soutien dans l'alignement exact de l'axe de perçage, même au cours de l'avancement progressif de l'ébauche forée sur cette barre. Ce problème est résolu selon l'invention par un dispositif de raidissement pour une barre porte-pointe et de soutien de cette barre en position centrée sur l'axe de perçage d'un laminoir perceur à pression, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de structures porteuses, sensiblement en forme de berceau, disposées en alignement pour définir un axe horizontal (A) qui coïncide avec ledit axe de perçage, chacune desdites structures porteuses com- prenant: trois leviers articulés sur des axes horizontaux correspondants, parallèles audit axe A et dont les traces sur un plan vertical perpendiculaire à cet axe A, sont dis- posées aux sommets d'un triangle équilatéral dont le cen- tre de gravité est la trace de l'axe A sur ledit plan ver- tical; trois rouleaux identiques, dont chacun est monté fou à l'extrémité d'un levier correspondant, chacun à la même distance de l'axe correspondant, les axes de rotation desdits rouleaux se trouvant dans un plan vertical commun perpendiculaire à l'axe A et coupant dans ce plan les axes géométriques des axes correspondants; des organes moteurs destinés à déplacer angulairement lesdits leviers et leurs rouleaux fous respectifs autour desdits axes pour les rap- procher ou les éloigner dudit axe A. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se r 4 fé- rant aux dessins annexés sur lesquels, la figure 1 représente schématiquement par une vue latérale et en élévation un dispositif de raidissement et de soutien selon l'invention pour la barre porte-pointe d'un laminoir perceur à pression; la figure 2 représente schématiquement par une vue en plan le dispositif de la figure 1; la figure 3 représente schématiquement et à échel- le agrandie une coupe prise selon la ligne 111-III de la figure 2; les figures 4 à 6 représentent schématiquement à échelle agrandie le même détail que sur la figure 3, dans différentes conditions de fonctionnement. Comme on peut le voir en se reportant à la figure 1, on a désigné dans son ensemble par la référence 1 un dispositif selon l'invention destiné au raidissement et au soutien d'une barre porte-pointe 2 utilisée dans un lami- noir perceur à pression 3 dont on a indiqué schématique- ment en 4 la cage de laminoir et en 5, 6 les cylindres de laminoir. Ledit dispositif comprend une pluralité de struc- tures porteuses 7, en forme de berceau, identiques et dis- posées en alignement le long d'un axe horizontal A qui coincide avec l'axe de laminage et de perçage dudit lami- noir 3. Dans l'exemple représenté, le dispositif 1 com- prend six structures en berceau du type décrit, qui sont disposées en trois groupes successifs, espacés les uns des autres d'intervalles prédéterminés. Etant donné que les structures en berceau 7 sont toutes identiques, aussi bien au point de vue de la struc- ture que de la fonction, on ne décrira ci-après en regard des figures 3 à 6 qu'une seule de ces structures. Dans chacune des structures en berceau 7, sont montés trois axes 8, 9 et 10, horizontaux et parallèles au- dit axe A En particulier, la disposition de ces axes 8, 9 et 10 dans l'espace est telle que les traces de leurs axes géométriques sur un plan vertical perpendiculaire à l'axe A, par exemple sur le plan de la figure 3 constituent les sommets d'un triangle équilatéral dont le centre de gravi- té coïncide avec la trace de l'axe A sur le plan vertical considéré Sur chacun des axes 8, 9 et 10, est articulé un levier correspondant du premier genre 11, 12 et 13 Le le- vier 11, qui présente sensiblement la forme d'une équerre, possède une extrémité lla en forme de fourche, qui suppor- te un axe 14 horizontal et parallèle à l'axe 8 Sur cet axe 14 est articulée l'extrémité 15 de la tige 16 d'un vé- rin hydraulique 17 lequel est monté oscillant d'une façon classique sur la structure porteuse 7. Sur l'autre extrémité du levier en équerre 11 est monté un rouleau fou 18 Un deuxième rouleau fou 19 est monté par des moyens classiques non représentés sur l'ex- trémité 12 a du levier 12 Ce levier est asservi mécanique- ment au levier 11, par l'intermédiaire d'une tige 20 dont les extrémités opposées 21, 22 sont montées rotatives sur des axes 23, 24 horizontaux, parallèles à l'axe 8 et res- pectivement portés par le levier 11 et par le levier 12. Le levier 13 porte lui aussi un rouleau fou 25, au niveau de son extrémité dirigée vers l'intérieur de la structure en berceau 7 Il convient de remarquer que les axes de rotation des rouleaux fous 18, 19 et 25 se trou- vent dans un même plan vertical perpendiculaire à l'axe A et que, dans ce plan, ils coupent les axes géométriques des axes 8, 9 et 10 correspondants Il est en outre à re- marquer que les rouleaux 18, 19 et 25 sont identiques et disposés à des distances égales des axes géométriques des axes 8, 9 et 10 autour desquels ils peuvent se déplacer an- gulairement pour se rapprocher et s'éloigner dudit axe, par un mouvement du type auto-centreur, ainsi qu'il ressor- tira plus clairement de la suite de la description. Un tirant 26 présente une extrémité 27 montée ro- tative sur un axe horizontal 28, parallèle à l'axe A, et supporté de façon classique par le levier 12 Au niveau de son autre extrémité 29, ledit tirant 26 est engagé à cou- lisse à travers un corps cylindrique 30 monté rotatif dans un logement cylindrique 31 qui présente un axe horizontal parallèle à l'axe A Ce logement 31 est formé à proximité de l'extrémité du levier 13 qui est à l'opposé du rouleau Un arrêt réglable en position, par exemple un écrou 32, est monté sur le segment d'extrémité 29 du tirant 26 pour empêcher ce tirant de se dégager du corps cylindrique 30. Un vérin hydraulique 33 est monté oscillant sur la structure en berceau 7 et présente une tige 34 qui est articulée sur un axe horizontal 36 parallèle à l'axe A et porté par une paire d'oreilles 35, 35 fixées sur le levier 13. Le levier 13 et son rouleau 25 peuvent se dépla- cer angulairement dans le sens inverse de celui des-aiguil- les d'une montre (sur les figures 3 à 6) pendant que les leviers 11 et 12 restent immobiles Au contraire, ces le- viers 11 et 12, avec leurs rouleaux respectifs 18, 19 peu- vent se déplacer angulairement dans le sens des aiguilles d'une montre, pendant que le lvier 13 reste fixe ou même subit des déplacements angulaires dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre. La disposition préférée pour les axes fixes 8, 9 et 10, de même que la disposition préférée pour les le- viers 11, 12 et 13 par rapport auxdits axes est telle que les rouleaux fous 18, 19 se déplacent vers l'axe A le long de trajectoires ascendantes et que le rouleau 25 se rappro- che de l'axe A en suivant une trajectoire descendante. En se reportant à la figure 2, on peut encore re- marquer que les structures porteuses en berceau qui consti- tuent le deuxième et le troisième groupes sont reliées et raidies l'une par rapport à l'autre dans une direction pa- rallèle à l'axe A par des tirants et des entretoises res- pectivement schématisés en 37, 38 et 39, 40. Dans les espaces disponibles des bras correspon- dants 41, 42, connus en soi et utilisés d'une façon connue pour amener une barre porte-pointe 2 en position de tra- vail sur l'axe A ou pour éloigner de cette position une barre portepointe avec une ébauche 2 a emmanchée sur cette barre Les bras 41, 42 sont montés sur des arbres 43, 44 horizontaux, montés sur les deux côtés du dispositif selon l'invention, de préférence dans des positions symétriques par rapport à l'axe A Les arbres 43, 44 sont actionnés par des organes motorisés, non représentés du fait qu'ils sont classiques, pour déterminer les déplacements angulai- res des bras 41, 42. Aux extrémités iibres de ces bras, 41, 42, sont articulées des têtes 45 correspondantes, présentant essen- tiellement la forme d'un berceau, connues en soi, tandis qu'à leur autre extrémité, ces bras sont convenablement équilibrés par des contrepoids 46, 47. Le fonctionnement du dispositif décrit ci-dessous est le suivant. Dans l'état de fonctionnement initial (figure 3), l'ensemble de trois rouleaux 18, 19, 25 de chacune desdi- tes structures en berceau 7 est maintenu en contact étroit avec la barre porte-pointe 2, par l'actionnement des vé- rins hydrauliques 17 correspondants Dans ces conditions, les rouleaux 18, 19 et 25 maintiennent la barre porte-poin- te 2 fermement centrée sur l'axe de perçage A et, vis-à- vis de cette barre, ils réalisent sensiblement un cerclage rigide, c'est-à-dire une liaison, qui, en raidissant effi- cacement la barre, améliore la résistance de cette derniè- re à la charge en bout. outre la réduction du degré d'excentricité du trou axial des ébauches produites, l'invention apporte l'avantage de permettre d'utiliser des barres d'une plus grande longueur pour produire des ébauches forées axiale- -ment d'une plus grande longueur, ce qui correspond à la tendance technique la plus actuelle. Lorsque 1 ' extrémité 2 a de l'ébauche atteint un terne ou ensemble de 3 rouleaux 18, 19, 25, par exemple, celui de la premiàre structure en berceau 7, un ordre est envoyé au vérin hydraulique 17 de cette structure par des disposi- tifs détecteurs qu'on a omis de représenter du fait qu'ils sont classiques L'actionnement de ce vérin 17 détermine un déplacement angulaire (dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre, vu sur la figure 3 > du levier 11 autour de l'axe géométrique de l'axe 8, vec éloigne- ment consécutif du rouleau 18 correspondant par rapport à la barre porte-pointe 2. Sous l'effet de la liaison établie entre le le- vier 11 et le levier 12 par le tirant 20 et de la liaison établie entre le levier 12 et le levier 13 par le tirant 26, les leviers 12 et 13 subissent simultanément avec le levier 11 des déplacements angulaires identiques dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre, autour des axes géométriques de leurs axes d'articulation respec- tifs 9, 10 A la fin de ces déplacements angulaires identi- ques, de même sens et simultanés, les rouleaux 18, 19 et 25 prennent une position représentée sur la figure 4, qui est calculée, non seulement, pour permettre le passage et l'avance de l'ébauche 2 a sur la barre mais encore et sur- tout, pour constituer un support centré sur l'axe A (sup- port du type lunette) pour l'ébauche en mouvement. Le poids de l'ébauche qui croît progressivement, est entièrement supporté par les ternes de rouleaux 18, 19 et 25 et pendant toute la phase de laminage et de perçage, la barre 2 subit exclusivement une charge en bout sans su- bir simultanément aucune charge latérale comme celles qu'elle subit dans la technique connue La barre n'est donc pas soumise à des déformations à la flexion, ce qui contribue sensiblement à la maintenir dans l'alignement sur l'axe de perçage. Toutes les opérations décrites plus haut sont en- suite exécutées sur les ternes de rouleaux qui font suite au premier terne, au fur et à mesure que ces ternes de rou- leaux-sont atteints par l'ébauche forée en cours de produc- tion. A la fin du perçage, l'ébauche forée obtenue et la barre insérée dans cette ébauche doivent être évacuées de l'ensemble de structures en berceau 7 et on doit amener une nouvelle barre porte-pointe dans la position ainsi li- bérée. A cet effet, on actionne tout d'abord simultané- ment (ou non) l'ensemble des cylindres 33, dans le sens ap- proprié pour imprimer aux leviers 13 correspondants un nou- veau déplacement angulaire dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre autour des axes géométriques des axes 10 De cette façon, tous les rouleaux 25 (les rou- leaux supérieurs) sont amenés à la position inactive repré- sentée sur la figure 5 Ainsi qu'on l'a déjà décrit, pen- dant le déplacement angulaire des leviers 13, les leviers 11 et 12 et les rouleaux correspondants 18, 19 restent im- mobiles Les tirants 29 ne constituent pas un obstacle au déplacement des leviers 13 puisqu'ils peuvent coulisser li- brement dans les corps cylindriques 20 et que ces derniers peuvent tourner librement dans leurs logements 31 ménagés dans les leviers 13. Lorsque tous les rouleaux 25 ont été amenés avec sécurité dans la position éloignée de l'axe A, position re- * 30 présentée sur la figure 5, dans laquelle l'ébauche et sa barre portepointe sont supportées par les rouleaux 18, 19 tandis qu'elles sont libres vers le haut, l'arbre 44 est mis en action, en entraînant un déplacement angulaire des bras culbuteurs 42 correspondants et un mouvement d'évacua- tion de l'ébauche 2 a et de la barre porte-pointe 2 insérée dans cette ébauche (figure 6). Ensuite, par actionnement des vérins hydrauliques 17, les rouleaux 18 et 19 sont ramenés à la position ini- tiale représentée sur la figure 3, pour constituer le sup- port d'une nouvelle barre porte-pointe 2 Cette nouvelle barre est positionnée par actionnement de l'autre arbre 43 et des bras culbuteurs 41 correspondants Dans ces condi- tions, la barre porte-pointe 2 est déjà alignée avec sécu- rité sur l'axe de perçage A. Ensuite, par actionnement des vérins 33, tous les rouleaux remis en contact avec la nouvelle barre porte- pointe 2, en réalisant ainsi la pluralité de cerclages ri- gides qui bloquent la barre porte-pointe en position cen- trée sur l'axe de perçage, en lui donnant la rigidité dési- rée. Bien entendu, diverses modifications pourront être apportées par l'homme de l'art au dispositif quivient d'être décrit uniquement'à titre d'exemple non limitatif sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T ION S 1 Dispositif de raidissement pour une barre por- te-pointe et de soutien de cette barre en position centrée sur l'axe de perçage d'un laminoir perceur à pression, ca- ractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de structures porteuses ( 7) sensiblement en forme de berceau, disposées en alignement, le long d'un axe horizontal commun (A) qui coïncide avec l'axe de perçage dudit laminoir ( 3), chaque structure porteuse ( 7) comprenant: trois leviers ( 11, 12, 13) articulés sur des axes horizontaux correspondants ( 8, 9, 10) parallèles audit axe (A) et dont les traces sur un plan vertical perpendiculaire audit axe (A) sont disposées aux sommets d'un triangle équilatéral dont le centre de gravité est la trace de l'axe (A) dans ledit plan verti- cal; trois rouleaux ( 18, 19, 25) dont chacun est monté fou à l'extrémité d'un levier correspondant ( 11, 12, 13), chacun à la même distance de l'axe ( 8, 9, 10) correspon- dant, les axes de rotation desdits rouleaux ( 18, 19, 25) se trouvant dans un plan vertical commun perpendiculaire audit axe (A) et coupant dans ce plan les axes géométri- ques des axes ( 8, 9, 10) correspondants; des organes mo- teurs ( 17, 20, 26, 33) destinés à déplacer angulairement lesdits leviers ( 11, 12, 13) et leurs rouleaux respectifs ( 18, 19, 25) autour desdits axes ( 8, 9, 10) pour les rap- procher ou les éloigner dudit axe (A) avec un mouvement sensiblement du type auto-centreur. 2 Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que lesdits leviers ( 11, 12, 13) sont reliés en- tre eux cinématiquement par l'intermédiaire de tirants cor- respondants ( 20, 26), l'un ( 11) desdits leviers étant ac- tionné par un organe moteur ( 17). 3 Dispositif selon la revendication 2, caracté- risé en ce que l'un ( 13) desdits leviers peut se déplacer angulairement autour dudit axe ( 10), sous l'action d'un or- gane moteur correspondant ( 33) indépendamment des deux au- 12) tres leviers