Brevet FR2528731A1 — publié le 19831223

La présente invention se rapporte à un laminoir continu pour la production de tubes sans soudure à partir d'ébauches rondes, forées axialement-, emmanchées sur des mandrins correspondants, lequel laminoir travaille selon la technique dite à mandrin retenu. L'invention concerne en particulier une tête por- te-mandrin utilisée dans un laminoir du type précité pour accoupler un mandrin à un dispositif opérateur qui a pour fonction de pré-enfiler éventuellement puis d'enfiler le mandrin dans une ébauche forée axialement qu'il s'agiî 1 ' soumettre au laminage, à pousser ledit mandrin entre les cages du laminoir, le long de l'axe de laminage, à retenir le mandrin pendant le laminage de l'ébauche et, finale- ment, à récupérer ce mandrin lorsque le laminage est termi- né Un tel dispositif peut être constitué, par exemple, par une crémaillère en prise avec un ou plusieurs pignons entratnés par un moteur et dont une partie d'extrémité est configurée de façon appropriée pour supporter fermement une tête porte-mandrin. Dans la structure d'une tète porte-mandrin réali- sée selon la technique connue, on peut distinguer fondamen- talement une première partie d'accouplement à la crémaillè- re et une deuxième partie d'accouplement à une partie d'ex- trémité ou queue du mandrin En général, cette deuxièmer partie de la tête porte-mandrin présente, dans une direc- tion parallèle à l'axe de laminage, une section sensible- ment en U, élargie, dans laquelle les ailes présentent des hauteurs différentes et confèrent à cette deuxième partie et à l'ensemble de la tête porte-mandrin une configuration sensiblement en crochet horizontal De son côté, la queue du mandrin est structurée et profilée de manière à entrer en prise avec ladite deuxième partie de la tête porte-man- drin ou, mieux, à accrocher cette partie et cet accrochage se produit automatiquement à l'occasion du positionnement du mandrin sur l'axe de laminage en amont du laminoir con- tinu. Sous l'effet de la présence conjointe de différen- tes causes, ropme, par exemple, de dilatations thermiques du mandrin, de déformations de ce mandrin, de jeux et dé- fauts de precision inévitables des dispositifs de trans- fert du mcndrin, d'inexactitudes de positionnement des bu- tées "fixes et/ou des dispositifs d'arrêt ainsi que d'au- tres erreurs analogues, ce positionnement est approxima- tif, c'est-à-dire qu'il peut varier de quelques centim- tres par rapport à une position théorique prédéterminée. En conséquence, oour garantir que ledit accrochage automa- tique sera toujours réalisé, la distance entre les ailes de la partie en crochet de la tête porte-mandrin est tou- jours supérieure à la longueur de la queue du mandrin. Une tête porte-mandrin ainsi structurée présente toutefois des inconvénients techniques reconnus qui n'a- vaient pas été surmontés jusqu'à présent En effet, lors- qu'après l'exécution de l'accrochage, on effectue les opé- rations d'enfilage du mandrin dans l'ébauche, de retenue du mandrin pendant le laminage et de récupération de ce mandrin, on observe fréquemment des chocs violents entre la queue du mandrin et les ailes de la partie en crochet de la tête porte-mandrin qui peuvent endommager (par exem- ple déformer ou même briser) les éléments qui sont accro- chés l'un à l'autre. Un autre inconvénient réside dans le fait que les sollicitations et poussées qui agissent sur le mandrin pen- dant le laminage peuvent présenter, plus ou moins acciden- tellement, des composantes verticales d'une valeur capable de provoquer des déplacements verticaux de la queue du man- drin, ce qui peut décrocher le mandrin de la tête porte- mandrin Les graves conséquences d'une telle éventualité sont bien connues de l'homme de l'art. Le problème qui est à la base de la présente in- vention est de réaliser et de créer une tête porte-mandrin possédant des caractéristiques structurelles et fonction- nelles qui permettent de surmonter définitivement les in- 3 2528731 convénients exposés plus haut à propos de la technique con- nue. Ce problème est résolu selon l'invention par une tête porte-mandrin pour laminoir continu à mandrin retenu, comprenant une partie sensiblement en crochet horizontal, destinée à entrer en prise avec la queue d'un mandrin, cet- te partie présentant, dans une direction parallèle à l'axe de laminage, une section en U, élargie, qui possède des ai- les de hauteurs différentes, cette tête porte-mandrin étant caractérisée en ce qu'au moins une partie d'au moins l'une desdites ailes est mobile et guidée sur ladite par- tie en forme de crochet, dans le sens qui la rapproche ou l'éloigne de l'autre des ailes, un organe actionneur étant prévu pour commander les déplacements guidés de la partie mobile ou des parties mobiles de l'aile ou des ailes. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'organe actionneur est monté sur ladite tete porte-man- drin elle-même. Selon une forme de réalisation préférée, ledit or- gane actionneur est constitué par un poussoir ayant une droite d'action perpendiculaire auxdites ailes de la par- tie en crochet de la tête porte-mandrin. A l'occasion du positionnement d'un mandrin sur la ligne de laminage, avec accrochage simultané de la queue de ce mandrin dans la tête porte-mandrin, l'aile mo- bile de ladite partie en crochet est retenue dans la posi- tion la plus éloignée de l'autre aile De cette façon, l'accrochage désiré se produit avec sécurité, même s'il existe des erreurs de positionnement du mandrin sur l'axe de laminage Lorsque l'accrochage a été effectué, la queue du mandrin est bloquée entre les ailes opposées de ladite partie en forme de crochet, par actionnement dudit organe actionneur Lorsque ce blocage a été effectué, on peut amorcer le cycle de laminage, par exemple en actionnant la crémaillère sur l'extrémité de laquelle est montée la tête porte-mandrin selon l'invention. 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 réfé- rant aux dessins annexés sur lesquels, la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une tête porte-mandrin selon l'invention; la figure 2 est une coupe transversale de la tête porte-mandrin de la fiqure 1 dans une autre position de fonctionnement; la figure 3 est une vue en coupe transversale et selon la ligne III-III de la figure 1. Sur les dessins, on a désigné dans son ensemble par 1 une tête portemandrin selon l'invention, destinée à être accouplée, d'une part, à une crémaillère 2 et, d'au- tre part, à la queue 3 du mandrin 4, du type communément utilisé sur les laminoirs continus pour la production des tubes sans soudure selon la technique dite à mandrin rete- nu. La crémaillère 2 et le mandrin 4 sont alignés le long d'un axe longitudinal commun A qui coïncide avec l'axe de laminage. La tête porte-mandrin 1 comprend une partie arriè- re 5, sensiblement cylindrique, à axe horizontal, cet axe coïncidant avec ledit axe A et une partie avant 6, sensi- blement en forme de crochet horizontal. Ladite partie 5 présente extérieurement un seg- ment fileté 7 sur lequel est vissé un manchon 8 Ce man- chon 8, qui est emmanché sur une partie d'extrémité en for- me de queue 9 de la crémaillère 2,ast bloqué dans cette po- sition de façon amovible par l'intermédiaire d'une virole 10, laquelle est à son tour vissée sur un segment fileté 11 de ladite queue Le dévissage indésirable de la virole est empêché par une bague 12 montée coaxialement sur un segment d'extrémité de la queue 9 et fixée à la virole 10 à l'aide d'une série de vis 13. La partie cylindrique 5 est traversée coaxiale- ment par un trou 14 aligné sur un trou borgne 15 ménagé axialement dans la partie en forme de queue 9 de la cré- maillère 2. Dans les trous 14 et 15 est positionné coaxiale- ment un fourreau cylindrique 16 ayant une partie avant 16 a * 5 formant embouchure et prolongée à sa partie inférieure par une lèvre 17, par l'intermédiaire de laquelle ce fourreau 16 est bloqué dans la position préfixée à l'aide de moyens connus en soi, non représentés Dans le fourreau 16 est mo- bile et guidé un piston 19, monté à une extrémité d'une ti- ge 20, dont l'autre extrémité 21 émerge à l'extérieur du fond 16 b dudit fourreau 16 Sur cette extrémité 21 est vis- sé de façon réglable un écrou 22, qui sert à précontrain- dre d'un paquet de rondelles Belleville 23 montées sur la tige 20 entre le piston 19 et le fond 16 b du fourreau cy- lindrique 16. Le piston 19 est traversé radialement d'un trou carré 24 dans lequel est guidé un rouleau 25 monté fou sur un axe 26, lequel est monté à l'extrémité inférieure d'un bras 27 L'autre extrémité du bras 27 est calée sur un bras cylindrique 28 présentant un axe horizontal perpendi- culaire à l'axe A et monté rotatif d'une façon classique dans la partie 5 de la tête porte-mandrin Sur un segment 28 a dudit arbre 28, qui fait saillie latéralement par rap- port à la partie 5 de la tête porte-mandrin 1, est calée l'extrémité inférieure 29 en forme de manchon, d'un levier dont l'autre extrémité supporte un galet 31 librement rotatif Le levier 30 peut être positionné de façon régla- ble sur l'arbre 28, pour former avec le bras 27 un organe presseur agissant sur le piston 19. Comme on peut le voir en se reportant à la figure 1, lorsque le levier 30 se déplace angulairement dans le sens des aiguilles d'une montre autour de l'axe de l'arbre 28, le bras 27 exerce une poussée sur le piston 19, par l'intermédiaire du galet 25, dans le sens tendant à enga- ger ce piston dans le fourreau 16 en surmontant la force du paquet de rondelles Belleville 23. Lorsqu'on relâche l'action sur le levier 30, l'ac- tion des ressorts 23 sur le piston 19 devient prédominante de sorte Que le piston est sollicité vers l'extérieur du fourreau, ainsi que ceci ressortira plus clairement de la suite de la description. La partie avant 6, en forme de crochet horizon- tal, de la tête porte-mandrin 1 présente, dans la direc- tion de l'axe A, une section en U possédant des ailes de hauteurs différentes En particulier, l'aile avant 32 pos- sède une hauteur réduite comparativement à l'aile arrière 33, laquelle est constituée par la paroi avant de la par- tie 5 de la tête porte-mandrin 1 Il convient de remarquer que, dans cette aile arrière 33, s'ouvre l'embouchure 16 a- 17 du fourreau cylindrique 16, à travers laquelle le pis- ton 19 peut se déplacer La paroi avant 19 a du piston 19 constitue essentiellement une partie de l'aile arrière 33 de la partie en crochet 6 de la tête porte-mandrin 1 La distance séparant les ailes 32, 33 de cette partie en cro- chet 6 est très supérieure à la longueur de la queue 3 du mandrin 4 lorsque le piston 19 est entièrement rentré dans le fourreau 16. Il convient de remarquer encore que, dans la pa- roi avant 19 a du piston 19, est formée d'une seule pièce ou fixée d'une autre façon une dent 34 destinée à entrer en prise avec un creux 35 ménagé dans la paroi arrière du mandrin 3. Le fonctionnement de la tête porte-mandrin 1 se- lon l'invention est le suivant. Initialement, par actionnement de la crémaillère 2, on amène la tête porte-mandrin 1 dans une position pré- déterminée sur la ligne de laminage, pour recevoir un man- drin 4 Dans cette position, une came 37 présentant un seg- ment central rectiligne et horizontal 37 a et des segments terminaux 37 b, 37 c inclinés vers le haut, est fixée au bâ- ti ou à une autre structure porteuse, représentée schémati- quement en 36 sur la figure 2, utilisée de façon classique pour supporter à la fois la crémaillère 2 et le mandrin 4. Lorsque le galet 31 est attaqué par le segment central 37 a de la came, au moment o la tête porte-mandrin 1 est pla- cée au droit de cette came, le levier 30 subit un déplace- ment angulaire dans le sens des aiguilles d'une montre (vu sur la figure 1) autour de l'axe de l'arbre 28 et le le- vier 37 et son galet fou 25 subissent un déplacement angu- laire identique Ceci a pour effet de faire rentrer le pis- ton 19 dans le fourreau 16 en surmontant l'action des ron- delles Belleville 23 Dans cette condition, la paroi 19 a du piston 19 se trouve dans le même plan que l'aile arriè- re 33 de la partie en crochet 6 de la tête porte-mandrin 1 ou fait saillie d'une très petite distance au-delà de cet- te aile. Dans ces mêmes conditions, la tête porte-mandrin est prête à recevoir la queue 3 d'un mandrin 4 dans sa par- tie en crochet 6. Lorsque l'accrochage est effectué, on fait avan- cer la tête porte-mandrin 1 vers le laminoir et dès le dé- but de ce déplacement, le galet 31 se dégage du contact avec la came 37 En conséquence, c'est l'action des rondel- les Belleville 23 qui devient prédominante sur le piston 19 Le piston sollicité par les rondelles 23 pousse la queue 3 du mandrin 4 contre l'aile avant 32 de la partie en crochet 6, en réalisant ainsi le blocage voulu du man- drin Il est à remarquer que, lorsque le piston 19 entre en contact avec la queue 3 du mandrin, la prise entre la dent 34 de ce piston et le logement correspondant 35 du mandrin est réalisée directement, prise qui empêche le man- drin de se décrocher de la tête porte-mandrin 1 pendant le laminage. Lorsque le laminage est terminé, on récupère le mandrin 4 du laminoir continu, en ramenant la tête porte- mandrin 1 dans sa position initiale Dans cette position, le galet 31 est à nouveau attaqué par le segment central 37 a de la came 37 et le piston 19 est à nouveau repoussé à l'intérieur du fourreau 16 en surmontant l'action des ron- delles Belleville 23 En conséquence, la queue 3 du man- drin est libérée de sa prise avec la dent 34, elle est éloignée du piston 19 et le mandrin peut alors être entiè- rement dégagé de bas en haut de la tête porte-mandrin. Bien entendu, diverses modifications pourront être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non limi- tatif sans sortir du cadre de l'invention. R E V E N D IC AT IONS 1 Tête porte-mandrin pour laminoir continu à mandrin retenu, comprenant une partie ( 6) sensiblement en crochet horizontal et destinée à entrer en prise avec la queue ( 3) d'un mandrin ( 4), cette partie ( 6) présentant, dans une direction parallèle à l'axe de laminage, une sec- tion en U élargie et qui possède des ailes de hauteurs dif- férentes, cette tête porte-mandrin étant caractérisée en ce qu'au moins une partie ( 19 a) d'au moins une ( 33) desdi- tes ailes est mobile et guidée sur ladite partie en cro- chet ( 6) pour pouvoir se rapprocher et s'éloigner de l'au- tré ( 32) desdites ailes, un organe actionneur ( 19, 20, 23) étant prévu pour commander les déplacements guidés de ladi- te partie mobile d'aile ou de chaque partie mobile d'aile. 2 Tête porte-mandrin selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit organe actionneur ( 19, 20, 23) est monté sur la tête porte-mandrin ( 1) elle-même. 3 Tête porte-mandrin selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit organe actionneur est consti- tué par un poussoir ( 16, 19, 20, 23) ayant une droite d'ac- tion perpendiculaire auxdites ailes ( 32, 33) de la partie en crochet ( 6) de la tête porte-mandrin ( 1). 4 Tête porte-mandrin selon la revendication 3, caractérisée en ce que ledit poussoir comprend une tête ( 19) en forme de piston, fixée à l'extrémité d'une tige ( 20) pouvant se déplacer axialement dans un fourreau cylin- drique ( 16), des organes élastiquement déformables ( 23) po- sitionnés dans ledit fourreau ( 16), entre ledit piston ( 19) et le fond ( 16 b) du fourreau, des organes presseurs ( 25 à 31) capables de faire rentrer le piston ( 19) dans le fourreau ( 16) en surmontant l'action desdits organes élas- tiquement déformables ( 23). Tête porte-mandrin selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'à ladite partie mobile d'aile ou à chaque parcie nbile d'aile de la partie en crochet ( 6), est fixée une dent ( 34) destinée à s'engager dans un creux correspondant ( 35) ménagé dans l'extrémité arrière de la queue ( 33) du mandrin ( 4). 6 Tête porte-mandrin selon l'une des revendica- tions 4 et 5, caractérisée en ce que ladite partie mobile d'aile de la partie en forme de crochet ( 6) est constituée par la paroi avant ( 19 a) dudit piston ( 19).